WO2016157301A1 - 光伝送モジュール、撮像装置および光伝送モジュール用構造体 - Google Patents

光伝送モジュール、撮像装置および光伝送モジュール用構造体 Download PDF

Info

Publication number
WO2016157301A1
WO2016157301A1 PCT/JP2015/059646 JP2015059646W WO2016157301A1 WO 2016157301 A1 WO2016157301 A1 WO 2016157301A1 JP 2015059646 W JP2015059646 W JP 2015059646W WO 2016157301 A1 WO2016157301 A1 WO 2016157301A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
transmission module
optical
resin
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/059646
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋志 祝迫
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Priority to PCT/JP2015/059646 priority Critical patent/WO2016157301A1/ja
Priority to JP2017508835A priority patent/JP6502475B2/ja
Publication of WO2016157301A1 publication Critical patent/WO2016157301A1/ja
Priority to US15/710,128 priority patent/US10321811B2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00165Optical arrangements with light-conductive means, e.g. fibre optics
    • A61B1/0017Details of single optical fibres, e.g. material or cladding
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002Operational features of endoscopes
    • A61B1/00011Operational features of endoscopes characterised by signal transmission
    • A61B1/00013Operational features of endoscopes characterised by signal transmission using optical means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/0011Manufacturing of endoscope parts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00112Connection or coupling means
    • A61B1/00117Optical cables in or with an endoscope
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4239Adhesive bonding; Encapsulation with polymer material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4212Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element being a coupling medium interposed therebetween, e.g. epoxy resin, refractive index matching material, index grease, matching liquid or gel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4234Passive alignment along the optical axis and active alignment perpendicular to the optical axis
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4292Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a light transmission module, an imaging device including the light transmission module, and a light transmission module structure.
  • an endoscope In medical endoscopes, it is possible to observe a lesion by deeply inserting the insertion portion into the body.
  • an endoscope there is an endoscope provided with an imaging device in which an imaging element such as a CCD is incorporated at the tip of the insertion portion.
  • an imaging element with a large number of pixels that enables clearer image observation has been developed, and the use of an imaging element with a large number of pixels in an endoscope has been studied.
  • Patent Document 1 a ferrule for holding an optical fiber, an optical element disposed on the front end side of the ferrule, an optical fiber insertion hole into which the optical fiber is inserted from the rear end side of the ferrule, and an optical fiber insertion hole are continuous.
  • An optical transmission module is disclosed, which comprises: In the manufacturing process of the light transmission module, after the optical fiber insertion hole is filled with an adhesive (resin) using a filling needle, the optical fiber is inserted into the optical fiber insertion hole.
  • the adhesive accommodating portion is inserted with a filling needle and filled with resin.
  • the optical fiber inserted into the optical fiber insertion hole and the filling needle come very close to each other, and the working efficiency is deteriorated. .
  • the tip of the filling needle may damage the optical fiber.
  • An object of the present invention is to provide an imaging device and a structure for a light transmission module.
  • the light transmission module comprises: a substrate having an opening penetrating in the vertical direction orthogonal to the surface direction; and an electric signal disposed so as to close the lower surface side opening of the substrate.
  • An optical element for converting into an optical signal or converting an optical signal into an electric signal, an optical fiber for transmitting the optical signal, and the optical fiber disposed so as to close an opening on the upper surface side of the substrate And a resin filled in a space enclosed by at least the substrate, the optical element, the ferrule, and the tip of the optical fiber.
  • the ferrule is provided with a resin filling hole formed to be separated from the optical fiber insertion hole, for filling the space with the resin.
  • the ferrule in the light transmission module according to the first aspect, may be provided with a plurality of the resin filling holes.
  • the ferrule in the light transmission module according to the first or second aspect, further includes an air release hole for releasing the air present in the space to the outside.
  • one end of the air release hole is in communication with the optical fiber insertion hole and close to the tip of the optical fiber It may be arranged.
  • the substrate in the light transmission module according to the first aspect, may be provided with a through hole in a direction orthogonal to the surface direction.
  • the through hole and the resin filling hole may be in communication with each other.
  • an angle between the axis of the optical fiber insertion hole and the axis of the resin filling hole is greater than 0 °, 90 It may be smaller than °.
  • an angle between the axis of the optical fiber insertion hole and the axis of the resin filling hole is 22.5 ° or more. It may be 67.5 ° or less.
  • an angle between the axis of the optical fiber insertion hole and the axis of the resin filling hole is 45 ° or more and 60 °. It may be the following.
  • the air release hole is formed along the optical fiber insertion hole in communication with the optical fiber insertion hole It is also good.
  • an imaging device comprises: an imaging element for imaging a subject; and the first for converting an imaging signal from the imaging element into a light signal or converting the light signal into an electrical signal And the light transmission module according to any one of the ninth aspects.
  • the light transmission module structure is arranged to close the lower surface side opening of the substrate, and the substrate having the opening penetrating in the vertical direction orthogonal to the surface direction.
  • the ferrule is a resin filling hole formed at a distance from the optical fiber insertion hole, for filling the space surrounded by at least the substrate, the optical element, the ferrule, and the tip of the optical fiber with a resin.
  • the light does not deteriorate the working efficiency when filling the resin. It is possible to provide an optical transmission module that can be manufactured without damaging the fiber, an imaging device including the optical transmission module, and a structure for the optical transmission module.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. It is a figure which shows the manufacturing method of the light transmission module in 1st Embodiment. It is a figure which shows the manufacturing method of the light transmission module in 1st Embodiment. It is a figure which shows the manufacturing method of the light transmission module in 1st Embodiment. It is a figure which shows the manufacturing method of the light transmission module in 1st Embodiment. It is sectional drawing of the light transmission module in 2nd Embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. It is sectional drawing of the light transmission module in 5th Embodiment. It is sectional drawing of the light transmission module in the modification of 5th Embodiment. It is sectional drawing of the light transmission module in 6th Embodiment. It is sectional drawing of the light transmission module in the modification of 7th Embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. It is sectional drawing of the light transmission module in 8th Embodiment. It is sectional drawing of the light transmission module in 9th Embodiment.
  • a medical endoscope for capturing an image in a body cavity of a patient or the like will be described as an example. Further, the present invention is not limited by this embodiment. Further, in the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.
  • the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each member, the ratio of each member, and the like are different from reality. In addition, among the drawings, there are included parts having different dimensions and ratios.
  • FIG. 1 is a schematic configuration view of an endoscope according to the first embodiment.
  • the endoscope 1 which is an imaging device, includes an insertion unit 80, an operation unit 84 disposed on the proximal end side of the insertion unit 80, a universal cord 92 extended from the operation unit 84, and a universal cord 92. And a connector 93 disposed on the proximal end side.
  • the insertion portion 80 includes a rigid tip 81, a curved portion 82 for changing the direction of the rigid tip 81, and an elongated flexible soft portion 83.
  • an angle knob 85 for operating the bending unit 82 is disposed, and an O / E converter 91 which is a light transmission module for converting an optical signal into an electric signal is disposed.
  • the connector 93 includes an electrical connector portion 94 connected to a processor (not shown) that performs image processing on an image acquired by the endoscope 1, and a light guide connection portion 95 connected to a light source (not shown).
  • the light guide connector 95 is connected to an optical fiber bundle that guides the illumination light to the rigid tip 81.
  • the electrical connector portion 94 and the light guide connection portion 95 may be integrated.
  • the integrated electrical connector portion 94 and the light guide connection portion 95 are connected to the processor.
  • the processor and the light source are separately connected, and the illumination light emitted from the light source is supplied to the light guide connection 95 via the processor.
  • an imaging device 90 In the rigid tip portion 81, an imaging device 90, an E / O converter 10 which is a light transmission module for converting an imaging signal from the imaging device 90 from an electrical signal to an optical signal, and an optical fiber 50 are disposed. There is.
  • the imaging signal from the imaging element 90 is converted from an electrical signal to an optical signal by the E / O converter 10 and transmitted to the operation unit 84 through the optical fiber 50 passing through the insertion unit 80.
  • the optical signal is converted again into an electric signal by the O / E converter 91 disposed in the operation unit 84, and is transmitted to the electric connector unit 94 through the metal wiring 50M through which the universal cord 92 is inserted. That is, in the small diameter insertion portion 80, an optical signal is transmitted through the optical fiber 50, and in the universal cord 92 which is not inserted into the body, an electrical signal is transmitted through the metal wiring 50M.
  • the optical fiber 50 may pass the universal cord 92 to the electrical connector 94.
  • the optical fiber 50 may be inserted to the connector 93.
  • FIG. 2 is a schematic configuration view of the insertion portion 80 in the first embodiment.
  • an imaging device 90 In the rigid tip portion 81, an imaging device 90, an E / O converter 10 for converting an imaging signal from the imaging device 90 from an electrical signal to an optical signal, and an optical fiber 50 are disposed.
  • the imaging device 90 is, for example, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor, a charge coupled device (CCD) image sensor, or the like.
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • CCD charge coupled device
  • the imaging signal from the imaging element 90 is transmitted to the E / O converter 10 by the metal wiring 90M.
  • the optical signal converted by the E / O converter 10 is transmitted to the O / E converter 91 by the optical fiber 50.
  • the E / O converter 10 will be described as an example of the light transmission module.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the light transmission module in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II in FIG.
  • the E / O converter 10 includes a substrate 11, bumps 12, an optical element 13, a ferrule 15, an optical fiber insertion hole 16, a resin filling hole 18, a resin 19, and an optical fiber 50.
  • the substrate 11 has an opening 22 in the vertical direction (Z direction) perpendicular to the surface direction. Further, the optical element 13 is disposed on the substrate 11 so as to close the opening on the lower surface side of the substrate 11.
  • the optical element 13 is electrically connected to the substrate 11 by the bumps 12.
  • the optical device 13 is, for example, a semiconductor laser device such as a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and converts an imaging signal from the imaging device 90 into an optical signal from an electrical signal.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the ferrule 15 is disposed on the substrate 11 so as to close the opening on the upper surface side of the substrate 11.
  • the ferrule 15 includes an optical fiber insertion hole 16 into which the optical fiber 50 is inserted, and a resin filling hole 18 for injecting the resin 19.
  • the substrate 11 and the ferrule 15 may be directly connected or may be connected via an adhesive layer or the like.
  • the optical fiber insertion hole 16 is a hole parallel to the Z direction. Also, the optical fiber 50 is inserted into the optical fiber insertion hole 16 from the rear end side (the side on which the optical element 13 is not disposed) to the front end side (the side on which the optical element 13 is disposed). Further, the shape of the I-I cross section of the optical fiber insertion hole 16 is circular.
  • the resin filling hole 18 is a hole parallel to the Z direction and is separated from the optical fiber insertion hole 16. Further, the shape of the I-I cross section of the resin filling hole 18 is circular.
  • the resin 19 is preferably made substantially the same as the refractive index of the core of the optical fiber 50.
  • the refractive index of the core of the optical fiber 50 is about 1.4 to 1.6
  • a resin having a refractive index of about 1.4 to 1.6 is used. This is to suppress the loss of the optical signal output from the optical element 13.
  • FIG. 5A is a view showing the E / O converter 10 before inserting the optical fiber 50 into the optical fiber insertion hole 16.
  • the optical element 13 is mounted on the substrate 11 so as to close the opening on the lower surface side of the substrate 11 by a method such as flip chip mounting. Further, the ferrule 15 is fixed to the substrate 11 so as to close the opening on the upper surface side of the substrate 11.
  • FIG. 5B is a view showing the E / O converter 10 (structure for light transmission module) after the optical fiber 50 is inserted into the optical fiber insertion hole 16.
  • the optical fiber 50 is inserted into the optical fiber insertion hole 16 in the E / O converter 10 in the state of FIG. 5A.
  • FIG. 5C is a view showing the filling of the resin 19.
  • the filling needle 33 is inserted into the resin filling hole 18 and the resin 19 is filled.
  • the space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, the ferrule 15, and the tip of the optical fiber 50 is filled with the resin 19.
  • the filling needle 33 is taken out and the E / O converter 10 is completed.
  • the optical fiber insertion hole 16 and the resin filling hole 18 are disposed apart from each other. Therefore, even if the resin 19 is filled using the filling needle 33 after inserting the optical fiber 50 into the optical fiber insertion hole 16, the work efficiency is not deteriorated and the tip of the filling needle 33 is an optical fiber There is no damage to 50.
  • the shape of the I-I cross section of the optical fiber insertion hole 16 in FIG. 3 has been described as a circle, but it may be a polygon such as a triangle or a square, or an ellipse. It is good as long as you can insert
  • the O / E converter 91 converts the optical signal transmitted by the optical fiber 50 into an electrical signal by the PD which is the optical element 13. Thereafter, an electrical signal is transmitted to the substrate 11 through the bumps 12. The electrical signal transmitted to the substrate 11 is transmitted to the connector 93 via the metal wiring 50M.
  • the E / O converters 10A to 10J will be described as an example of the light transmission module, but as described above, if the optical element 13 is replaced with VCSELs to PDs, the O / E converters 91A to 91A to It will be 91J.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the light transmission module in the second embodiment.
  • 7 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
  • the E / O converter 10A differs from the E / O converter 10 in the first embodiment in that two resin filled holes 18 are provided.
  • the two resin filled holes 18 are disposed at point-symmetrical positions with respect to the center of the optical fiber insertion hole 16.
  • the two resin filling holes 18 do not have to be disposed at point-symmetrical positions with respect to the center of the optical fiber insertion hole 16.
  • two resin filled holes 18 are described, it goes without saying that three or more holes may be provided.
  • One of the two resin filling holes 18 may be the air release hole 20.
  • the resin 19 is filled from one of the resin filling holes 18.
  • the air existing in the space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, the ferrule 15, and the tip of the optical fiber 50 is released from the air release hole 20.
  • the air present in the space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, the ferrule 15 and the tip of the optical fiber 50 can be released more reliably. That is, the working efficiency at the time of filling the resin 19 can be further improved.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the light transmission module in the third embodiment.
  • the I-I sectional view of FIG. 8 is omitted because it is almost the same as FIG.
  • the E / O converter 10B is different from the E / O converter 10 in the first embodiment in that the through hole 21 is provided in the substrate 11.
  • the through hole 21 penetrates from the first surface (surface on which the optical element 13 is disposed) in the substrate 11 to the second surface (surface on which the ferrule 15 is disposed) opposite to the first surface. , And the resin filling hole 18. That is, they are formed in the direction orthogonal to the surface direction of the substrate 11, and the through holes 21 communicate with the resin filling holes 18. Therefore, when the resin 19 is filled from the resin filling hole 18, the resin 19 is filled from the first surface of the substrate 11 through the through hole 21.
  • the resin 19 is filled from the first surface of the substrate 11.
  • the first surface of the substrate 11 is the bottom of a space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, the ferrule 15, and the tip of the optical fiber 50, and the resin 19 is filled from the bottom.
  • the resin 19 can be surely filled in the space surrounded by the ferrule 15 and the tip of the optical fiber 50 or the like.
  • FIGS. 9 and 10 a fourth embodiment will be described based on FIGS. 9 and 10.
  • the figure which shows an endoscope, and the figure which shows the outline of an insertion part are the same as FIG. 1 and FIG. 2, respectively, they are abbreviate
  • omitted the description of contents overlapping with the first embodiment will be omitted.
  • the air release hole 20C has an L-shaped cross section in the ZX plane.
  • the air release hole 20C penetrates from the front end side of the ferrule 15 (the side on which the optical element 13 is not disposed) to a point where the tip of the optical fiber 50 is disposed. That is, one end of the air release hole 20C is disposed in communication with the optical fiber insertion hole 16 and in proximity to the tip of the optical fiber 50.
  • the air release hole 20C does not have to have an L-shaped cross section in the ZX plane. That is, the air release hole angle ⁇ C does not have to be 90 °, and may be 90 ° ⁇ C ⁇ 150 °, for example.
  • one end of the air release hole 20C is disposed in communication with the optical fiber insertion hole 16 and in close proximity to the tip of the optical fiber 50. Therefore, the air release hole 20C is not blocked by the resin 19 until the resin 19 is filled to the vicinity of the tip of the optical fiber 50. That is, until just before the filling of the resin 19 is completed, the air release hole 20C can release the air, and exists in the space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, the ferrule 15, the tip of the optical fiber 50, and the like. Air can be released more reliably.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the light transmission module in the fifth embodiment.
  • the cross-sectional view taken along the line II in FIG. 11 is omitted because it is almost the same as FIG.
  • the E / O converter 10D is different from the first E / O converter 10 in that the resin filling hole 18D is not a hole parallel to the Z-axis direction (direction orthogonal to the surface direction of the substrate 11).
  • the axis 34 of the resin filling hole 18D has a predetermined angle ⁇ (0 ° ⁇ ⁇ 90 °) with the axis 35 of the optical fiber insertion hole 16 or the optical fiber 50. By doing this, the distance between the resin filling hole 18D and the optical fiber insertion hole 16 is increased, so that the working efficiency can be further increased when the resin 19 is filled.
  • the predetermined angle ⁇ is 22.5 ° ⁇ ⁇ ⁇ 67.5 °. More preferably, the predetermined angle ⁇ is 45 ° ⁇ ⁇ ⁇ 60 °.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a light transmission module in a modification of the fifth embodiment. Incidentally, the II sectional view in FIG. 12 is omitted since it is almost the same as FIG.
  • the E / O converter 10E includes a resin-filled hole 18E and an air release hole 20E.
  • the resin filling hole 18E is almost the same as the resin filling hole 18D shown in FIG. 11, so the detailed description will be omitted. Further, since the air release holes 20E are almost the same as the air release holes 20C shown in FIG. 9, the detailed description will be omitted.
  • the axis 34E of the resin filling hole 18E has a predetermined angle ⁇ E (0 ° ⁇ ⁇ 90 °) with the axis 35E of the optical fiber insertion hole 16. For this reason, the distance between the resin filling hole 18E and the optical fiber insertion hole 16 is increased, and the working efficiency can be further improved when the resin 19 is filled.
  • One end of the air release hole 20E is disposed in communication with the optical fiber insertion hole 16 and in proximity to the tip of the optical fiber 50. Therefore, the air release hole 20E is not blocked by the resin 19 until the resin 19 is filled to the vicinity of the tip of the optical fiber 50. That is, the air release hole 20E can release air until just before the filling of the resin 19 is completed, and exists in the space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, the ferrule 15, the tip of the optical fiber 50, and the like. Air can be released more reliably.
  • the E / O converter 10E can increase the working efficiency at the time of filling the resin, and exists in the space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, the ferrule 15, the tip of the optical fiber 50, and the like. Air can be released more reliably.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the light transmission module in the sixth embodiment. Incidentally, the II cross-sectional view of FIG. 13 is omitted since it is almost the same as FIG.
  • the E / O converter 10F is different from the first E / O converter 10 in that the resin filling hole 18F has a tapered shape.
  • the resin filling hole 18F is tapered so that the diameter of the hole becomes smaller from the front end side (the side on which the optical element 13 is not disposed) to the rear end side (the side on which the optical element 13 is disposed) of the ferrule 15. There is. In this way, when the resin 19 is filled with the filling needle 33, the filling needle 33 can be easily inserted into the resin filling hole 18F, and the working efficiency can be improved when filling the resin 19. it can.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the light transmission module in the seventh embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
  • the E / O converter 10H includes an air discharge hole 20H.
  • the air release hole 20H communicates with the optical fiber insertion hole 16 and is formed along the optical fiber insertion hole. Thereby, when the resin 19 is filled from the resin filling hole 18, the air existing in the space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, the ferrule 15 and the tip of the optical fiber 50 can be more reliably released. it can.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the light transmission module in the eighth embodiment.
  • the E / O converter 10I differs in the shape of the ferrule as compared with FIG.
  • the ferrule 15A has a shape having an annular protrusion 23 fitted in the opening of the substrate 11.
  • the resin 19 is filled in a space surrounded by the substrate 11, the optical element 13, and the tip of the optical fiber 50 via the ferrule 15 A.
  • the manufacture of the light transmission module is further simplified. Moreover, it is suitable for the distribution transaction also as a light transmission module structure which does not include the optical fiber 50 and the resin 19.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the light transmission module in the ninth embodiment.
  • the E / O converter 10J differs in the shape of the optical fiber insertion hole compared with FIG.
  • the optical fiber insertion hole 16J includes an outward taper portion 24 on the rear end side (the side on which the optical element 13 is not disposed) and an inward taper portion 25 on the front end side (the side on which the optical element 13 is disposed).
  • the optical fiber 50 can be easily inserted into the optical fiber insertion hole 16J. Further, by providing the inward tapered portion 25, the optical fiber 50 can be easily positioned in the optical fiber insertion hole 16J.
  • the inward taper portion 25 may be formed integrally with the ferrule 15 or may be formed separately.
  • Endoscope imaging device
  • O converter optical transmission module
  • REFERENCE SIGNS LIST 11 substrate 12 bump 13 optical element 15 ferrule 16 optical fiber insertion hole 18 resin filled hole 19 resin 20 air release hole 21 through hole 22 opening 23 annular protrusion 24 outward taper portion 25 inward taper portion 33 filling needle 50 optical fiber 50M metal wiring 80 insertion part 81 rigid tip part 82 bending part 83 flexible part 84 operation part 85 angle knob 90M metal wiring 91 O / E conversion part (light transmission module) 92 universal cord 93 connector 94 electrical connector 95 light guide connection

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

 この光伝送モジュールは、面方向と直交する上下方向に貫通した開口部を有する基板と、基板の下面側開口を塞ぐように配置された、電気信号を光信号に変換する又は光信号を電気信号に変換する光素子と、光信号を伝送する光ファイバと、基板の上面側開口を塞ぐように配置された、光ファイバを挿通して保持する光ファイバ挿通孔を有するフェルールと、少なくとも基板と光素子とフェルールと光ファイバの先端とで囲まれる空間に充填される樹脂と、を備える。フェルールは、光ファイバ挿通孔と離間して形成された、樹脂を空間に充填するための樹脂充填孔を備える。

Description

光伝送モジュール、撮像装置および光伝送モジュール用構造体
 本発明は、光伝送モジュール、前記光伝送モジュールを備える撮像装置および光伝送モジュール構造体に関する。
 従来、医療用の内視鏡では、挿入部を体内に深く挿入することによって、病変部の観察を可能としている。このような内視鏡として、挿入部の先端にCCD等の撮像素子を内蔵した撮像装置を備えた内視鏡がある。近年、より鮮明な画像観察を可能とする高画素数の撮像素子が開発されており、内視鏡への高画素数の撮像素子の使用が検討されている。内視鏡で高画素数の撮像素子を使用する場合、該撮像素子と信号処理装置との間を高速で信号を伝送するために、光伝送モジュールを内視鏡に組み込むことが必要となる。
 特許文献1には、光ファイバを保持するフェルールと、フェルールの前端側に配置された光素子と、フェルールの後端側から光ファイバが挿入される光ファイバ挿通孔と、光ファイバ挿通孔に連続して形成される接着剤収容部と、を備える光伝送モジュールが開示されている。この光伝送モジュールの製造工程では、光ファイバ挿通孔に充填用ニードルを用いて接着剤(樹脂)を充填した後に、光ファイバを光ファイバ挿通孔に挿し込む。
日本国特開2012-198451号公報
 光ファイバを光ファイバ挿通孔に挿し込み、光ファイバの配置位置を調整した後に樹脂を充填する場合には、接着剤収容部から樹脂を充填する必要がある。この場合には、例えば、接着剤収容部に充填用ニードルを挿し込み樹脂を充填することになる。しかし、光ファイバ挿通孔と接着剤収容部が連続して形成されているため、光ファイバ挿通孔に挿し込まれた光ファイバと充填用ニードルが非常に接近することになり、作業効率が悪化する。また、場合によっては、充填用ニードルの先端が光ファイバを傷つけてしまう虞がある。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、樹脂を充填する際に作業効率を悪化させることなく、なおかつ、光ファイバを傷つけることなく製造可能な光伝送モジュール、前記光伝送モジュールを備える撮像装置、光伝送モジュール用構造体を提供することを目的とする。
 本発明の第一の態様によれば、光伝送モジュールは、面方向と直交する上下方向に貫通した開口部を有する基板と、前記基板の下面側開口を塞ぐように配置された、電気信号を光信号に変換する又は光信号を電気信号に変換する光素子と、前記光信号を伝送する光ファイバと、前記基板の上面側開口を塞ぐように配置された、前記光ファイバを挿通して保持する光ファイバ挿通孔を有するフェルールと、少なくとも前記基板と前記光素子と前記フェルールと前記光ファイバの先端とで囲まれる空間に充填される樹脂と、を備える。前記フェルールは、前記光ファイバ挿通孔と離間して形成された、前記樹脂を前記空間に充填するための樹脂充填孔を備える。
 本発明の第二の態様によれば、前記第一の態様に係る光伝送モジュールにおいて、前記フェルールは、前記樹脂充填孔を複数備えてもよい。
 本発明の第三の態様によれば、前記第一又は前記第二の態様に係る光伝送モジュールにおいて、前記フェルールは、前記空間に存在する空気を外部に放出するための空気放出孔を更に備えてもよい。
 本発明の第四の態様によれば、前記第三の態様に係る光伝送モジュールにおいて、前記空気放出孔の一端は、前記光ファイバ挿通孔に連通して且つ前記光ファイバの先端に近接して配置されてもよい。
 本発明の第五の態様によれば、前記第一の態様に係る光伝送モジュールにおいて、前記基板は、前記面方向と直交する方向のスルーホールを備えてもよい。前記スルーホールと前記樹脂充填孔とが、連通していてもよい。
 本発明の第六の態様によれば、前記第一の態様に係る光伝送モジュールにおいて、前記光ファイバ挿通孔の軸と前記樹脂充填孔の軸とのなす角は、0°よりも大きく、90°よりも小さくてもよい。
 本発明の第七の態様によれば、前記第六の態様に係る光伝送モジュールにおいて、前記光ファイバ挿通孔の軸と前記樹脂充填孔の軸とのなす角は、22.5°以上で、67.5°以下であってもよい。
 本発明の第八の態様によれば、前記第七の態様に係る光伝送モジュールにおいて、前記光ファイバ挿通孔の軸と前記樹脂充填孔の軸とのなす角は、45°以上で、60°以下であってもよい。
 本発明の第九の態様によれば、前記第三の態様に係る光伝送モジュールにおいて、前記空気放出孔は、前記光ファイバ挿通孔に連通して、前記光ファイバ挿通孔に沿って形成されてもよい。
 本発明の第十の態様によれば、撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子からの撮像信号を光信号に変換する又は前記光信号を電気信号に変換する前記第一から前記第九の態様のうちのいずれか一態様に係る光伝送モジュールと、を備えてもよい。
 本発明の第十一の態様によれば、光伝送モジュール用構造体は、面方向と直交する上下方向に貫通した開口部を有する基板と、前記基板の下面側開口を塞ぐように配置された、電気信号を光信号に変換する又は光信号を電気信号に変換する光素子と、前記基板の上面側開口を塞ぐように配置された、前記光信号を伝送する光ファイバを挿通して保持する光ファイバ挿通孔を有するフェルールと、少なくとも前記基板と前記光素子と前記フェルールと前記光ファイバの先端とで囲まれる空間に充填される樹脂と、を備える。前記フェルールは、前記光ファイバ挿通孔と離間して形成された、少なくとも前記基板と前記光素子と前記フェルールと前記光ファイバの先端とで囲まれる前記空間に樹脂を充填するための樹脂充填孔を備える。
 本発明によれば、光ファイバを光ファイバ挿通孔に挿し込み、光ファイバの配置位置を調整した後に樹脂を充填する場合でも、樹脂を充填する際に作業効率を悪化させることなく、なおかつ、光ファイバを傷つけることがなく製造可能な光伝送モジュール、前記光伝送モジュールを備える撮像装置、光伝送モジュール用構造体を提供できる。
第1の実施形態の内視鏡の概略構成図である。 第1の実施形態における挿入部の概略構成図である。 第1の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。 図3におけるI-I断面図である。 第1の実施形態における光伝送モジュールの製造方法を示す図である。 第1の実施形態における光伝送モジュールの製造方法を示す図である。 第1の実施形態における光伝送モジュールの製造方法を示す図である。 第2の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。 図6におけるI-I断面図である。 第3の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。 第4の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。 図9におけるI-I断面図である。 第5の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。 第5の実施形態の変形例における光伝送モジュールの断面図である。 第6の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。 第7の実施形態の変形例における光伝送モジュールの断面図である。 図14におけるI-I断面図である。 第8の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。 第9の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。
 以下、本発明の実施形態として、患者等の体腔内の画像を撮像する医療用の内視鏡を例に説明する。また、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
 (第1の実施形態)
 図1は、第1の実施形態の内視鏡の概略構成図である。
 撮像装置である内視鏡1は、挿入部80と、挿入部80の基端部側に配設された操作部84と、操作部84から延設されたユニバーサルコード92と、ユニバーサルコード92の基端部側に配設されたコネクタ93と、を備える。
 挿入部80は、硬性先端部81と、硬性先端部81の方向を変えるための湾曲部82と、細長い可撓性の軟性部83と、を備える。
 操作部84には、湾曲部82を操作するアングルノブ85が配置されているとともに、光信号を電気信号に変換する光伝送モジュールであるO/E変換器91が配置されている。
 コネクタ93は、内視鏡1で取得した画像に対して画像処理をするプロセッサ(不図示)と接続される電気コネクタ部94と、光源(不図示)と接続されるライトガイド接続部95と、を有する。ライトガイド接続部95は硬性先端部81まで照明光を導光する光ファイババンドルと接続されている。なおコネクタ93は、電気コネクタ部94とライトガイド接続部95とが一体となっていても良い。この場合には、一体となった電気コネクタ部94とライトガイド接続部95は、プロセッサに接続される。プロセッサと光源は、別途接続されており、光源から出射された照明光は、プロセッサを介してライトガイド接続部95に供給される。
 硬性先端部81には、撮像素子90と、撮像素子90からの撮像信号を電気信号から光信号に変換する光伝送モジュールであるE/O変換器10と、光ファイバ50と、が配置されている。E/O変換器10により撮像素子90からの撮像信号が電気信号から光信号に変換されて、挿入部80を挿通する光ファイバ50を介して操作部84まで伝送される。そして、操作部84に配設されているO/E変換器91により光信号は、再び電気信号に変換され、ユニバーサルコード92を挿通するメタル配線50Mを介して電気コネクタ部94に伝送される。すなわち、細径の挿入部80内においては、光ファイバ50を介して光信号が伝送され、体内に挿入されないユニバーサルコード92内においては、メタル配線50Mを介して電気信号が伝送される。
 なお、O/E変換器91が電気コネクタ部94に配置されている場合には、光ファイバ50は、電気コネクタ部94までユニバーサルコード92を挿通していてもよい。また、O/E変換器91がプロセッサに配設されている場合には、光ファイバ50はコネクタ93まで挿通していてもよい。
 図2は、第1の実施形態における挿入部80の概略構成図である。
 硬性先端部81には、撮像素子90と、撮像素子90からの撮像信号を電気信号から光信号に変換するE/O変換器10と、光ファイバ50と、が配置されている。撮像素子90は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ、又は、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等である。
 撮像素子90からの撮像信号は、メタル配線90MによりE/O変換器10に伝送される。また、E/O変換器10により変換された光信号は、光ファイバ50によりO/E変換器91に伝送される。
 次に、図3および図4に基づいて第1の実施形態における光伝送モジュールについて説明する。なお、光伝送モジュールとしてE/O変換器10を例に説明する。
 図3は、第1の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。図4は、図3におけるI-I断面図である。
 E/O変換器10は、基板11と、バンプ12と、光素子13と、フェルール15と、光ファイバ挿通孔16と、樹脂充填孔18と、樹脂19と、光ファイバ50と、を備える。
 基板11は、面方向と直交する上下方向(Z方向)に開口部22を有する。また、基板11には、基板11の下面側開口を塞ぐように光素子13が配置される。光素子13は、バンプ12により基板11と電気的に接続されている。光素子13は、例えば、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)等の半導体レーザ素子で、撮像素子90からの撮像信号を電気信号から光信号に変換する。
 また、基板11には、基板11の上面側開口を塞ぐようにフェルール15が配置される。フェルール15は、光ファイバ50を挿し込む光ファイバ挿通孔16と、樹脂19を注入するための樹脂充填孔18と、を備える。なお、基板11とフェルール15は、直接接続しても良いし、接着層などを介して接続しても良い。
 光ファイバ挿通孔16は、Z方向に平行な孔である。また、光ファイバ挿通孔16には、後端側(光素子13が配置されない側)から前端側(光素子13が配置される側)へと光ファイバ50が挿し込まれる。また、光ファイバ挿通孔16のI-I断面の形状は、円形となっている。
 樹脂充填孔18は、Z方向に平行な孔で、光ファイバ挿通孔16と離間している。また、樹脂充填孔18のI-I断面の形状は、円形となっている。
 基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間は、樹脂19で満たされる。なお、樹脂19は、光ファイバ50のコアの屈折率と略同じにするのが好ましい。通常、光ファイバ50のコアの屈折率は、1.4~1.6程度のため、樹脂19は1.4~1.6程度の屈折率の樹脂を用いるのが好ましい。具体的には、エポキシ系の樹脂やアクリル系の樹脂のうち、屈折率が1.4~1.6程度の樹脂を用いる。これは、光素子13から出力された光信号の損失を抑えるためである。
 次に、第1の実施形態における光伝送モジュールの製造方法について図5Aから図5Cに基づいて説明する。
 図5Aは、光ファイバ50を光ファイバ挿通孔16に挿し込む前のE/O変換器10を示す図である。基板11に対して、フリップチップ実装などの工法により、光素子13を、基板11の下面側開口を塞ぐように実装する。また、基板11に対して、基板11の上面側開口を塞ぐようにフェルール15を固定する。
 図5Bは、光ファイバ50を光ファイバ挿通孔16に挿し込んだ後のE/O変換器10(光伝送モジュール用構造体)を示す図である。図5Aの状態のE/O変換器10における光ファイバ挿通孔16に対して、光ファイバ50を挿し込む。
 図5Cは、樹脂19の充填を示す図である。樹脂充填孔18に充填用ニードル33を挿し込み、樹脂19を充填する。これにより、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間は、樹脂19で満たされる。その後、充填用ニードル33を取り出しE/O変換器10は完成する。
 このように、第1の実施形態におけるE/O変換器10では、光ファイバ挿通孔16と樹脂充填孔18とが離間して配置されている。そのため、光ファイバ50を光ファイバ挿通孔16に挿し込んだ後に、充填用ニードル33を用いて樹脂19を充填しても作業効率が悪化することなく、なおかつ、充填用ニードル33の先端が光ファイバ50を傷つけることもない。
 なお、第1の実施形態では、図3における光ファイバ挿通孔16のI-I断面の形状は、円形として説明したが、三角形または四角形などの多角形でも良いし、楕円でも良く、光ファイバ50を挿し込むことができれば良い。
 また、第1の実施形態では、光伝送モジュールとしてE/O変換器10を例に説明したが、光素子13をPD(Photodiode)等の光電変換素子にすれば、O/E変換器91となる。
 この場合、O/E変換器91は、光ファイバ50により伝送された光信号を光素子13であるPDにより電気信号に変換する。その後、バンプ12を介して電気信号を基板11に伝送する。基板11に伝送された電気信号は、メタル配線50Mを介してコネクタ93に伝送される。
 また、以下の実施形態では、光伝送モジュールとしてE/O変換器10A~10Jを例に説明するが、上述したように光素子13をVCSELからPDに置き換えれば、それぞれO/E変換器91A~91Jとなる。
 (第2の実施形態)
 次に、図6と図7に基づいて第2の実施形態について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。また、第1の実施形態と重複する内容については説明を省略する。
 図6は、第2の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。また、図7は、図6におけるI-I断面図である。
 E/O変換器10Aは、第1の実施形態におけるE/O変換器10と比較して、樹脂充填孔18を2つ備える点が異なる。E/O変換器10AをZ軸方向から見たときに、2つの樹脂充填孔18は、光ファイバ挿通孔16の中心に対して点対称な位置に配置されている。なお、2つの樹脂充填孔18は、光ファイバ挿通孔16の中心に対して点対称な位置に配置されていなくても構わない。また、樹脂充填孔18は、2つとして説明するが3つ以上としても良いことは言うまでもない。
 このように樹脂充填孔18を2つ備えることにより、樹脂19を2つの樹脂充填孔18から充填することができるので、作業効率が良くなる。
 なお、2つの樹脂充填孔18のうち、1つを空気放出孔20としても良い。この場合には、一方の樹脂充填孔18から樹脂19を充填する。樹脂19が充填されると、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間に存在していた空気が空気放出孔20から放出される。このようにすることで、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間に存在していた空気をより確実に放出することができる。すなわち、樹脂19を充填する際の作業効率をより良くすることができる。
 (第3の実施形態)
 次に、図8に基づいて第3の実施形態について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。また、第1の実施形態と重複する内容については説明を省略する。
 図8は、第3の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。なお、図8のI-I断面図は、図4とほぼ同一のため省略する。E/O変換器10Bは、第1の実施形態におけるE/O変換器10と比較して、基板11にスルーホール21を備える点が異なる。
 スルーホール21は、基板11における第1の面(光素子13が配置される面)から第1の面とは反対側の第2の面(フェルール15が配置される面)まで貫通しており、樹脂充填孔18と繋がっている。すなわち、基板11の面方向と直交する方向に形成され、スルーホール21と樹脂充填孔18とが連通している。そのため、樹脂充填孔18から樹脂19を充填すると、樹脂19は、スルーホール21を通って、基板11の第1の面から充填されることになる。
 E/O変換器10Bでは、基板11の第1の面から樹脂19が充填される。基板11の第1の面は、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間の底部であり、底部から樹脂19が充填されるので、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間により確実に樹脂19を充填することができる。
 (第4の実施形態)
 次に、図9および図10に基づいて第4の実施形態について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。また、第1の実施形態と重複する内容については説明を省略する。
 図9は、第4の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。図10は、図9におけるI-I断面図である。E/O変換器10Cは、第1のE/O変換器10と比較して空気放出孔20Cを備える点が異なる。
 空気放出孔20Cは、ZX平面の断面形状は、L字形状となっている。また、空気放出孔20Cは、フェルール15の前端側(光素子13が配置されない側)から光ファイバ50の先端が配置される箇所まで貫通している。すなわち、空気放出孔20Cの一端は、光ファイバ挿通孔16に連通して且つ光ファイバ50の先端に近接して配置されている。なお、空気放出孔20Cは、ZX平面の断面形状は、L字形状である必要はない。すなわち、空気放出孔角度θは、90°である必要はなく、例えば、90°<θ<150°としても良い。
 E/O変換器10Cにおいて、樹脂充填孔18から樹脂19を充填すると、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間が樹脂19で満たされていく。その際に、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間に存在した空気は、空気放出孔20Cから抜けていく。
 ここで、空気放出孔20Cの一端は、光ファイバ挿通孔16に連通して且つ光ファイバ50の先端に近接して配置されている。そのため、樹脂19が光ファイバ50の先端付近まで充填されるまでは、空気放出孔20Cは樹脂19により塞がることはない。すなわち、樹脂19の充填が完了する直前まで、空気放出孔20Cは空気を放出することができ、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間に存在していた空気をより確実に放出することができる。
 (第5の実施形態)
 次に、図11に基づいて第5の実施形態について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。また、第1の実施形態と重複する内容については説明を省略する。
 図11は、第5の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。なお、図11のI-I断面図は、図4とほぼ同一であるため省略する。E/O変換器10Dは、第1のE/O変換器10と比較して樹脂充填孔18DがZ軸方向(基板11の面方向と直交する方向)に平行な孔でない点が異なる。
 樹脂充填孔18Dの軸34は、光ファイバ挿通孔16もしくは光ファイバ50の軸35と、所定の角度θ(0°<θ<90°)を有する。このようにすることで、樹脂充填孔18Dと光ファイバ挿通孔16との距離が大きくなるので、樹脂19を充填する際に作業効率をより高くすることができる。
 なお、所定の角度θを大きくするにつれて、光ファイバ挿通孔16と樹脂充填孔18Dとの距離が大きくなるので、樹脂19を充填する作業効率を高くすることができる。ただし、所定の角度θを大きくしすぎると、樹脂19の充填に時間がかかってしまう。そのため、好ましくは、所定の角度θは、22.5°≦θ≦67.5°とする。また、より好ましくは、所定の角度θは、45°≦θ≦60°とする。
 次に、図12に基づいて第5の実施形態における変形例について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。
 図12は、第5の実施形態の変形例における光伝送モジュールの断面図である。なお、図12におけるI-I断面図は、図10とほぼ同一のため省略する。E/O変換器10Eは、樹脂充填孔18Eと、空気放出孔20Eと、を備える。
 樹脂充填孔18Eは、図11に示す樹脂充填孔18Dとほとんど同じであるため、詳細な説明は省略する。また、空気放出孔20Eは、図9に示す空気放出孔20Cとほとんど同じであるため、詳細な説明は省略する。
 樹脂充填孔18Eの軸34Eは、光ファイバ挿通孔16の軸35Eと所定の角度θ(0°<θ<90°)を有する。このため、樹脂充填孔18Eと光ファイバ挿通孔16との距離が大きくなり、樹脂19を充填する際に作業効率をより良くすることができる。
 空気放出孔20Eの一端は、光ファイバ挿通孔16に連通して且つ光ファイバ50の先端に近接して配置されている。そのため、樹脂19が光ファイバ50の先端付近まで充填されるまでは、空気放出孔20Eは樹脂19により塞がることはない。すなわち、樹脂19の充填が完了する直前まで、空気放出孔20Eは空気を放出することができ、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間に存在していた空気をより確実に放出することができる。
 以上より、E/O変換器10Eは、樹脂を充填する際の作業効率をより高くできるとともに、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間に存在していた空気をより確実に放出することができる。
 (第6の実施形態)
 次に図13に基づいて第6の実施形態について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。
 図13は、第6の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。なお、図13のI-I断面図は図4とほぼ同一のため省略する。E/O変換器10Fは、第1のE/O変換器10と比較して樹脂充填孔18Fがテーパー形状となっている点が異なる。
 樹脂充填孔18Fは、フェルール15の前端側(光素子13が配置されない側)から後端側(光素子13が配置される側)に対して孔の直径が小さくなるようにテーパー形状となっている。このようにすることで、充填用ニードル33で樹脂19を充填する際に、充填用ニードル33を樹脂充填孔18Fに挿し込みやすくなり、樹脂19を充填する際に作業効率をより良くすることができる。
 (第7の実施形態)
 次に図14および図15に基づいて第7の実施形態について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。
 図14は、第7の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。また、図15は、図14におけるI-I断面図である。
 E/O変換器10Hは、空気放出孔20Hを備える。空気放出孔20Hは、光ファイバ挿通孔16と連通して、光ファイバ挿通孔に沿って形成されている。これにより、樹脂充填孔18から樹脂19を充填する際に、基板11と光素子13とフェルール15と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間に存在していた空気をより確実に放出することができる。
 (第8の実施形態)
 次に図16に基づいて第8の実施形態について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。
 図16は、第8の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。
 E/O変換器10Iは、図3と比較してフェルールの形状が異なる。フェルール15Aは、基板11の開口部に嵌合する環状突起23を有する形状となっている。
 樹脂19は、フェルール15Aを介した基板11と光素子13と光ファイバ50の先端等で囲まれる空間に充填される。
 この第8の実施形態によれば、樹脂19を充填する前のフェルール15Aと基板11とを簡単に位置決めして固定できるので、光伝送モジュールの製造がより簡素化される。また、光ファイバ50と樹脂19とを備えない光伝送モジュール用構造体としても、その流通取引に好適する。
 (第9の実施形態)
 次に図17に基づいて第9の実施形態について説明する。なお、内視鏡を示す図および挿入部の概略を示す図は、それぞれ図1および図2と同様のため、省略する。
 図17は、第9の実施形態における光伝送モジュールの断面図である。
 E/O変換器10Jは、図3と比較して光ファイバ挿通孔の形状が異なる。光ファイバ挿通孔16Jは、後端側(光素子13が配置されない側)に外向きテーパー部24と、前端側(光素子13が配置される側)に内向きテーパー部25を備える。
 この第9の実施形態によれば、外向きテーパー部24を備えることにより、光ファイバ50を光ファイバ挿通孔16Jに容易に挿通することができる。また、内向きテーパー部25を備えることにより、光ファイバ50を光ファイバ挿通孔16J内での位置決めを容易に行うことができる。
 なお、内向きテーパー部25は、フェルール15と一体に形成しても良いし、別途形成しても良い。
 以上、図面を参照して本発明の実施形態、又は変形例について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態等に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
 また、上記実施形態等は、光伝送モジュールを医療用の内視鏡に適用した例で説明したが、工業用の内視鏡にも適用することができる。
 本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の請求の範囲によってのみ限定される。
 上記各実施形態によれば、光ファイバを光ファイバ挿通孔に挿し込み、光ファイバの配置位置を調整した後に樹脂を充填する場合でも、樹脂を充填する際に作業効率を悪化させることなく、なおかつ、光ファイバを傷つけることがなく製造可能な光伝送モジュール、前記光伝送モジュールを備える撮像装置、光伝送モジュール用構造体を提供できる。
 1 内視鏡(撮像装置)
 10 E/O変換器(光伝送モジュール)
 11 基板
 12 バンプ
 13 光素子
 15 フェルール
 16 光ファイバ挿通孔
 18 樹脂充填孔
 19 樹脂
 20 空気放出孔
 21 スルーホール
 22 開口部
 23 環状突起
 24 外向きテーパー部
 25 内向きテーパー部
 33 充填用ニードル
 50 光ファイバ
 50M メタル配線
 80 挿入部
 81 硬性先端部
 82 湾曲部
 83 軟性部
 84 操作部
 85 アングルノブ
 90M メタル配線
 91 O/E変換部(光伝送モジュール)
 92 ユニバーサルコード
 93 コネクタ
 94 電気コネクタ部
 95 ライトガイド接続部

Claims (11)

  1.  面方向と直交する上下方向に貫通した開口部を有する基板と、
     前記基板の下面側開口を塞ぐように配置された、電気信号を光信号に変換する又は光信号を電気信号に変換する光素子と、
     前記光信号を伝送する光ファイバと、
     前記基板の上面側開口を塞ぐように配置された、前記光ファイバを挿通して保持する光ファイバ挿通孔を有するフェルールと、
     少なくとも前記基板と前記光素子と前記フェルールと前記光ファイバの先端とで囲まれる空間に充填される樹脂と、
     を備え、
     前記フェルールは、
     前記光ファイバ挿通孔と離間して形成された、前記樹脂を前記空間に充填するための樹脂充填孔を備える
     光伝送モジュール。
  2.  前記フェルールは、前記樹脂充填孔を複数備える
     請求項1に記載の光伝送モジュール。
  3.  前記フェルールは、前記空間に存在する空気を外部に放出するための空気放出孔を更に備える
     請求項1又は請求項2に記載の光伝送モジュール。
  4.  前記空気放出孔の一端は、前記光ファイバ挿通孔に連通して且つ前記光ファイバの先端に近接して配置される
     請求項3に記載の光伝送モジュール。
  5.  前記基板は、前記面方向と直交する方向のスルーホールを備え、
     前記スルーホールと前記樹脂充填孔とが、連通している
     請求項1に記載の光伝送モジュール。
  6.  前記光ファイバ挿通孔の軸と前記樹脂充填孔の軸とのなす角は、0°よりも大きく、90°よりも小さい
     請求項1に記載の光伝送モジュール。
  7.  前記光ファイバ挿通孔の軸と前記樹脂充填孔の軸とのなす角は、22.5°以上で、67.5°以下である
     請求項6に記載の光伝送モジュール。
  8.  前記光ファイバ挿通孔の軸と前記樹脂充填孔の軸とのなす角は、45°以上で、60°以下である
     請求項7に記載の光伝送モジュール。
  9.  前記空気放出孔は、前記光ファイバ挿通孔に連通して、前記光ファイバ挿通孔に沿って形成される
     請求項3に記載の光伝送モジュール。
  10.  被写体を撮像する撮像素子と、
     前記撮像素子からの撮像信号を光信号に変換する又は前記光信号を電気信号に変換する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の光伝送モジュールと、
     を備える撮像装置。
  11.  面方向と直交する上下方向に貫通した開口部を有する基板と、
     前記基板の下面側開口を塞ぐように配置された、電気信号を光信号に変換する又は光信号を電気信号に変換する光素子と、
     前記基板の上面側開口を塞ぐように配置された、前記光信号を伝送する光ファイバを挿通して保持する光ファイバ挿通孔を有するフェルールと、
     少なくとも前記基板と前記光素子と前記フェルールと前記光ファイバの先端とで囲まれる空間に充填される樹脂と、
     を備え、
     前記フェルールは、
     前記光ファイバ挿通孔と離間して形成された、少なくとも前記基板と前記光素子と前記フェルールと前記光ファイバの先端とで囲まれる前記空間に樹脂を充填するための樹脂充填孔を備える
     光伝送モジュール用構造体。
PCT/JP2015/059646 2015-03-27 2015-03-27 光伝送モジュール、撮像装置および光伝送モジュール用構造体 WO2016157301A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/059646 WO2016157301A1 (ja) 2015-03-27 2015-03-27 光伝送モジュール、撮像装置および光伝送モジュール用構造体
JP2017508835A JP6502475B2 (ja) 2015-03-27 2015-03-27 光伝送モジュール、撮像装置および光伝送モジュール用構造体
US15/710,128 US10321811B2 (en) 2015-03-27 2017-09-20 Optical transmission module, imaging apparatus, and optical transmission module structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/059646 WO2016157301A1 (ja) 2015-03-27 2015-03-27 光伝送モジュール、撮像装置および光伝送モジュール用構造体

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/710,128 Continuation US10321811B2 (en) 2015-03-27 2017-09-20 Optical transmission module, imaging apparatus, and optical transmission module structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016157301A1 true WO2016157301A1 (ja) 2016-10-06

Family

ID=57005718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/059646 WO2016157301A1 (ja) 2015-03-27 2015-03-27 光伝送モジュール、撮像装置および光伝送モジュール用構造体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10321811B2 (ja)
JP (1) JP6502475B2 (ja)
WO (1) WO2016157301A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019207834A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法
WO2022038763A1 (ja) * 2020-08-21 2022-02-24 日本電信電話株式会社 光モジュール
US11971534B2 (en) 2019-03-05 2024-04-30 Olympus Corporation Optical transducer for endoscope, endoscope, and manufacturing method of optical transducer for endoscope

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5948720A (ja) * 1982-09-10 1984-03-21 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光ファイバ受発光端子
JPS61105518A (ja) * 1984-10-29 1986-05-23 Furukawa Electric Co Ltd:The 光フアイバ−付光電変換モジユ−ル及びその製造方法
JP2002139633A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Kyocera Corp 光ファイバ固定具及びその製造方法
JP2002250846A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Seiko Epson Corp 光モジュール及びその製造方法並びに光伝達装置
JP2004281530A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2012203326A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ保持部材及び光電気変換モジュール用部品
JP2013007854A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザモジュール及び製造方法
JP2013080069A (ja) * 2011-10-04 2013-05-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 光学部材

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725128A (en) * 1985-11-20 1988-02-16 Medtronic, Inc. Method for delivering light from multiple light emitting diodes over a single optical fiber
JP2012198451A (ja) 2011-03-23 2012-10-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ保持部材、光電気変換モジュール用部品及び光電気変換モジュール用部品の製造方法
JP6071277B2 (ja) 2012-06-29 2017-02-01 オリンパス株式会社 光ファイバーケーブル接続構造
CN105445864B (zh) * 2014-07-01 2017-12-05 泰科电子(上海)有限公司 插芯组件和插芯器件

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5948720A (ja) * 1982-09-10 1984-03-21 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光ファイバ受発光端子
JPS61105518A (ja) * 1984-10-29 1986-05-23 Furukawa Electric Co Ltd:The 光フアイバ−付光電変換モジユ−ル及びその製造方法
JP2002139633A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Kyocera Corp 光ファイバ固定具及びその製造方法
JP2002250846A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Seiko Epson Corp 光モジュール及びその製造方法並びに光伝達装置
JP2004281530A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2012203326A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ保持部材及び光電気変換モジュール用部品
JP2013007854A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザモジュール及び製造方法
JP2013080069A (ja) * 2011-10-04 2013-05-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 光学部材

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019207834A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法
WO2019207744A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法
WO2019208772A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法
US11366304B2 (en) 2018-04-26 2022-06-21 Olympus Corporation Optical module for endoscope, endoscope, and manufacturing method of optical module for endoscope
US11971534B2 (en) 2019-03-05 2024-04-30 Olympus Corporation Optical transducer for endoscope, endoscope, and manufacturing method of optical transducer for endoscope
WO2022038763A1 (ja) * 2020-08-21 2022-02-24 日本電信電話株式会社 光モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016157301A1 (ja) 2018-01-25
US20180008123A1 (en) 2018-01-11
US10321811B2 (en) 2019-06-18
JP6502475B2 (ja) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6411088B2 (ja) 光伝送モジュールおよび内視鏡
US9385249B2 (en) Optical element module, optical transmission module, and method of manufacturing optical transmission module
EP2624304B1 (en) Optical transmission module, image capturing device, and endoscope
WO2018173323A1 (ja) 内視鏡
US10568491B2 (en) Endoscope
US10088669B2 (en) Endoscope
JP6321933B2 (ja) 光伝送モジュール、及び内視鏡
CN104919346A (zh) 光传输模块和摄像装置
US10321811B2 (en) Optical transmission module, imaging apparatus, and optical transmission module structure
US20180078114A1 (en) Endoscope and optical transmission module
WO2016185537A1 (ja) 内視鏡、および光伝送モジュール
US11058285B2 (en) Optical signal transmission module
JP2015097588A (ja) 光伝送モジュール及び内視鏡
JP6081160B2 (ja) 光素子モジュール、光伝送モジュール、および光伝送モジュールの製造方法
JPWO2017072862A1 (ja) 撮像ユニットおよび内視鏡
JP2010194037A (ja) 電子内視鏡スコープ
WO2018146806A1 (ja) 光モジュールおよび内視鏡
WO2020179067A1 (ja) 内視鏡用光トランスデューサ、内視鏡用撮像装置、および内視鏡
JP2019118762A (ja) 内視鏡の基板ユニット
TWM419933U (en) Socket structure for optical transceiver sub-module

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15887456

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017508835

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15887456

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1