(57)【要約】【課題】通信品質の低下を抑制することが可能な光モジュールを提供する。【解決手段】光素子５２が搭載された回路基板２４と、ガラス製のコアを有する光ファイバ７と、ガラス製の材料を含み、光ファイバ７が保持された光ファイバ保持孔を有する光ファイバ保持部材５４と、回路基板２４上に固定され、光素子５２と光ファイバ７とを光学的に接続するレンズ５５ｄを含む光結合部材５５と、光ファイバ７のコアと光ファイバ保持孔５４の内周面との間に配置された樹脂層とを備え、光ファイバ保持部材５４が光結合部材５５に接続された状態で、光ファイバ保持部材５４と光結合部材５５との間に、光ファイバ７とレンズ５５ｄとが光結合するための光結合空間Ｃが形成され、樹脂層の一部（突出部）７５ａが、コアの端面よりも光結合空間Ｃに向けて突出している。【選択図】図３
2015191207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子が搭載された回路基板と、
ガラス製のコアを有する光ファイバと、
ガラス製の材料を含み、前記光ファイバが保持された光ファイバ保持孔を有する光ファイバ保持部材と、
前記回路基板上に固定され、前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続するレンズを含む光結合部材と、
前記光ファイバのコアと前記光ファイバ保持孔の内周面との間に配置された樹脂層と、
を備え、
前記光ファイバ保持部材が前記光結合部材に接続された状態で、前記光ファイバ保持部材と前記光結合部材との間に、前記光ファイバと前記レンズとが光結合するための光結合空間が形成され、
前記樹脂層の一部が、前記コアの端面よりも前記光結合空間に向けて突出している、光モジュール。
【請求項２】
前記光ファイバは前記コアの外周にインク層を有し、前記インク層を含む前記光ファイバの外径が１３５μｍ±１μｍであり、前記光ファイバ保持孔の径が１４０μｍ±１μｍである、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記樹脂層の突出している部分の突出方向の長さは、１μｍ〜５μｍである、請求項１または請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光ファイバは、前記コアの外周に形成されたプラスチッククラッド層を有し、前記プラスチッククラッド層が前記樹脂層の突出した部分の少なくとも一部を構成している、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記光ファイバは前記コアの外周にインク層を有し、前記インク層が前記プラスチッククラッド層の外周に形成され、前記インク層が前記樹脂層の突出した部分の少なくとも一部を構成している、請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記インク層の外周に接着剤からなる接着層が形成され、前記接着層は前記樹脂層の突出した部分の少なくとも一部を構成している、請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記インク層のヤング率と前記プラスチッククラッド層のヤング率との差が、０〜１００ＭＰａの範囲にある、請求項５または請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記インク層のヤング率と前記プラスチッククラッド層のヤング率との差が、０〜５０ＭＰａの範囲にある、請求項５または請求項６に記載の光モジュール。
【請求項９】
ガラス製のコアを有する光ファイバと、ガラス製の材料を含むとともに前記光ファイバが保持される光ファイバ保持孔を有する光ファイバ保持部材と、を準備する工程と、
前記光ファイバを前記光ファイバ保持孔に挿入して、前記光ファイバのコアと前記光ファイバ保持孔の内周面との間に樹脂層を配置する工程と、
前記光ファイバ保持部材を研磨して前記光ファイバの端面が露出する露出面を形成する工程と、
前記光ファイバ保持部材に高湿条件を与える処理を施すことにより、前記露出面に対して前記樹脂層の一部を前記光ファイバのコアの端面より突出させる工程と、
を含む光ファイバ保持部材の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の製造方法を用いて光ファイバ保持部材を準備する工程を含む、光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子と光ファイバとが接続される構成を備えた光モジュール、光ファイバ保持部材の製造方法及び光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバを保持するコネクタ部品とレンズを有するレンズアレイ部品とが連結されて、回路基板上の光素子とコネクタ部品に保持された光ファイバとが光学的に接続される光モジュールがある（例えば、特許文献１参照）。この光モジュールでは、コネクタ部品とレンズアレイ部品との間に光結合空間が形成され、この光結合空間において光ファイバとレンズとが光学的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０９９７５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の光モジュールでは、コネクタ部品とレンズアレイ部品との間に形成された光結合空間にゴミ（塵や埃）が入り込み、そのゴミが光ファイバのコアの端面に付着してしまう場合があった。この場合、光モジュールの通信品質が低下してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、通信品質の低下を抑制することが可能な光モジュール、光ファイバ保持部材の製造方法、及び光モジュールの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の光モジュールは、
光素子が搭載された回路基板と、
ガラス製のコアを有する光ファイバと、
ガラス製の材料を含み、前記光ファイバが保持された光ファイバ保持孔を有する光ファイバ保持部材と、
前記回路基板上に固定され、前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続するレンズを含む光結合部材と、
前記光ファイバのコアと前記光ファイバ保持孔の内周面との間に配置された樹脂層と、
を備え、
前記光ファイバ保持部材が前記光結合部材に接続された状態で、前記光ファイバ保持部材と前記光結合部材との間に、前記光ファイバと前記レンズとが光結合するための光結合空間が形成され、
前記樹脂層の一部が、前記コアの端面よりも前記光結合空間に向けて突出しているものである。
【０００７】
また、本発明の光ファイバ保持部材の製造方法は、
ガラス製のコアを有する光ファイバと、ガラス製の材料を含むとともに前記光ファイバが保持される光ファイバ保持孔を有する光ファイバ保持部材と、を準備する工程と、
前記光ファイバを前記光ファイバ保持孔に挿入して、前記光ファイバのコアと前記光ファイバ保持孔の内周面との間に樹脂層を配置する工程と、
前記光ファイバ保持部材を研磨して前記光ファイバが露出する露出面を形成する工程と、
前記光ファイバ保持部材に高湿条件を与える処理を施すことにより、前記露出面に対して前記樹脂層の一部を前記光ファイバのコアの端面より突出させる工程と、
を含んでいる。
【０００８】
また、本発明の光モジュールの製造方法は、上記の光ファイバ保持部材の製造方法を用いて光ファイバ保持部材を準備する工程を含んでいる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光モジュール、光ファイバ保持部材の製造方法、及び光モジュールの製造方法によれば、通信品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態にかかる光モジュールの断面図である。
【図２】（ａ）は光モジュールの回路基板を上から見た図であり、（ｂ）は回路基板を横から見た図である。
【図３】（ａ）と（ｂ）は、図２の（ａ）と（ｂ）においてレンズアレイ部品にコネクタ部品を取り付けた状態を示す図である。
【図４】（ａ）はコネクタ部品の正面図であり、（ｂ）は光ファイバ保持孔内のコアおよび各層を示す部分拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】（ａ）はテープ心線の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のテープ被覆の一部を取り除いた状態を示す斜視図である。
【図６】（ａ）はコネクタ部品の斜視図であり、（ｂ）はコネクタ部品に光ファイバが挿入された状態を示す斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるコネクタ部品の端面を研磨した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の実施形態の概要＞
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
（１）光モジュールは、
光素子が搭載された回路基板と、
ガラス製のコアを有する光ファイバと、
ガラス製の材料を含み、前記光ファイバが保持された光ファイバ保持孔を有する光ファイバ保持部材と、
前記回路基板上に固定され、前記光素子と前記光ファイバとを光学的に接続するレンズを含む光結合部材と、
前記光ファイバのコアと前記光ファイバ保持孔の内周面との間に配置された樹脂層と、
を備え、
前記光ファイバ保持部材が前記光結合部材に接続された状態で、前記光ファイバ保持部材と前記光結合部材との間に、前記光ファイバと前記レンズとが光結合するための光結合空間が形成され、
前記樹脂層の一部が、前記コアの端面よりも前記光結合空間に向けて突出しているものである。
【００１２】
上記の光モジュールによれば、光ファイバのコアと光ファイバ保持孔の内周面との間に配置された樹脂層の一部が、光ファイバのコアの端面よりも光結合空間に向けて突出している。この樹脂層の突出した部分は、光ファイバの端面をゴミ等から保護する防壁として機能する。このため、光結合空間に進入したゴミが光ファイバのコアの端面に付着しにくくなり、光モジュールの通信品質の低下を抑制することができる。
【００１３】
（２）また、上記（１）の光モジュールにおいて、
前記光ファイバは前記コアの外周にインク層を有し、前記インク層を含む前記光ファイバの外径が１３５μｍ±１μｍであり、前記光ファイバ保持孔の径が１４０μｍ±１μｍであることが好ましい。
【００１４】
この光モジュールによれば、光ファイバ保持孔が従来の規格よりも大きく設定されている。このため、光ファイバと光ファイバ保持孔の内周面との間に配置する樹脂層の容積を大きく確保することができ、樹脂層の突出する部分をゴミの付着を防ぐのに十分な大きさにすることができる。
【００１５】
（３）また、上記（１）または（２）の光モジュールにおいて、
前記樹脂層の突出している部分の突出方向の長さは、１μｍ〜５μｍであることが好ましい。
【００１６】
この光モジュールによれば、光結合空間における光ファイバとレンズとの光学的な接続に影響（損失）をあたえることなく、光ファイバのコアの端面にゴミが付着することを効果的に防ぐことができる。
【００１７】
（４）また、上記（１）から（３）のいずれかの光モジュールにおいて、
前記光ファイバは、前記コアの外周に形成されたプラスチッククラッド層を有し、前記プラスチッククラッド層が前記樹脂層の突出した部分の少なくとも一部を構成していても良い。
【００１８】
この光モジュールによれば、コアの外周面に形成されるプラスチッククラッド層を突出させることで、コアに近い部分にゴミが付着することをより防ぎやすくなる。
【００１９】
（５）また、上記（４）の光モジュールにおいて、
前記光ファイバは前記コアの外周にインク層を有し、前記インク層が前記プラスチッククラッド層の外周に形成され、前記インク層が前記樹脂層の突出した部分の少なくとも一部を構成していても良い。
【００２０】
この光モジュールによれば、インク層は、光ファイバの端面をゴミ等から保護する防壁として機能する。さらにインク層はプラスチッククラッド層の緩衝材としても機能し、プラスチッククラッド層に加わる応力からプラスチッククラッド層を保護することができる。
【００２１】
（６）また、上記（５）の光モジュールにおいて、
前記インク層の外周に接着剤からなる接着層が形成され、前記接着層は前記樹脂層の突出した部分の少なくとも一部を構成していても良い。
【００２２】
この光モジュールによれば、接着層は、光ファイバの端面をゴミ等から保護する防壁として機能するだけでなく、プラスチッククラッド層の緩衝材としても機能し得る。したがって、接着層は、プラスチッククラッド層に加わる応力を低減させてプラスチッククラッド層を保護することができる。
【００２３】
（７）また、上記（５）または（６）の光モジュールにおいて、
前記インク層のヤング率と前記プラスチッククラッド層のヤング率との差が、０〜１００ＭＰａの範囲にあることが好ましい。
【００２４】
この光モジュールによれば、プラスチッククラッド層へ応力が付加されることを効果的に防止することができる。
【００２５】
（８）また、上記（５）または（６）の光モジュールにおいて、
前記インク層のヤング率と前記プラスチッククラッド層のヤング率との差が、０〜５０ＭＰａの範囲にあることが好ましい。
【００２６】
この光モジュールによれば、プラスチッククラッド層へ応力が付加されることをさらに効果的に防止することができる。
【００２７】
（９）光ファイバ保持部材の製造方法は、
ガラス製のコアを有する光ファイバと、ガラス製の材料を含むとともに前記光ファイバが保持される光ファイバ保持孔を有する光ファイバ保持部材と、を準備する工程と、
前記光ファイバを前記光ファイバ保持孔に挿入して、前記光ファイバのコアと前記光ファイバ保持孔の内周面との間に樹脂層を配置する工程と、
前記光ファイバ保持部材を研磨して前記光ファイバの端面が露出する露出面を形成する工程と、
前記光ファイバ保持部材に高湿条件を与える処理を施すことにより、前記露出面に対して前記樹脂層の一部を前記光ファイバのコアの端面より突出させる工程と、
を含むものである。
【００２８】
この光ファイバ保持部材の製造方法によれば、光ファイバが保持された光ファイバ保持部材に高湿条件を与える処理を施すことにより、コアの外周に形成した樹脂層の一部をコアの端面よりも突出させて設けることができる。突出した樹脂層は、コアの端面をゴミ等から保護する防壁として機能する。したがって、コアの端面にゴミが付着し難い光ファイバ保持部材を製造することができる。
【００２９】
（１０）光モジュールの製造方法は、
上記（９）に記載の製造方法を用いて光ファイバ保持部材を準備する工程を含むものである。
【００３０】
この光モジュールの製造方法によれば、上記（９）に記載の製造方法によって製造された光ファイバ保持部材を使用しているので、コアの端面にゴミが付着し難く、通信品質の低下を抑制することが可能な光モジュールを製造することができる。
【００３１】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、本発明に係る光モジュール、光モジュールの製造方法、光ファイバ保持部材の製造方法の実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態の光モジュール１の断面図である。なお、図１に示す矢印の方向を、それぞれ前後、上下の方向として以下説明する。
【００３３】
光モジュール１は、光通信技術などにおいて信号（データ）の伝送に用いられるものであり、接続先のパソコン等といった電子機器に電気的に接続され、電気信号と光信号を相互に変換して伝送するものである。
【００３４】
図１に示すように、光モジュール１は、光ケーブル３と、コネクタモジュール５と、を備えている。光モジュール１は、単芯あるいは多芯の光ケーブル３の端部がコネクタモジュール５に取り付けられて構成されている。
【００３５】
光ケーブル３は、複数本（本例は４本）の光ファイバ７と、この光ファイバ７を被覆する樹脂製の外被９と、を有している。また、光ケーブル３は、光ファイバ７と外被９との間に介在された極細径の抗張力繊維１１と、外被９と抗張力繊維１１との間に介在されたシールド（金属編組等）１３と、を有している。すなわち、光ケーブル３では、光ファイバ７、抗張力繊維１１、シールド１３、および外被９が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。
【００３６】
光ファイバ７は、コアとクラッドとが石英ガラスで構成される光ファイバ（ＡＧＦ：Ａｌｌ  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ）、クラッドが硬質プラスチックから構成される光ファイバ（ＨＰＣＦ：Ｈａｒｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｃｌａｄ  Ｆｉｂｅｒ）、等を用いることができる。なお、本例ではプラスチッククラッドを有した光ファイバについて説明する。光ファイバ７は、プラスチッククラッドの外周を覆うように形成された樹脂材からなるインク層７３を有している（図４参照）。
【００３７】
外被９は、ノンハロゲン難燃性樹脂である例えばＰＶＣ（ｐｏｌｙ  ｖｉｎｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）で形成されている。外被９の外径は、４．２ｍｍ程度である。抗張力繊維１１は、例えばアラミド繊維であり、束状に集合された状態で光ケーブル３に内蔵されている。シールド１３は、例えば平角線の錫めっき導線の編組から形成されており、編組密度が７０％以上、編み角度が４５°〜６０°である。シールド１３を構成する金属線の外径は、０．０５ｍｍ程度である。
【００３８】
コネクタモジュール５は、ハウジング２０と、ハウジング２０の前端側に設けられた電気コネクタ２２と、ハウジング２０に収容された回路基板２４と、を備えている。
【００３９】
ハウジング２０は、金属ハウジング２６と、金属ハウジング２６の外側に配置された樹脂ハウジング２８と、から構成されている。
金属ハウジング２６は、収容部材３０と、光ケーブル３を固定する固定部材３２と、から構成されている。金属ハウジング２６は、鋼（Ｆｅ系）、ブリキ（錫めっき銅）、ステンレス、銅、真鍮、アルミ等の熱伝導率の高い金属材料により形成されている。
【００４０】
収容部材３０は、断面が略矩形形状を呈する筒状の中空部材である。収容部材３０は、回路基板２４などを収容する収容空間Ｓを画成している。収容部材３０の前端側には、電気コネクタ２２が設けられ、収容部材３０の後端側には、固定部材３２が連結される。
【００４１】
筒部３６は、略円筒形状を有しており、基部３４から後方に突出するように設けられている。筒部３６は、カシメリング４２との協働により光ケーブル３を保持する。具体的には、外被９を剥いだ後、光ケーブル３の光ファイバ７を筒部３６の内部に挿通させるとともに抗張力繊維１１を筒部３６の外周面に沿って配置する。そして、筒部３６の外周面に配置された抗張力繊維１１上にカシメリング４２を配置し、そのカシメリング４２をかしめる。これにより、抗張力繊維１１が筒部３６とカシメリング４２との間に挟持され、固定部材３２に光ケーブル３が固定される。
【００４２】
基部３４には、光ケーブル３の金属編組１３の端部がはんだにより接合されている。具体的には、金属編組１３は、固定部材３２におけるカシメリング４２（筒部３６）の外周を覆うように配置されており、その端部が基部３４の後面にまで延ばされてはんだにより接合されている。
【００４３】
樹脂ハウジング２８は、例えばポリカーボネート等の樹脂材料から形成されており、金属ハウジング２６を覆うように設けられている。樹脂ハウジング２８は、外装ハウジング４４と、ブーツ４６と、を有している。外装ハウジング４４は、収容部材３０の外面を覆うように設けられている。ブーツ４６は、外装ハウジング４４の後端部に連結され、固定部材３２の外面を覆うように設けられている。ブーツ４６の後端部と光ケーブル３の外被９とは、接着剤（図示省略）により接着される。
【００４４】
電気コネクタ２２は、接続対象（例えばパソコン等）に挿入され、接続対象と電気的に接続される部分である。電気コネクタ２２は、ハウジング２０の前端側に配置されており、ハウジング２０から前方に突出している。また、電気コネクタ２２は、接触子２２ａにより回路基板２４に電気的に接続されている。
【００４５】
回路基板２４は、金属ハウジング２６（収容部材３０）の収容空間Ｓに収容されている。図２に示すように、回路基板２４には、制御用半導体５０と、受発光素子（光素子の一例）５２と、が搭載されている。回路基板２４は、制御用半導体５０と受発光素子５２とを電気的に接続している。回路基板２４は、平面視で略矩形形状を呈しており、所定の厚みを有している。回路基板２４は、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板等の絶縁基板であり、その表面または内部には、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）等により回路配線が形成されている。また、回路基板２４には、レンズアレイ部品（光結合部材の一例）５５と、レンズアレイ部品５５に接続されたコネクタ部品（光ファイバ保持部材の一例）５４が設けられている。
【００４６】
制御用半導体５０は、駆動ＩＣ５０ａや、波形整形器であるＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ  Ｄａｔｅ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）装置５０ｂ等を含んでいる。制御用半導体５０は、回路基板２４の表面（上面）２４ａ側に配置されており、電気コネクタ２２と電気的に接続されている。
【００４７】
図２（ａ）は、回路基板２４を上から見た図であり、図２（ｂ）は、（ａ）に示す回路基板２４を横から見た図である。また、図３（ａ）と（ｂ）は、それぞれ図２（ａ）と（ｂ）のレンズアレイ部品５５にコネクタ部品５４が取り付けられた状態を示す図である。
【００４８】
図２および図３に示すように、回路基板２４に搭載された受発光素子５２は、複数（本例は２つ）の発光素子５２ａと、複数（本例は２つ）の受光素子５２ｂとを含んで構成されている。発光素子５２ａ及び受光素子５２ｂは、回路基板２４において、表面２４ａの後端側に配置されている。発光素子５２ａとしては、例えば、発光ダイオード、レーザダイオード、面発光レーザ等を用いることができる。受光素子５２ｂとしては、例えば、フォトダイオード等を用いることができる。
【００４９】
受発光素子５２は、光ケーブル３の光ファイバ７と光学的に接続されている。具体的には、回路基板２４上の受発光素子５２及び駆動ＩＣ５０ａを覆うように取り付けられたレンズアレイ部品５５に、コネクタ部品５４が接続されることにより、受発光素子５２と光ファイバ７とが光学的に接続される。
【００５０】
レンズアレイ部品５５は、レンズアレイ部品５５を構成する各面のうち、接続されるコネクタ部品５４に当接する当接後面５５ｃを有している。その当接後面５５ｃには、レンズアレイ部品５５に対するコネクタ部品５４の位置を決める位置決めピン５５ｂが設けられている。当接後面５５ｃは、回路基板２４の表面２４ａに対して略垂直に形成されている。位置決めピン５５ｂは、光ファイバ７の光軸と略平行な方向に突出して設けられている。
【００５１】
また、レンズアレイ部品５５は、光ファイバ７から入射された光を平行光とする２つのレンズ５５ｄと、発光素子５２ａから出射された光を集光して出射する２つのレンズ５５ｄとを有している。また、レンズアレイ部品５５は、受発光素子５２の上側に、光ファイバ７から入射された光を集光する２つのレンズ５５ｅと、発光素子５２ａから出射された光を平行光にする２つのレンズ５５ｅとを有している。さらに、レンズアレイ部品５５は、発光素子５２ａから出射された光、又は、光ファイバ７から出射された光を反射して屈曲させる反射膜５５ａを有している。
【００５２】
コネクタ部品５４は、ガラス製の材料を含んでいる。コネクタ部品５４は、コネクタ部品５４を構成する各面のうち、接続されるレンズアレイ部品５５の当接後面５５ｃに当接する当接前面５４ｃを有している。その当接前面５４ｃには、レンズアレイ部品５５に対するコネクタ部品５４の位置を決める一対の位置決め孔５４ｂと、光ファイバ７を保持する複数（本例は４つ）の光ファイバ保持孔５４ａとが設けられている。位置決め孔５４ｂは、光ファイバ７の光軸と略平行な方向に向けて形成されている。また、光ファイバ保持孔５４ａは、コネクタ部品５４の厚さ方向（図３（ｂ）の上下方向）において、位置決め孔５４ｂよりも上側の位置に形成されている。光ファイバ保持孔５４ａは、当接前面５４ｃから当接前面５４ｃとは反対側の後面５４ｄまでコネクタ部品５４を貫いて形成されている。光ファイバ保持孔５４ａには、光ファイバ７の端部が接着剤によって固定されている。
【００５３】
また、レンズアレイ部品５５は、当接後面５５ｃに凹部５５ｆが形成されている。レンズアレイ部品５５の凹部５５ｆは、図３（ａ）に示すように、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４とが接続された状態において、コネクタ部品５４の当接前面５４ｃとともに略台形状の光結合空間Ｃを形成する。このレンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４との間に形成される光結合空間Ｃは、レンズアレイ部品５５のレンズ５５ｄとコネクタ部品５４の光ファイバ７とが光結合するために必要な所定の距離を有した空間である。コネクタ部品５４に保持される光ファイバ７のファイバ端面から導出された光は、光結合空間Ｃを通過して、レンズアレイ部品５５の２つのレンズ５５ｄに導入される。また、レンズアレイ部品５５の２つのレンズ５５ｄから導出される光は、光結合空間Ｃを通過して、コネクタ部品５４に保持される光ファイバ７のファイバ端面に導入される。
【００５４】
また、レンズアレイ部品５５にコネクタ部品５４が接続された状態において、図３（ｂ）に示すように、コネクタ部品５４の下面５４ｅと回路基板２４の上面２４ａとの間には、所定の距離ｄを有した断熱空間Ｄが形成される。
【００５５】
レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４とは、位置決めピン５５ｂと位置決め孔５４ｂとが嵌合することで位置決めされて接続される。この接続により、レンズアレイ部品５５の当接後面５５ｃとコネクタ部品５４の当接前面５４ｃとが当接する。回路基板２４上の受発光素子５２とコネクタ部品５４に保持された光ファイバ７とは異なる光軸を有している。レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４とが接続されることにより、レンズアレイ部品５５のレンズ５５ｄ，５５ｅおよび反射膜５５ａによって光軸方向が変換され、光ファイバ７と受発光素子５２とが光学的に接続される。
【００５６】
また、図３（ａ）に示すように、コネクタ部品５４に保持された各光ファイバ７の先端部付近において、突出部７５ａが、コネクタ部品５４の当接前面５４ｃよりも光結合空間Ｃに向けて突出した状態で設けられている。この突出部７５ａは、光ファイバ７におけるコア７１（図４（ｃ）参照）の外周に形成された樹脂層７５の一部である。
【００５７】
図４（ａ）はコネクタ部品５４の正面図であり、図４（ｂ）は光ファイバ保持孔５４ａ内のコア７１およびその外周の各層を示す部分拡大図であり、図４（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【００５８】
図４（ａ）から（ｃ）に示すように、光ファイバ７は、ガラス製のコア７１と、コア７１の外周に形成されたプラスチッククラッド層（樹脂層の一例）７２と、プラスチッククラッド層７２の外周に形成されたインク層（樹脂層の一例）７３とを有している。インク層７３の外周には、光ファイバ７を光ファイバ保持孔５４ａに固定する接着剤からなる接着層（樹脂層の一例）７４が形成されている。このように、コア７１の外周面と光ファイバ保持孔５４ａの内周面との間には、プラスチッククラッド層７２、インク層７３、および接着層７４が隣接して順に形成されている。本例では、これらプラスチッククラッド層７２とインク層７３と接着層７４とによってコア７１の外周に配置された樹脂層７５が構成されている。
【００５９】
例えば、コア７１の外径Ｌ１は５０μｍ〜１００μｍ、プラスチッククラッド層７２の厚さは１２μｍ〜３８μｍ、インク層７３の厚さは２μｍ〜１２μｍ、接着層７４の厚さは２μｍ〜１０μｍに形成される。コア７１とプラスチッククラッド層７２とで構成される部分の外径Ｌ２は１２５±１μｍ、さらにインク層７３を含んだ部分の外径Ｌ３は１３５±１μｍに形成されることが好ましい。また、光ファイバ保持孔５４ａの径Ｌ４は１４０±１μｍに形成されることが好ましい。
【００６０】
光ファイバ７のコア７１は、純シリカ等の石英系ガラスによって形成されている。コア７１のヤング率は７２０００〜７４０００ＭＰａであり、線膨張係数は約１０−７／Ｋである。また、プラスチッククラッド層７２は、紫外線硬化型樹脂等を硬化させたものであり、例えばフッ素系ウレタンアクリレート樹脂、フッ素系ポリエーテルアクリレート樹脂等によって形成されている。プラスチッククラッド層７２のヤング率は１２００〜１３００ＭＰａであり、線膨張係数は１．５×１０−４／Ｋである。
【００６１】
インク層７３は、各光ファイバ７の識別性を高めるためのものであり、着色顔料を含む紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂（例えばフッ素原子含有ウレタン（メタ）アクリレート）等によって形成されている。インク層７３のヤング率は１２００〜１４００ＭＰａである。
【００６２】
コネクタ部品５４は、ガラスフィラーを含有することによって線膨張係数および吸水率がガラス製のコア７１に近づけられた材料、例えばポリフェニレンスルフィド系樹脂等によって形成されている。コネクタ部品５４のヤング率は３３００ＭＰａであり、線膨張係数は２．６×１０−５／Ｋである。
【００６３】
接着層７４は、熱硬化型の接着剤（例えばエポキシ樹脂）によって形成されている。接着層７４のヤング率は３６００ＭＰａであり、線膨張係数は２０６×１０−６／Ｋ（Ｔｇ（９０℃）以上）である。
【００６４】
本例において、インク層７３のヤング率とプラスチッククラッド層７２のヤング率との差は、０〜１００ＭＰａ（±５０ＭＰａ）の範囲にあることが好ましく、０〜５０ＭＰａ（±２５ＭＰａ）の範囲にあることが更に好ましい。また、プラスチッククラッド層７２とインク層７３と接着層７４は、コネクタ部品５４およびコア７１と比較して、線膨張係数の値が十分に大きい。
【００６５】
図４（ｃ）に示すように、コア７１の外周に配置された樹脂層７５の一部である突出部７５ａは、光ファイバ保持孔５４ａから突き出して、コネクタ部品５４の当接前面５４ｃに対して突出している。コア７１の端面７１ａは、光ファイバ保持孔５４ａからほとんど突出せずに、当接前面５４ｃと略同一面上に設けられている。突出部７５ａは、光ファイバ７の光軸方向に突出しており、コア７１よりも外周側の位置にコア７１を囲むように設けられている。突出部７５ａの長さは、例えば１μｍ〜５μｍに形成されている。
【００６６】
上記構成を有する光モジュール１は、以下のように動作する。電気コネクタ２２から電気信号が入力され、入力された電気信号は回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に入力される。制御用半導体５０に入力された電気信号は、レベルの調整やＣＤＲ装置５０ｂにより波形整形などが行われた後に、制御用半導体５０から回路基板２４の配線を介して受発光素子５２に出力される。電気信号を入力した受発光素子５２では、電気信号を光信号に変換し、発光素子５２ａから光ファイバ７に光信号を出射する。
【００６７】
また、光ケーブル３で伝送された光信号は、受光素子５２ｂにより受光される。受発光素子５２では、入射された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に出力する。制御用半導体５０では、電気信号に所定の処理を施した後、電気コネクタ２２にその電気信号を出力する。
【００６８】
さらに、光モジュール１ではモジュール内で発生した熱を以下のようにして放熱する。図１において、回路基板２４に搭載された制御用半導体５０及び受発光素子５２で発生した熱の一部は、回路基板２４に伝達される。回路基板２４に伝達された熱の一部は、放熱シート５６を介して収容部材３０（金属ハウジング２６）に伝達される。次に、熱は、収容部材３０からこれに連結された固定部材３２に伝達され、固定部材３２に接続された光ケーブル３の金属編組１３に伝達される。そして、金属編組１３に伝達された熱は、光ケーブル３の外被９を介して外部に放出される。
【００６９】
ところで、光ファイバが保持されたコネクタ部品とレンズを有するレンズアレイ部品とを連結することにより、回路基板上に搭載された光素子と光ファイバとを空間を介して光学的に接続させる構成の場合、光ファイバの端面とレンズとの光軸を一致させることが通信品質を確保するために重要である。しかしながら、コネクタ部品とレンズアレイ部品とが設計通りに位置決めされていても、通信品質が低下してしまう場合があった。本発明者は、上記の構成の場合、コネクタ部品とレンズアレイ部品との間に形成された光結合空間に塵や埃等のゴミが入り込み、そのゴミが光ファイバの端面に付着してしまうことが通信品質を低下させる一因であることを見出した。
【００７０】
そこで、本発明者は、上述した実施形態のように、光ファイバ７のコア７１と光ファイバ保持孔５４ａの内周面との間に樹脂層７５を設け、湿熱処理等を施すことによって樹脂層７５の一部がコア７１の端面７１ａより光結合空間Ｃ側に突出されるようにした。このように樹脂層７５の一部を突出させることにより、光ファイバ７のコア７１の端面７１ａは樹脂層７５の突出部７５ａによって覆われる。このため、レンズアレイ部品５５とコネクタ部品５４との間に形成された光結合空間Ｃに塵や埃が侵入したとしても、樹脂層７５の突出部７５ａが防壁として機能し、この突出部７５ａによって、光ファイバ７のコア７１の端面７１ａに塵や埃が付着することを抑制することができる。したがって、コア７１への塵や埃の付着を要因とする光モジュール１の通信品質の低下を抑制することができる。
【００７１】
また、本例では、樹脂材からなるプラスチッククラッドが用いられているため、コア７１に隣接する位置に配置されるプラスチッククラッド層７２の一部を突出部７５ａとして突出させることができる。したがって、プラスチッククラッド層７２の突出した部分によって、コア７１に対する塵や埃の付着を効果的に防ぐことができ、通信品質の低下をさらに抑制することができる。
【００７２】
また、コネクタ部品５４における光ファイバ保持孔５４ａの径が従来よりも大きく（例えば１４０±１μｍに）形成されている。このため、光ファイバ保持孔５４ａに光ファイバ７を挿入するに際して、プラスチッククラッド層７２の外周に形成されているインク層７３を除去することなく挿入することができる。したがって、インク層７３を除去するための例えばダイヤモンド研磨紙を用いた研磨作業を省略することができ、光ファイバ７に対する加工作業の効率性あるいは安全性を大幅に向上させることができる。
【００７３】
また、インク層７３の厚さも考慮した上で、光ファイバ保持孔５４ａの径が従来よりも大きく設定されている。このため、光ファイバ７をコネクタ部品５４の光ファイバ保持孔５４ａに挿入する作業性が向上している。
【００７４】
また、光ファイバ保持孔５４ａが従来よりも大きく設定されているため、光ファイバ７の外周のインク層７３と光ファイバ保持孔５４ａの内周面との間に、所定の量の接着材を十分に配置することができる。これにより、光ファイバ保持孔５４ａ内に光ファイバ７を確実に固定することができ、光ファイバ７の位置ずれを抑制することができる。また、接着層７４を光ファイバ保持孔５４ａから防壁として機能するのに十分な量だけ突出させ易くすることができる。
【００７５】
また、光ファイバ７の外周に形成したインク層７３を残すことにより、例えば、光ファイバ７のコア７１の端面７１ａが露出されるファイバ端面側からコネクタ部品５４見た場合、インク層７３の色によって各光ファイバ７を容易に識別することができる。これにより、組み立て時の作業性が向上する。
【００７６】
また、プラスチッククラッド層７２のヤング率に対するインク層７３および接着層７４のヤング率が所定の値（例えばヤング率の差が０〜１００ＭＰａ等）に設定されているため、インク層７３および接着層７４をプラスチッククラッド層７２に対する衝撃材として機能させることができる。これにより、プラスチッククラッド層７２の径方向や軸方向へ加わる応力を抑制することができ、プラスチッククラッド層７２における屈折率の変動を防いで伝送損失の低下を抑制することができる。
【００７７】
また、コア７１やコネクタ部品５４のようなガラス製の材料を含んで構成された部材に対して、樹脂層７５を構成するプラスチッククラッド層７２、インク層７３、および接着層７４の吸水率が大きい。このように、樹脂層７５を構成する部分の吸水率をコア７１やコネクタ部品５４より大きく設定することで、光ファイバ保持孔５４ａから突出する突出部７５ａの長さを所定の長さに調整することができる。これにより、光ファイバ７とレンズ５５ｄとの間の伝送品質を確保しつつ、光ファイバ７のコア７１に対する塵や埃の付着を確実に抑制することができる。
【００７８】
次に、図５，図６に基づいて、光ファイバ７が結線されるコネクタ部品５４の製造方法を説明する。
【００７９】
先ず、図５（ａ）に示すように、４本の光ファイバ７が平行に並べられ、例えばその周囲がテープ被覆６１で被覆されたテープ心線６０を準備する。そして、図５（ｂ）に示すように、テープ心線６０の端部のテープ被覆６１を治具を用いて除去する。各光ファイバ７は、プラスチッククラッド層７２の外周にあるインク層７３が露出された状態になる。
【００８０】
続いて、図６（ａ）に示すように、４つの光ファイバ保持孔５４ａを有するコネクタ部品５４を準備する。そして、光ファイバ７のインク層７３の外周面に接着剤を塗布し、または光ファイバ保持孔５４ａの内周面に接着剤を塗布し、光ファイバ７を光ファイバ保持孔５４ａに挿入する。これにより、光ファイバ７のコア７１と光ファイバ保持孔５４ａの内周面との間には、樹脂層７５を構成するプラスチッククラッド層７２とインク層７３と接着剤からなる接着層７４とが配置された状態になる。このようにして、図６（ｂ）に示すように、インク層７３で覆われた状態の各光ファイバ７が、コネクタ部品５４の各光ファイバ保持孔５４ａに挿入されて固定される。
【００８１】
続いて、コネクタ部品５４の前面を研磨することにより、図６（ｃ）に示すように、各光ファイバ７のうち各光ファイバ保持孔５４ａから突出している部分を除去する。この前面の研磨により、当接前面５４ｃ（露出面の一例）を形成する。コネクタ部品５４の当接前面５４ｃと略同一面上に光ファイバ７のコアの端面７１ａが露出する。
【００８２】
続いて、研磨処理の工程を終了した図６（ｃ）のコネクタ部品５４に高湿を与える処理を施す。この時、さらに高温条件をも与える湿熱処理を施すことによって、容易に光ファイバ７のコア７１の端面７１ａよりも突出されたコネクタ部品５４が製造される。湿熱処理の条件としては、例えば、温度８５℃／湿度８５％の環境下において２３６時間放置する。
【００８３】
高湿を与える処理が施されることにより、コア７１やコネクタ部品５４のようなガラス製の材料を含んで構成された部材に対して、プラスチッククラッド層７２、インク層７３、および接着層７４の吸水率が大きいことによって、図４（ｃ）に示すように、樹脂層７５の一部である突出部７５ａが、光ファイバ７のコア７１の端面７１ａよりも突出されたコネクタ部品５４が製造される。
【００８４】
以上説明した本実施形態のコネクタ部品５４の製造方法によれば、光ファイバ７が保持されたコネクタ部品５４に湿熱処理等の高湿を与える処理を施すことにより、コア７１の外周に形成した樹脂層７５の一部をコア７１の端面７１ａよりも突出させて設けることができる。突出した樹脂層７５は、コア７１の端面７１ａをゴミ等から保護する防壁として機能する。したがって、コア７１の端面７１ａにゴミが付着し難いコネクタ部品５４を製造することができる。
【００８５】
次に、光モジュール１の製造方法について説明する。
上述したコネクタ部品５４の製造方法を用いて、樹脂層７５の一部がコア７１の端面７１ａよりも突出して設けられたコネクタ部品５４を製造する。そして、製造されたコネクタ部品５４を、回路基板２４に固定されたレンズアレイ部品５５に連結することにより、光モジュール１を製造する。
【００８６】
以上説明した本実施形態の光モジュール１の製造方法によれば、上述した製造方法によって製造されたコネクタ部品５４を使用しているので、コア７１の端面７１ａにゴミが付着し難く、通信品質の低下を抑制することが可能な光モジュール１を製造することができる。
【００８７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００８８】
例えば、上述した形態では、樹脂層７５を構成するプラスチッククラッド層７２、インク層７３、および接着層７４が、コネクタ部品５４の当接前面５４ｃよりも突出する場合を説明したが、これに限定されず少なくともいずれかの樹脂層が突出していれば良い。したがって、光ファイバとしては、クラッドがコアと同様に石英ガラスで構成されたものを用いても良い。このような構成の光ファイバを用いた場合であっても、樹脂層（この場合にはインク層および接着層）の一部をコネクタ部品５４の当接前面５４ｃよりも突出させることができ、コア７１の端面７１ａをゴミの付着から保護することができる。
【００８９】
また、本発明は、光ファイバ７からインク層７３まで除去してしまって、その光ファイバ７を光ファイバ保持孔５４ａに挿入する構成にも適用可能である。この構成の場合、接着層７４が樹脂層７５を構成し、接着層７４の突出した部分によってコア７１の端面７１ａにゴミが付着することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１：光モジュール
７：光ファイバ
２４：回路基板
５２：受発光素子（光素子の一例）
５４：コネクタ部品（光ファイバ保持部材の一例）
５４ａ：光ファイバ保持孔
５４ｃ：当接前面
５５：レンズアレイ部品（光結合部材の一例）
５５ｃ：当接後面
５５ｄ，５５ｅ：レンズ
５５ｆ：凹部
６０：テープ心線
６１：テープ被覆
７１：コア
７２：プラスチッククラッド層（樹脂層の一例）
７３：インク層（樹脂層の一例）
７４：接着層（樹脂層の一例）
７５：樹脂層
７５ａ：突出部
Ｃ：光結合空間
Ｌ１：コアの外径
Ｌ２：プラスチッククラッド層の外径
Ｌ３：接着層の外径
Ｌ４：光ファイバ保持孔の径
【図１】
2015191207.tif 000003
【図２】
2015191207.tif 000004
【図３】
2015191207.tif 000005
【図４】
2015191207.tif 000006
【図５】
2015191207.tif 000007
【図６】
2015191207.tif 000008