(57)【要約】【課題】接着時の硬化むらが生じにくく、光学的な位置ずれを起こしにくい光モジュールを提供。【解決手段】光電素子を搭載した装置２００と、この装置２００と光ファイバ４００とを光学的に接続するためのレセプタクル３００とを有する。レセプタクル３００は、その一端に装置ホルダ３２０を有し、装置ホルダ３２０に、装置２００の先端側を嵌合させると共に、紫外線硬化型樹脂５００を介在させて固定保持する。装置ホルダ３２０は、装置２００との嵌合部分の全周に分散配置された、紫外線透過量が相対的に多い窓領域を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電素子を搭載した装置と、この装置と光ファイバとを光学的に接続するためのレセプタクルとを有し、
前記レセプタクルは、その一端に装置ホルダを有し、前記装置ホルダに、前記装置の先端側を嵌合させると共に、紫外線硬化型樹脂を介在させて固定保持し、
前記装置ホルダは、前記装置との嵌合部分の全周に分散配置された、紫外線透過量が相対的に多い窓領域を有すること
を特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記装置ホルダの窓領域は、前記開口部周縁に切り込まれた切り欠きであることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記装置ホルダの窓領域は、前記開口部周縁に設けられた貫通孔であることを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記装置ホルダの窓領域は、紫外線透過率の高い材質により形成された領域であることを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の光モジュールにおいて、
前記装置ホルダの窓領域は、前記開口部周縁の全周に渡る一つの領域として設けられることを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記装置ホルダの窓領域は、前記開口部周縁に設けられた薄肉部であることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項１、２、３および６のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記装置ホルダは、紫外線を透過する材質により形成されることを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光電素子は、発光素子であることを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光電素子は、受光素子であることを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記レセプタクルは、本体と、その一端に一体的に前記装置ホルダを設けて構成されることを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子と光導波路とを結合する技術、特に、受光装置と光ファイバを装着する器具とを有する光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光モジュールは、発光素子有する発光装置又は受光素子を有する受光装置と、光ファイバ端部が装填されるレセプタクルとにより構成される。受光装置とレセプタクルとは、光軸を揃えて、固着される。固着は、例えば、レセプタクルと受光装置とを金属製ホルダを介してＹＡＧ溶接などで固定することにより行われる（特許文献１参照）。
【０００３】
溶接による温度ストレス防止のために、金属製ホルダとレセプタクルの金属製ホルダも同一のＳＵＳ材を用いる必要があることから、材質的な制限を受けることになる。また、ＹＡＧ溶接による溶融物が、両者間の隙間に浸透し、光学的位置のずれを生じる。よって、溶接時の溶け込みの安定化の為に、形状の工夫を行う必要があり、その方法は特許文献１に記載されている。しかし、特許文献１での溶接固定方法では、形状・材質の制限があり、設計自由度が狭まる状態である。
【０００４】
一方、ＹＡＧ溶接に変えて、受光装置とレセプタクルとを、紫外線硬化型樹脂を用いた接着する方法が、特許文献２に記載されている。この方法は、材料の制約を解消し、安価に構成することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９４０３３号公報
【特許文献２】特開２００２−９０５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この方法では、樹脂への紫外線の照射強度分布にむらが生じやすいことに起因して、樹脂の硬化むらを生じやすいという問題がある。硬化むらは、受光装置とレセプタクルの光軸ずれ、光軸方向の焦点位置のずれなどの光学的な位置ずれを起こすことがある。
【０００７】
本発明の目的は、接着時の硬化むらが生じにくく、従って、光学的な位置ずれを起こしにくい光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光電素子を搭載した装置と、この装置と光ファイバとを光学的に接続するためのレセプタクルとを有し、
前記レセプタクルは、その一端に装置ホルダを有し、前記装置ホルダに、前記装置の先端側を嵌合させると共に、紫外線硬化型樹脂を介在させて固定保持し、
前記装置ホルダは、前記装置との嵌合部分の全周に分散配置された、紫外線透過量が相対的に多い窓領域を有すること
を特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。
【００１０】
図１に、第１実施形態を示す光モジュールは、受光装置２００とレセプタクル３００とにより構成される。
【００１１】
受光装置２００は、受光素子２３０と、電気信号を増幅するＩＣ２２０と、それらを搭載する金属ベース２１０と、レンズ付きキャップ２８０とを有する。レンズ付きキャップ２８０は、受光素子２３０に向けて光を集光する、集光レンズ２５０と、レンズホルダ２４０とを有する。レンズホルダ２４０は、集光レンズ２５０を配置するために光軸Ｌと同軸に貫通孔２４０ａが設けられている。集光レンズ２５０は、低融点ガラスによりレンズホルダ２４０の貫通孔２４０ａに固着され気密封止を行っている。このレンズ付きキャップ２８０は、金属ベース２１０に載せられて固着される。具体的には、レンズ付きキャップ２８０は、金属ベース２１０に、例えば、抵抗溶接され気密封止を行っている。
【００１２】
レセプタクル３００は、本体３１０と、その内部に装着されるスタブフェルール３７０と、スリーブ３８０とを有する。本体３１０は、合成樹脂を成形して形成される。この本体３１０には、光軸と同軸方向に光コネクタを挿抜する貫通孔３１１が設けられている。貫通孔３１１は、スリーブ３８０が収容される領域３１３と、スタブフェルール３７０が嵌挿される領域３１２とが順次設けられる。スタブフェルール３７０には中心穴部に光ファイバ４００を有するもの、又はスタブフェルール３７０自身を光学ガラスで形成し、同等の機能を有するもの（図示せず）がある。
【００１３】
また、本体３１０の受光装置２００との対向面側に、当該受光装置２００のレンズ付きキャップ２８０の先端側を固定保持する受光装置ホルダ３２０が設けられている。この受光装置ホルダ３２０は、本体３１０と同じ材料により一体に設けられる。受光装置ホルダ３２０は、底部３２１を有する穴３２２である。開口部３２３から受光装置２００が挿入される。この挿入深さは、集光レンズ２５０の焦点距離に応じて調整できるようにするため、ある程度の深さをもって設けられる。
【００１４】
この受光装置２００とレセプタクル３００との固定は、樹脂接着材により行う。具体的には、紫外線硬化型樹脂５００を接着材として用いて固定する。一般に、紫外線硬化型樹脂５００は、固着すべき部材間に介在させて、その部分に紫外線の照射を受けることによって、硬化して、部材を結合する。
【００１５】
ここで、紫外線硬化型樹脂５００の硬化は、紫外線の照射量に応じて硬化開始時間がずれる性質がある。以下の実施形態では、紫外線を透過させる窓領域を、レセプタクル３００の受光装置２００との結合部分に分散配置させて、硬化開始位置を分散させ、かつ、紫外線受光領域を多くすることで、均一に硬化させるようにしている。具体的には、レセプタクル３００の一端に装置ホルダ３２０を設け、装置ホルダ３２０に、受光装置２００の先端側を嵌合させると共に、紫外線硬化型樹脂５００を介在させて、受光装置２００を固定保持する。さらに、装置ホルダ３２０に、受光装置２００との嵌合部分の全周に分散配置された、紫外線透過量が相対的に多い窓領域（例えば、後述する切り欠き３３０、貫通孔３４０等）を設ける。
【００１６】
前述した受光装置２００とレセプタクル３００とは、いくつかの変形態様が可能であるので、一部を例示する。
【００１７】
変形例の態様の一つは、集光レンズの取り付け位置に関するものである。図１に示す態様では、受光装置２００のレンズ付きキャップ２８０に集光レンズ２５０が設けられているが、これに限られない。例えば、図２に示すように、レセプタクル３００側に、集光レンズ３９０を設けたものがある。集光レンズ３９０は、樹脂成形されたものである。具体的には、本体３１０の底部３２１に開口する開口部３２４に、集光レンズ３９０を載置するものである。この例の場合、受光装置２００は、受光素子２３０および電気信号を増幅するＩＣ３０２を搭載する金属ベース２１０と、キャップ部分のガラス窓２６０およびガラス窓ホルダ２７０から構成される。ガラス窓２６０は、低融点ガラスによりガラス窓ホルダ２７０の貫通孔２７０ａに固着される。この状態で、ガラス窓付きキャップ２９０の気密封止を行っている。ガラス窓付きキャップ２９０は金属ベース２１０に抵抗溶接され気密封止を行っている。
【００１８】
一方、スタブフェルール３７０を有しないものにも適用可能である。図３および図４にそれぞれ示すものが、その例である。図３に示す例では、集光レンズ２５０が受光装置側に設けられている。図４に示す例では、集光レンズ３０９が、受光装置ホルダ３２０の底部３２１に開口する開口部３２４を覆って設けられる。
【００１９】
次に、レセプタクル３００と受光装置２００との固定について説明する。前述したように、固定には、紫外線硬化型樹脂５００が用いられる。図５から図７までに示すものは、レセプタクル３００の受光装置ホルダ３２０の開口部３２３の周縁に、紫外線硬化型樹脂５００に対する紫外線の照射面積を増加させるための加工を施している。
【００２０】
図５に示す例は、受光装置ホルダ３２０の周縁に切り欠き３３０を複数設けたものである。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）に、斜視図を示す。
【００２１】
この切り欠き３３０は、例えば、Ｕ字形状に設けられる。もちろん、これに限定されない。例えば、Ｖ字形状とすることが出来る。ここで、同じ深さの切り欠き３３０であるとすると、Ｕ字形状とＶ字形状と比べると、Ｕ字形状の切り欠き３３０とすると、硬化が進みやすくなると共に、むらが生じにくくなる。この理由は、第１に、切り欠き３３０の面積が大きいことによる照射面積の増大が挙げられる。第２に、Ｕ字形状の方が、切り欠き３３０の縁の長さが長いことによって、未照射領域への硬化反応の進行の拠点が多くなることに起因する硬化領域の増大が挙げられる。
【００２２】
従って、切り欠き３３０の切り込み深さを深くすると共に、切り欠き３３０の縁の長さを長くし、かつ、切り欠き３３０の数を多くすることが効果的と言える。ただし、切り抜き３００を多くすることで受光装置２００との接触面積が減少し、強度不足になる可能性がある為、適宜選定する。
【００２３】
図６に示す例は、図５に示す切り欠きに代えて、受光装置ホルダ３２０の開口部３２３の周縁に、貫通孔３４０を複数個設けた例である。貫通孔３４０は、断面円形であるが、これに限られない。例えば、楕円、長円、長方形等であってもよい。この貫通孔３４０の形状、面積及び個数については、前述した切り欠き３３０について述べたように、紫外線硬化型樹脂５００の硬化反応に合わせて選定される。
【００２４】
図７に示す例は、これまでの例と異なり、切り欠き３３０、貫通孔３４０が設けられていない。それらに代えて、受光装置ホルダ３２０の開口部３２３の周縁３２３ａの、紫外線透過率を向上させた例である。紫外線透過率を向上させる典型的な例として、紫外線透過率の高い樹脂を用いること、肉厚を薄くすること、その両者の特徴を備えることが挙げられる。また、図５に示す切り欠き３３０を設けた例、及び、図６に示す貫通孔３４０を設けた例と、紫外線透過率を高くする、図７に示す例とを組み合わせることができる。
【００２５】
次に、紫外線硬化型樹脂５００による受光装置２００とレセプタクル３００とを固着する方法について、図１と、図９を参照して説明する。
【００２６】
受光装置２００とレセプタクル３００との固定は、図１に示すように、まず、レセプタクル３００の受光装置ホルダ３２０の穴３２２に、受光装置２００のレンズ付きキャップ２８０が挿入される。この状態で、受光装置ホルダ３２０の穴３２２の内壁３２２ａと、受光装置２００のレンズ付きキャップ２８０の外周との間に、紫外線硬化型樹脂５００を注入する。次に、図９に示すように、受光装置ホルダ３２０の外周に、紫外線源を有する照明装置から紫外線ＵＶを照射する。この際、受光装置ホルダ３２０の外周に紫外線ＵＶが均一に照射されるように、紫外線源と受光装置ホルダ３２０とを相対的に回転させる。照射時間は、使用する紫外線硬化型樹脂について定められた時間とする。
【００２７】
なお、以上の例では、紫外線硬化型樹脂５００を、受光装置ホルダ３２０の穴３２２の内壁３２２ａと、受光装置２００のレンズ付きキャップ２８０の外周との間に注入する例を示した。しかし、これに限定されない。例えば、受光装置ホルダ３２０の穴３２２の内壁３２２ａ、および、受光装置２００のレンズ付きキャップ２８０の外周２８０ａのうち、いずれかに紫外線硬化型樹脂５００を塗布して、これらを嵌合させる構成としてもよい。
【００２８】
以上に述べた各実施形態では、切り欠き３３０、貫通孔３４０、透過率等の技術的工夫により、受光装置ホルダにおいて、内周側に存在する紫外線硬化型樹脂への紫外線の照射の均一化を図っている。このため、紫外線硬化型樹脂を硬化させる際のむらの発生を低減することが可能となる。
【００２９】
以上に述べた例では、受光装置２００とレセプタクル３００とを結合させた受光素子モジュールである。しかし、これに限定されない。例えば、レーザダイオード等を内蔵する発光装置とレセプタクル３００とを結合させる発光素子モジュールにも適用することができる。すなわち、前述した各種実施形態における受光装置を発光装置と置き換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態である光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である光モジュールの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態である光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態である光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の光モジュールのレセプタクルの側面図である。
【図６】本発明の光モジュールのレセプタクルの側面図である。
【図７】本発明の光モジュールのレセプタクルの側面図である。
【図８】(ａ)図５のレセプタクルを用いた光モジュールの斜視図である。（ｂ）図５のレセプタクルを用いた光モジュールの（ａ）とは逆方向の斜視図である。
【図９】受光装置への紫外線照射を模式的に説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
２００：受光装置、２１０：金属ベース、２２０：ＩＣ、２３０：受光素子、２４０：レンズホルダ、２４０ａ：貫通孔、２５０：集光レンズ、２６０：ガラス窓、２７０：ガラス窓ホルダ、２７０ａ：貫通孔、２８０：レンズ付きキャップ、２９０：ガラス窓付きキャップ、３００：レセプタクル、３１０：本体、３１１：貫通孔、３１２：スタブフェルールが固定される領域、３１３：スリーブが収容される領域、３２０：受光装置ホルダ、３２１：底部、３２２：穴、３２２ａ：内壁、３２３：開口部、３２３ａ：開口部の周縁、３２４：底部の開口部、３３０：切り欠き、３４０：貫通孔、３７０：スタブフェルール、３８０：スリーブ、３９０：集光レンズ、４００：光ファイバ、５００：紫外線硬化樹脂、L：光軸、ＵＶ：紫外線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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