(57)【要約】【課題】生産性を十分確保した状態で小型化を図る。【解決手段】ケース１と、このケース内に収納された光半導体素子６と、ケース内に収納され、ケース外から入射した光４を光半導体素子に導く機能、又は光半導体素子から出射する光をケース外へ導く機能を有するレンズ８と、このレンズを保持するレンズホルダ９と、このレンズホルダをケースの内面に固定するホルダ固定具１５とを備えた光モジュールにおいて、ケースの内面の一部を構成する一対の内側面にホルダ固定具を固定するための段部１４を形成する。さらに、ホルダ固定具の上端に各内側面方向に突出する張出し部１５ｃを形成する。最後に、レンズの光軸がケースの中央部に位置するように、張出し部を段部の上面に固定する。【選択図】    図２
2004258504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（１）と、このケース内に収納された光半導体素子（６）と、前記ケース内に収納され、前記ケース外から入射した光を前記光半導体素子に導く機能、又は前記光半導体素子から出射する光を前記ケース外へ導く機能を有するレンズ（８）と、このレンズを保持するレンズホルダ（９）と、このレンズホルダを前記ケースの内面に固定するホルダ固定具（１５）とを備えた光モジュールにおいて、
前記ケースは、ケースの内面の一部を構成する一対の内側面に前記ホルダ固定具を固定するための段部（１４）が形成され、
前記ホルダ固定具は、ホルダ固定具の上端に前記各内側面方向に突出する張出し部（１５ｃ）が形成され、
かつ、前記レンズの光軸が前記ケースの中央部に位置するように、前記張出し部が前記ケースの段部の上面に固定されている
ことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケース内に光半導体素子及び光を集光するためのレンズを収納した光モジュールに係わり、特に、レンズをケース内に固定する機構を改良した光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信機器内には、光通信に用いる光を、発光、変調、増幅、減衰、受光するための種々の光モジュールが組込まれている。図６は、例えば、入射した光を変調するＬＮ（Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ）光変調素子が組込まれた光モジュールの外観図であり、図７はこの光モジュールの縦断面図である。
【０００３】
矩形断面を有し、長尺に形成された金属製のケース１内の底壁１ｄ上に、光半導体素子としてのＬＮ光変調素子６が、このＬＮ光変調素子６のベース７の底面側が接するように固定されている。ケース１の長尺方向の一方の端壁１ｅには窓が穿設されており、この窓の外側に光４をケース１内に導くための光ファイバ３ａを固定するためのファイバ固定具２ａが取付けられている。光ファイバ３ａを介してケース１内に入射した光４はレンズ８でＬＮ光変調素子６の入射端面に集光される。
【０００４】
ケース１の長尺方向の他方の端壁１ｆにも窓が穿設されており、この窓の外側にケース１内から光４を外部の光ファイバ３ｂに導くためのファイバ固定具２ｂが取付けられている。ＬＮ光変調素子６の出射端面から出射した光４はレンズ８で光ファイバ３ｂの端面に集光される。
【０００５】
ケース１の側壁１ｂの外側にはＬＮ光変調素子６へ変調信号を送出したり駆動信号を供給するための複数の端子５が取付けられている。さらに、ケース１には、内部に収納されたＬＮ光変調素子６やレンズ８を外部環境から保護するための蓋１ａが取付けられている。
【０００６】
次に、図８の斜視図及び図９の側断面図を用いて、レンズ８をケース１内の底壁１ｄに取付ける手法を説明する。レンズ８はレンズホルダ９に保持されている。そして、このレンズホルダ９がほぼＵ字型断面を有したホルダ固定具１０の一対の支持アーム１０ａ内に挿入固定されている。そして、このホルダ固定具１０の基底部１０ｂがケース１内の底壁１ｄに取付けられている。
【０００７】
より具体的には、ホルダ固定具１０の基底部１０ｂの両端に突設された突起部１１とケース１内の底壁１ｄとの接続点ＡがＹＡＧレーザ１３でレーザ溶接固定され、レンズホルダ９の側面９ａとホルダ固定具１０の支持アーム１０ａの上端との接続点Ｂが同じくＹＡＧレーザ１３でレーザ溶接固定されている。
【０００８】
光モジュールにおいて、外部から入射した光４を正確にＬＮ光変調素子６の入射端面に集光させたり、ＬＮ光変調素子６の出射端面から出射した光を正確に外部の光ファイバ３ｂの端面に集光させるためには、光モジュールの製造過程において、各レンズ８の光軸合せ及び焦点合せを正確に実施する必要がある。
【０００９】
この各レンズ８の光軸合せ及び焦点合せの作業手順を図１０を用いて説明する。先ず、ホルダ固定具１０をケース１内の底壁１ｄのほぼ中央部に載置する。次に、ハンドアーム１２を用いてレンズ８が組込まれたレンズホルダ９をホルダ固定具１０の一対の支持アーム１０ａ内に遠隔操作で挿入する。
【００１０】
この状態で、光４を光ファイバ３ａから入射して、ＬＮ光変調素子６を駆動して、光ファイバ３ｂから出射される光４の強度を光パワーメータで測定して、測定値が最大値を示すように、ハンドアーム１２でレンズホルダ９の位置を遠隔操作で調整する。そして、調整が終了した時点で、ＹＡＧレーザ１３で突起部１１とケース１内の底壁１ｄとの接続点Ａをレーザ溶接固定する。次に、同じく、ＹＡＧレーザ１３でレンズホルダ９の側面９ａとホルダ固定具１０の支持アーム１０ａの上端との接続点Ｂをレーザ溶接固定する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、レンズホルダ９及びホルダ固定具１０をレーザ溶接手法でケース１内に位置決め固定するようにした光モジュールにおいてもまだ解消すべき次のような課題があった。
【００１２】
すなわち、図１０に示すように、ホルダ固定具１０をある程度深みを有するケース１内の底壁１ｄに例えばＹＡＧレーサ１３でレーザ溶接固定しようとすると、ＹＡＧレーサ１３の焦点位置が深くなる。図１０においては、ケース１の上端からレーザ溶接する接続点Ａまでの距離Ｄ１で示される。このように、レーザ溶接する接続点Ａまでの距離Ｄ１が長いと、レーサ光がレーザ溶接する接続点Ａに届く前に、このレーサ光が、ケース１の側壁１ｂや、ホルダ固定具１０の支持アーム１０ａの外面等の他の構成部品や、ハンドアーム１３に当接してしまう。
【００１３】
たとえ、レーサ光がレーザ溶接する接続点Ａに無事に到達したとしても、そのレーサ光の許容範囲が狭いと、誤って、レーサ光が上述したケース１の側壁１ｂや、ホルダ固定具１０の支持アーム１０ａの外面等の他の構成部品や、ハンドアーム１３に接して、これらを損傷する懸念がある。したがって、ＹＡＧレーサ１３の角度調整や溶接位置の調整に多大の時間と手間が必要となり、光モジュールの製造工程が複雑化する。
【００１４】
このような事態を予め防止するためには、図１０に示すように、ホルダ固定具１０の支持アーム１０ａの外面とケース１の側壁１ｂの内面までの距離Ａ１を大きく設定して、ＹＡＧレーサ１３の取り得る一定の許容角度範囲θ１を確保する必要がある。
【００１５】
したがって、性能には関係しなく、光モジュールの生産性を向上するためだけに距離Ａ１を大きく設定する必要があり、その結果、ケース１の幅Ｗ１も大きくなり、光モジュールに対する小型化推進の阻害要因となっている。
【００１６】
また、レーザ溶接する接続点Ａまでの距離Ｄ１が長いので、レーザ溶接する接続点Ａの位置精度にも一定の限度がある。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ホルダ固定具とケースの内面との溶接位置をケース内の浅い位置に設定することによって、レーザ光の取り得る一定の許容角度範囲を確保した状態で、レーザ溶接を実施でき、生産性を十分確保した状態で小型化を図ることができる光モジュールを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、本発明は、ケースと、このケース内に収納された光半導体素子と、ケース内に収納され、ケース外から入射した光を光半導体素子に導く機能、又は光半導体素子から出射する光をケース外へ導く機能を有するレンズと、このレンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダをケースの内面に固定するホルダ固定具とを備えた光モジュールにおいて、ケースは、ケースの内面の一部を構成する一対の内側面にホルダ固定具を固定するための段部が形成されている。また、ホルダ固定具は、ホルダ固定具の上端に各内側面方向に突出する張出し部が形成されている。さらに、レンズの光軸がケースの中央部に位置するように、張出し部が前記ケースの段部の上面に固定されている。
【００１９】
このように構成された光モジュールにおいては、レンズを保持するレンズホルダをケースの内面に固定するホルダ固定具の上端に張出し部が形成されており、この張出し部がケースの内側面に形成された段部の上面に固定されている。
【００２０】
その結果、固定するホルダ固定具とケースの内側面とは、ケース内の浅い位置で溶接可能となり、レーザ光の取り得る一定の許容角度範囲を簡単に確保できる。よって、ホルダ固定具とケースの内側面との間の距離を短く設定することが可能となり、ケースの幅を短くでき、光モジュールを小型に構成できる。また、製造時におけるレーザ光の調整作業の簡素化を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す縦断面図である。図７に示す従来の光モジュールと同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明は省略する。なお、この実施形態の光モジュールの斜視図は、図６に示した従来の光モジュールの斜視図とほぼ同一であるので、説明を省略する。
【００２２】
この実施形態の光モジュールにおいては、金属製のケース１内の底壁１ｄ上に、光半導体素子としてのＬＮ光変調素子６が、このＬＮ光変調素子６のベース７の底面側が接するように固定されている。ケース１の一方の端壁１ｅには窓が穿設されており、この窓の外側に光４をケース１内に導くための光ファイバ３ａを固定するためのファイバ固定具２ａが取付けられている。光ファイバ３ａを介してケース１内に入射した光４はレンズ８でＬＮ光変調素子６の入射端面に集光される。ケース１の他方の端壁１ｆにも窓が穿設されており、この窓の外側にケース１内から光４を外部の光ファイバ３ｂに導くためのファイバ固定具２ｂが取付けられている。ＬＮ光変調素子６の出射端面から出射した光４はレンズ８で光ファイバ３ｂの端面に集光される。
【００２３】
図２は、図１に示す光モジュールをレンズ８位置で切断した場合の側断面図であり、図３はレンズホルダ９及びホルダ固定具１５を取出して示す斜視図である。
図２に示すように、ケース１内における側壁１ｂの内面には段部１４が形成されている。さらに、点線で示すように、レンズ８の光軸がケース１の中央部に位置するように、段部１４の底壁１ｄからの高さ位置は、ケース１内に導入される光４の光軸の高さ位置にほぼ一致させている。
【００２４】
レンズ８はレンズホルダ９に保持されている。そして、このレンズホルダ９がほぼＵ字型断面を有したホルダ固定具１５の一対の支持アーム１５ａ内に挿入固定されている。そして、このホルダ固定具１５における一対の支持アーム１５ａの上端にケース１内における側壁１ｂ方向に突出する張出し部１５ｃが形成されている。この各張出し部１５ｃの厚みは約０．２５ｍｍと非常に薄い。この各張出し部１５ｃがケース１内における側壁１ｂの各段部１４の上面に固定されている。
【００２５】
したがって、このホルダ固定具１５の基底部１５ｂはケース１内の底壁１ｄに固定されておらず、基底部１５ｂとケース１内の底壁１ｄとの間には隙間が存在する。さらに、ホルダ固定具１５の支持アーム１５ａの外面と側壁１ｂの段部１４の内面との間にも隙間が存在する。
【００２６】
さらに、具体的には、ホルダ固定具１５の各張出し部１５ｃが、ケース１内の各段部１４の上面に接続点Ｃで、上方からＹＡＧレーザ１３で約０．２５ｍｍ厚みの張出し部１５ｃを溶融することによって、レーザ溶接固定されている。また、ホルダ固定具１５の支持アーム１５ａの上端の内面とレンズホルダ９の側面９ａとが接続点Ｅでレーザ溶接固定されている。
【００２７】
このように構成された光モジュールにおける各レンズ８の光軸合せ及び焦点合せの作業手順を図４を用いて説明する。
【００２８】
（ａ）  先ず、図４（ａ）に示すように、ホルダ固定具１５をケース１内に収納する。具体的には、ホルダ固定具１５の各張出し部１５ｃをケース１内の各段部１４の上面に載置する。
【００２９】
（ｂ）  次に、ハンドアーム１２でレンズ８が組込まれたレンズホルダ９をホルダ固定具１５の一対の支持アーム１５ａ内に遠隔操作で挿入する。
【００３０】
（ｃ）  この状態で、光４を光ファイバ３ａから入射して、ＬＮ光変調素子６を駆動して、光ファイバ３ｂから出射される光４の強度を光パワーメータで測定して、測定値が最大値を示すように、ハンドアーム１２でレンズホルダ９の位置を遠隔操作で調整する。そして、図４（ｃ）に示すように、レンズ８の位置調整が終了した時点で、ＹＡＧレーザ１３でホルダ固定具１５の各張出し部１５をケース１内の各段部１４の上面に接続点Ｃにてレーザ溶接固定する。
【００３１】
（ｄ）  次に、同じく、ＹＡＧレーザ１３でレンズホルダ９の側面９ａとホルダ固定具１５の支持アーム１５ａの上端とを接続点Ｅにてレーザ溶接固定する。
【００３２】
（ｅ）  各接続点Ｃ、Ｅにおけるレーザ溶接固定工程が終了すると、ハンドアーム１２をレンズホルダ９から外して除去し、図４（ｅ）に示すように、ケース１に蓋１ａを固定する。
【００３３】
このように構成された実施形態の光モジュールの特徴を図５の断面図を用いて説明する。ケース１内に形成された段部１４の高さ位置は、ケース１内に導入される光４の光軸の高さ位置にほぼ一致させているので、ケース１の側壁１ｂの約半分の高さである。前述したように、ホルダ固定具１５の張出し部１５ｃの厚みは約０．２５ｍｍと非常に薄いので、ケース１の上端からレーザ溶接する接続点Ｃまでの距離Ｄ２は、図１０に示した従来の光モジュールにおけるケース１の上端からレーザ溶接する接続点Ａまでの距離Ｄ１に比較して、約半分に短縮される。
【００３４】
その結果、ＹＡＧレーサ１３の取り得る一定の許容角度範囲θ１を簡単に確保できる。すなわち、従来の光モジュールのように、許容角度範囲θ１を確保するために、ホルダ固定具１５の支持アーム１５ａの外面とケース１の側壁１ｂまでの距離Ａ２を大きく設定する必要はない。レンズ８を保持するレンズホルダ９の幅Ｂ２は短縮できない（Ｂ２＝Ｂ１）とすると、外面とケース１の側壁１ｂまでの距離Ａ２を、従来の光モジュールにおける外面とケース１の側壁１ｂまでの距離Ａ１に比較して大幅に短縮できる（Ａ２＜Ａ１）。
【００３５】
したがって、ケース１の幅Ｗ２も従来の光モジュールにおけるケース１の幅Ｗ１に比較して、大幅に短縮できる（Ｗ２＜Ｗ１）。ちなみに、発明者の実験においては、従来の光モジュールの幅Ｗ１＝１５．４ｍｍを、実施形態の光モジュールにおいては、幅Ｗ２＝１４．０ｍｍまで約１割短縮できた。
【００３６】
また、レーザ溶接する接続点Ｃまでの距離Ｄ２が短いので、レーザ溶接する接続点Ｃの位置精度を向上できる。さらに、張出し部１５ｃの広い面積に亘ってレーザ溶接が可能となるので、レーザ溶接工程における調整作業を従来の光モジュールに対する調整作業に比較して大幅に簡素化できる。
よって、光モジュールの製造工程を複雑化することなく、むしろ生産性の向上を図りながら、光モジュールの小型化を図ることができる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態の光モジュールにおいては、ケース１内に光半導体素子として、ＬＮ光変調素子６を収納したが、光半導体素子として、半導体レーザ、光増幅素子、光減衰素子、受光素子等を組込むことが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光モジュールにおいては、ケースの内面に段差を形成することによって、ホルダ固定具とケースの内面との溶接位置をケース内の浅い位置に設定している。よって、加工用のレーザ光の取り得る一定の許容角度範囲を確保した状態で、レーザ溶接を実施でき、生産性を十分確保した状態で小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す縦断面図
【図２】同実施形態に係わる光モジュールの概略構成を示す側断面図
【図３】同実施形態に係わる光モジュールに組込まれたレンズホルダとホルダ固定具を取出して示す斜視図
【図４】同実施形態に係わる光モジュールにおけるレンズの光軸合せ及び焦点合せの作業手順を示す工程図
【図５】同実施形態に係わる光モジュールの特徴を説明するための図
【図６】従来の光モジュールの概略構成を示す斜視図
【図７】同従来の光モジュールの概略構成を示す縦断面図
【図８】同従来の光モジュールに組込まれたレンズホルダとホルダ固定具を取出して示す斜視図
【図９】同従来の光モジュールの概略構成を示す側断面図
【図１０】同従来の光モジュールの問題を説明するための図
【符号の説明】
１…ケース、３ａ，３ｂ…光ファイバ、４…光、６…ＬＮ光変調素子、７…ベース、８…レンズ、９…レンズホルダ、１０，１５…ホルダ固定具、１２…ハンドアーム、１３…ＹＡＧレーザ、１４…段部、１５ｃ…張出し部
【図１】
2004258504.tif 000003
【図２】
2004258504.tif 000004
【図３】
2004258504.tif 000005
【図４】
2004258504.tif 000006
【図５】
2004258504.tif 000007
【図６】
2004258504.tif 000008
【図７】
2004258504.tif 000009
【図８】
2004258504.tif 000010
【図９】
2004258504.tif 000011
【図１０】
2004258504.tif 000012