(57)【要約】【課題】外部環境の変化が光学素子同士の光学的結合関係に与える影響を緩和できる光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール１は、直方体状のパッケージ部３を備えている。パッケージ部３は、蓋部３ａ及び容器３ｂを有する。パッケージ部３は、その内部に中空状部分４を有しており、該中空状部分４にモジュール部５を内蔵している。モジュール部５は、支持部７によって支持されている。すなわち、支持部７の一端はパッケージ部３の底板３５に固定され、他端はモジュール部５の筐体９に固定されている。支持部７は弾性的にモジュール部５を支持している。また、支持部７は、低熱伝導率材料からなる。【選択図】  図１
2004246181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに光学的に結合された複数の光学素子及び該複数の光学素子を保持する筐体を有するモジュール部と、
中空状を呈しており、該中空状部分に前記モジュール部を内蔵しているパッケージ部と、
前記パッケージ部の前記中空状部分に設けられ、前記モジュール部を支持する支持部と
を備え、
前記支持部が、前記パッケージ部の外部環境の変化による前記モジュール部への影響を緩和する緩衝部材を含むことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記緩衝部材が、バネ手段であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記緩衝部材の熱伝導率が、前記パッケージ部の熱伝導率以下であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記パッケージ部の前記中空状部分が密閉されているとともに、前記モジュール部と前記パッケージ部と間の空隙が真空状態であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記モジュール部の前記筐体が中空状を呈しており該中空状部分に前記複数の光学素子を保持するとともに、該中空状部分が密閉されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記緩衝部材が、樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記樹脂が、ゲル状樹脂またはゴム状樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記支持部が、前記パッケージ部と前記モジュール部との間を前記緩衝部材により充填して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいては、合分波器やインタリーバのように複数の光学素子が配置された光モジュールが用いられている。このような光モジュールでは、パッケージ内に複数の光学素子が互いに光学的に結合されて配置されている。このため、光モジュールの製造時や動作時において外力による衝撃や温度変化などの外部環境の変化によりパッケージが変形し、光モジュールの光学特性に悪影響を与えることがある。これを解決するために、例えば特許文献１に開示された光ファイバアンプ用複合モジュールでは、パッケージ内に光アイソレータを保持するための保持部とパッケージとの間に凹状の光補足部を形成することによって、パッケージの変形がモジュールの光学特性に与える影響を軽減する構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１３８４０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような光モジュールでは、パッケージに複数の光学素子が固定されているので、パッケージに変形が生じると光学素子同士の位置関係にずれが生じる。すなわち、パッケージに変形が生じると複数の光学素子を光学的に結合する光軸にずれが生じて光モジュールの光学特性に悪影響を与える。従って、このような光モジュールでは動作環境が制限される。
【０００５】
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、外部環境の変化が光学素子同士の光学的結合関係に与える影響を緩和できる光モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
互いに光学的に結合された複数の光学素子及び該複数の光学素子を保持する筐体を有するモジュール部と、中空状を呈しており、該中空状部分にモジュール部を内蔵しているパッケージ部と、パッケージ部の中空状部分に設けられ、モジュール部を支持する支持部とを備え、支持部が、パッケージ部の外部環境の変化によるモジュール部への影響を緩和する緩衝部材を含むことを特徴とする。この光モジュールでは、支持部が緩衝部材を含んでいるので、外力による衝撃などの外部環境の変化によるモジュール部の筐体の変形を抑えることができる。従って、この光モジュールによれば、外部環境の変化がモジュール部の光学素子同士の光学的結合関係に与える影響を緩和することができる。
【０００７】
また、光モジュールは、緩衝部材が、バネ手段であることを特徴としてもよい。これによって、外力による衝撃などの外部環境の変化をバネ手段が吸収するので、モジュール部の筐体の変形を好適に抑えることができる。
【０００８】
また、光モジュールは、緩衝部材の熱伝導率が、パッケージ部の熱伝導率以下であることを特徴としてもよい。これによって、パッケージ部からモジュール部への熱伝導速度を抑えることができるので、急激な温度変化などの外部環境の変化によるモジュール部の筐体の変形を抑えることができる。
【０００９】
また、光モジュールは、パッケージ部の中空状部分が密閉されているとともに、モジュール部とパッケージ部と間の空隙が真空状態であることを特徴としてもよい。これによって、パッケージ部からモジュール部へ熱を伝える媒質が減るので、急激な温度変化などの外部環境の変化によるモジュール部の筐体の変形を抑えることができる。
【００１０】
また、光モジュールは、モジュール部の筐体が中空状を呈しており該中空状部分に複数の光学素子を保持するとともに、該中空状部分が密閉されていることを特徴としてもよい。これによって、水分や湿気などのモジュール部内への浸入を防ぐことができる。
【００１１】
また、光モジュールは、緩衝部材が、樹脂からなることを特徴としてもよい。これによって、外力による衝撃や急激な温度変化などの外部環境の変化によるモジュール部の筐体の変形を好適に抑えることができる。
【００１２】
また、光モジュールは、樹脂が、ゲル状樹脂またはゴム状樹脂であることを特徴としてもよい。これによって、外力による衝撃や急激な温度変化などの外部環境の変化によるモジュール部の筐体の変形をさらに好適に抑えることができる。
【００１３】
また、光モジュールは、支持部が、パッケージ部とモジュール部との間を緩衝部材により充填して形成されていることを特徴としてもよい。これによって、外力による衝撃や急激な温度変化などの外部環境の変化が様々な方向から光モジュールに加わっても、この外部環境の変化によるモジュール部の筐体の変形を抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
（実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の実施形態である光モジュール１の外観を示す斜視図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示された光モジュール１のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。また、図２（ａ）は、光モジュール１が備える容器３ｂの外観を示す斜視図である。また、図２（ｂ）は、光モジュール１が備えるモジュール部５の外観を示す斜視図である。
【００１６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、光モジュール１は直方体状の外形を有するパッケージ部３を備えている。パッケージ部３は、蓋部３ａ及び容器３ｂを有している。容器３ｂは、図２（ａ）に示されるように、底板３５、側壁３６及び３７、前壁３８、並びに背壁３９からなる箱形を呈している。そして、前壁３８には、３つの貫通孔３３が横方向に並んで形成されている。
【００１７】
図１（ａ）及び（ｂ）を参照すると、３つの貫通孔３３それぞれには、モジュール部５に接続される光ファイバ２７ａ〜２７ｃそれぞれが通される。光ファイバ２７ａ〜２７ｃの端部には、光ファイバ２７ａ〜２７ｃを保持する保持部材２９が設けられている。保持部材２９と貫通孔３３の内面との隙間には、この隙間を埋める封止部材３１が設けられている。また、パッケージ部３の蓋部３ａは、板状の部材であり容器３ｂの上部を覆っている。そして、蓋部３ａ及び容器３ｂによって、パッケージ部３の内部に中空状部分４が形成されている。蓋部３ａ及び容器３ｂは互いに密着するように接合されており、中空状部分４が密閉されている。中空状部分４は、真空状態に保たれている。パッケージ部３は、この中空状部分４にモジュール部５を内蔵している。
【００１８】
モジュール部５は、図２（ｂ）に示されるように、直方体状の外形を有する筐体９を備えている。筐体９は、例えばＳＵＳ３０４といったステンレス鋼などの金属材料からなる。そして、端部が保持部材２９により保持された３本の光ファイバ２７ａ〜２７ｃが筐体９の前面に接続されている。また、図１（ｂ）を参照すると、筐体９は中空状部分６を有しており、この中空状部分６は筐体９によって密閉されている。筐体９の中空状部分６では、光学素子である集光レンズ１１がレンズ保持部材１３によって筐体９に固定されている。また、筐体９の中空状部分では、プリズム１５、ハーフミラー１７、及び全反射ミラー１９などの光学素子が例えばマイケルソン干渉計を構成しており、これらの光学素子が筐体９に互いに光学的に結合された状態で固定されている。
【００１９】
また、光モジュール１は、モジュール部５を支持する複数の支持部７を備えている。支持部７は、パッケージ部３の外部環境の変化によるモジュール部５への影響を緩和する緩衝部材からなっている。緩衝部材としては、その熱伝導率がパッケージ部３の熱伝導率以下であるものが選択される。緩衝部材の熱伝導率は、例えば０．０５〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ程度が好ましい。また、緩衝部材は弾性体であり、そのヤング率は、例えば３０ｋＰａ〜８ＭＰａ程度が好ましい。本実施形態では、このような緩衝部材の材料として例えばゴム状樹脂（例えば、ヤング率：５ＭＰａ、熱伝導率：０．１３Ｗ／ｍ・Ｋ）あるいはゲル状樹脂（例えば、ヤング率：３０ｋＰａ、熱伝導率：０．１８Ｗ／ｍ・Ｋ）などの樹脂を用いている。支持部７は柱状を呈しており、一部の支持部７は、その一端が容器３ｂの底板３５に固定され、他端がモジュール部５の筐体９に固定されている。また、他の支持部７は、その一端が容器３ｂの底板３５に固定されるとともに、その側面が前壁３８、背壁３９、側壁３６、または側壁３７に固定されており、モジュール部５の筐体９の底面及び側面を支持している。
【００２０】
本実施形態による光モジュール１は、以下の効果を有する。すなわち、光モジュール１では、支持部７が緩衝部材を含んでいるので、外力による衝撃、振動、及び押圧力などの外部環境の変化によるモジュール部５の筐体９の変形を抑えることができる。前述したように、モジュール部５に含まれる複数の光学素子（集光レンズ１１、プリズム１５、ハーフミラー１７、及び全反射ミラー１９等）は、互いに光学的に結合された状態で筐体９に固定されている。従って、筐体９が外部環境の変化によって変形すると、複数の光学素子相互の光学的結合関係にずれが生じてしまい、光出力が弱くなるなど光学特性が劣化する。本実施形態による光モジュール１によれば、支持部７が緩衝部材を含んでいることによって、外部環境の変化によるモジュール部５の筐体９の変形が抑えられるので、外部環境の変化が光学素子同士の光学的結合関係に与える影響を緩和することができる。
【００２１】
また、本実施形態による光モジュール１では、支持部７に含まれる緩衝部材の熱伝導率が、パッケージ部３の熱伝導率以下となっている。これによって、例えばパッケージ部３に加えられた熱がパッケージ部３に拡散したとしてもパッケージ部３からモジュール部５への熱伝導速度を抑えることができるので、急激な温度変化などの外部環境の変化によるモジュール部５の筐体９の変形を抑えることができる。
【００２２】
また、本実施形態による光モジュール１によれば、パッケージ部３とモジュール部５との間に空隙が存在するので、パッケージ部３の変形によりモジュール部５の筐体９が変形することを防ぐことができる。
【００２３】
また、本実施形態による光モジュール１では、パッケージ部３の中空状部分が密閉されているとともに、モジュール部５とパッケージ部３と間の空隙が真空状態となっている。これによって、パッケージ部３からモジュール部５へ熱を伝える媒質（例えば気体）が減るので、急激な温度変化などの外部環境の変化によるモジュール部５の筐体９の変形を抑えることができる。
【００２４】
また、本実施形態による光モジュール１では、複数の光学素子を保持しているモジュール部５の中空状部分６が密閉されている。これによって、水分や湿気などのモジュール部５内への浸入を防ぐことができるので、光モジュール１の光学特性を維持することができる。
【００２５】
また、本実施形態による光モジュール１では、支持部７に含まれる緩衝部材が樹脂からなる。緩衝部材に用いる樹脂としては熱伝導率及びヤング率が比較的低いものを選択できるので、緩衝部材が樹脂からなることにより、外力による衝撃や急激な温度変化などの外部環境の変化によるモジュール部５の筐体９の変形を好適に抑えることができる。また、ヤング率が比較的低いゲル状樹脂またはゴム状樹脂を緩衝部材に用いることにより、外力による衝撃などの外部環境の変化によるモジュール部５の筐体９の変形をさらに好適に抑えることができる。
【００２６】
（変形例）
図３〜図５は、上記した実施形態による光モジュール１の変形例を示す断面図である。図３に示された光モジュール１ａは、圧縮コイルばねといった緩衝部材を有する支持部７ａを備えている。このように、支持部７ａは緩衝部材として圧縮コイルばね等のバネ手段を有するように構成されてもよい。これによって、外力による衝撃などの外部環境の変化をバネ手段が吸収するので、モジュール部５の筐体９の変形を好適に抑えることができる。なお、バネ手段としては圧縮コイルばねに限らず、例えば板ばねやねじりコイルばね等を用いても良い。また、引張コイルばねによってモジュール部５をパッケージ部３の蓋部３ａから吊り下げるような構成としてもよい。
【００２７】
また、図４に示された光モジュール１ｂのように、支持部７ｂが、パッケージ部３とモジュール部５との間を緩衝部材により充填して形成されてもよい。モジュール部５を支持する支持部７ｂをこのように形成することによって、外力や温度変化などの外部環境の変化が様々な方向から光モジュール１に加わっても、この外部環境の変化によるモジュール部５の筐体９の変形を抑えることができる。なお、パッケージ部３とモジュール部５との間を充填する緩衝部材としては、例えばゲル状樹脂、ゴム状樹脂、または発泡樹脂などを用いるとよい。
【００２８】
また、図５に示された光モジュール１ｃのように、モジュール部５を支持する支持部７ｃが、パッケージ部３の蓋部３ａとモジュール部５との間に設けられても良い。このように、モジュール部５を支持する支持部は図１に示された位置に限らず、パッケージ部３内部において様々な位置に設けることができる。
【００２９】
本発明は、上記した実施形態及び変形例に限らず、様々な変形が可能である。例えば、パッケージ部３の外形は直方体状に限らず、円柱状など様々な形状とすることができる。また、モジュール部５の筐体９の形状に関しても同様である。
【００３０】
また、モジュール部５は筐体９により必ずしも密閉されていなくてもよい。例えば、板状の筐体の表面上に複数の光学素子が固定されており、筐体の裏面に支持部７が固定されているような構成としてもよい。
【００３１】
また、支持部は柱状に限らず、球状や円錐状など様々な形状とすることができる。また、支持部に含まれる緩衝部材は樹脂やバネ手段に限らず、所望のヤング率及び低熱伝導率を有する材料を適宜用いるとよい。また、上記した実施形態及び変形例では、支持部の全部が緩衝部材から構成されているが、支持部の一部のみが緩衝部材により構成されてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明による光モジュールによれば、外部環境の変化が光学素子同士の光学的結合関係に与える影響を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施形態である光モジュールの外観を示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１に示された光モジュールのＩ−Ｉ断面を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、光モジュールが備える容器の外観を示す斜視図である。図２（ｂ）は、光モジュールが備えるモジュール部の外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図４】図４は、光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図５】図５は、光モジュールの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ〜１ｃ…光モジュール、３…パッケージ部、３ｂ…容器、３ａ…蓋部、４…中空状部分、５…モジュール部、６…中空状部分、７、７ａ〜７ｃ…支持部、９…筐体、１１…集光レンズ、１３…レンズ保持部材、１５…プリズム、１７…ハーフミラー、１９…全反射ミラー、２７ａ〜２７ｃ…光ファイバ、２９…保持部材、３１…封止部材、３３…貫通孔、３５…底板、３６…側壁、３７…側壁、３８…前壁、３９…背壁。
【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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