(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度の正確なアライメント及び簡単な組立工程を有する配列光学サブ組立体を提供する。【解決手段】基板１１と、少なくとも１つの光学作動部品２０と、駆動ＩＣ３０と、回路基板４０と、それらの要素を覆うカバー５０とを有する。基板は、反対向きの２つの表面を有する。一方の表面はレンズアレイ１２によって形成され、他方の表面は金属パッド１３，１４，１５、線１６及びアライメントキー１７によって形成されている。光学作動部品は、光学作動部品が基板の金属パッドに接続されるとき、レンズアレイに位置合わせされる光学アレイを有する。駆動ＩＣ及び回路基板は、光学作動部品を動かすべく基板の金属パッドに接続されている。光学作動部品が基板に接続されるときに、光源アレイ２２がアライメントキー２３によって非常に容易にレンズアレイに位置合わせされるように、レンズアレイは、直接に基板に形成される。【選択図】図１
2005181962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列光学作動部品用の配列光学サブ組立体であって、
互いに反対向きとなる２つの表面を有する基板であってレンズアレイが一方の前記表面に形成され、複数の金属パッド、複数の金属配線及び複数のアライメントキーが他方の前記表面に形成された基板と、
前記基板に配置された少なくとも１つの光学作動部品であって、前記基板の前記レンズアレイに対応する複数の光源アレイと、前記金属パッドに対応する複数の第１の端子と、前記基板の配列キーに対応する配列キーとを有する少なくとも１つの光学作動部品と、
前記基板に接続された駆動ＩＣであって前記金属パッドに対応する複数の第２の端子を有する駆動ＩＣと、
前記基板に接続された回路基板であって前記金属パッドに対応する複数の第３の端子を有する回路基板と、
前記基板と前記少なくとも１つの光学作動部品と前記駆動ＩＣと前記回路基板とを覆っているカバーとを含む、配列光学サブ組立体。
【請求項２】
前記基板の特定の領域は、透明材料と、それぞれが複数の第１、第２及び第３の金属パッドを含む前記金属パッドとで作られており、
各第１の金属パッドは前記第１の端子に接続されており、
各第２の金属パッドは前記第２の端子に接続されており、
各第３の金属パッドは前記第３の端子に接続されている、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光学作動部品の光源アレイはレーザーを含む、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光学作動部品の光源アレイは光線検出器を含む、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【請求項５】
前記回路基板は可撓性を有する、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【請求項６】
前記カバーは半気密性タイプ又は気密性タイプのものである、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【請求項７】
各光源アレイ及び各レンズアレイはそれぞれ１つの光軸を有し、かつ前記光源アレイ及び前記レンズアレイの光学軸線は平行とされている、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【請求項８】
さらに、対向する２つの穴を有する接続セットを含み、
前記レンズアレイを形成している前記表面は前記２つの案内ロッドを形成しており、
前記２つのロッドは前記２つの穴に嵌入されている、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【請求項９】
前記接続セットは、さらに、光ファイバアレイを有するファイバコネクタを保持するための１つの凹所を有し、
前記光ファイバアレイは、各レンズアレイの光軸と平行の１つの光軸を有する、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【請求項１０】
互いに反対向きとなる２つの表面を有する基板であって、レンズアレイが一方の前記表面に形成され、複数の金属パッド、複数の金属配線及びアライメントキーが他方の前記表面に形成される基板と、
前記基板に配置された少なくとも１つの光学作動部品であって、前記基板のレンズアレイに対応する複数の光源アレイと、前記金属パッドに対応する複数の第１の端子と、前記基板の前記アライメントキーに対応するアライメントキーとを有する少なくとも1つの光学作動部品と、
前記基板に配置された駆動ＩＣであって、前記金属パッドに対応する複数の第２の端子を有する駆動ＩＣと、
前記基板に接続された回路基板であって、前記金属パッドに対応する複数の第３の端子を有する回路基板と、
前記基板、前記少なくとも１つの光学作動部品、前記駆動ＩＣ及び前記回路基板を覆っているカバーと、
前記配列光学組立体の前記カバーと前記回路基板との間に接続されたベースと、
電子的に前記回路基板に接続している主回路基板とを含む、配列光学サブ組立体を有する配列光学組立体。
【請求項１１】
前記ベースは、Ｌ字状に形成されて垂直部分及び水平部分を有し、
前記垂直部分に貫通穴が形成されており、
前記カバーは前記貫通穴を介して保持されている、請求項１０に記載の配列光学組立体。
【請求項１２】
前記基板の特定の領域は、透明材料、それぞれが複数の第１、第２及び第３の金属パッドを含む金属パッドとで形成されており、
各第１の金属パッドは前記第１の端子に接続されており、
各第２の金属パッドは前記第２の端子に接続されており、
各第３の金属パッドは前記第３の端子に接続されている、請求項１０に記載の配列光学組立体。
【請求項１３】
さらに、前記ベースの前記水平部分に配置されたヒートシンクを含む、請求項１１に記載の配列光学組立体。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの光学作動部品の前記光源アレイは複数のレーザーを含む、請求項１０に記載の配列光学組立体。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの光学作動部品の前記光源アレイは光線検出器を含む、請求項１０に記載の配列光学組立体。
【請求項１６】
前記回路基板は可撓性を有する、請求項１０に記載の配列光学組立体。
【請求項１７】
前記カバーは半気密性又は気密性のものである、請求項１０に記載の配列光学組立体。
【請求項１８】
各光源アレイ及び各レンズアレイは、それぞれ、１つの光軸を有し、前記光源アレイ及び前記レンズアレイの光軸は平行である、請求項１０に記載の配列光学組立体。
【請求項１９】
さらに、対向する２つの穴とレンズアレイを形成している表面とを有する接続セットを含み、
前記レンズアレイを形成している表面は、さらに、対向する２つの案内ロッドを形成しており、
前記２つの案内ロッドは、それぞれ、前記２つの穴に挿入されている、請求項１０に記載の配列光学組立体。
【請求項２０】
前記接続セットには、さらに、光ファイバアレイを有するファイバコネクタを保持するための１つの凹所を有しており、
前記光ファイバアレイは、レンズアレイの光軸と平行である１本の光軸を有する、請求項１９に記載の配列光学組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバ装置に関し、特に、光学作動部品と光ファイバケーブルとの間で良好な位置関係を有する配列光学作動部品用の配列光学サブ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信システムを設置することは、多くの及び複雑な光デバイス及びファイバケーブルを必要とする。加えて、光デバイス及びファイバケーブルの結合技術は、安定した光信号を通信システムに提供する上で非常に重要である。
【０００３】
米国特許第６，５１０，２６２号明細書（特許文献１）によれば、ファイバ、レンズ及び光源アレイのＺ軸アライメントは、ファイバ、線及び光源アレイの結合品質を改善する。図７（特許文献１の図２であり、唯一の違いが符号である。）を参照するに、アライメントは、分離セット部材８３、レンズアレイ８１、金属部材８４に取り付けられたチップ８２、ガイドピン８５、ファイバケーブル８０を有するコネクタ８７、及び容器８６を含む。
【０００４】
チップ８２とレンズアレイ８１との間のアライメントの精度を高めるために、先ず、レンズアレイ８１が分離セット部材８３に取り付けられ、次いでガイドピン８５が金属部材８４、容器８６及びコネクタ８７を介して接続される。したがって、金属部材８４、ガイドピン８５、容器８６及びコネクタ８７は、ガイドピン８５の使用により互いに結合されるが、チップ８２、レンズアレイ８１及びファイバケーブル８０のアライメント工程は複雑である。１つの有効なアライメント工程は、レンズアレイ８１を分離セット部材８３に取り付ける際に必要である。加えて、レンズアレイ８１が分離セット部材８３に接着される間、レンズアレイ８１は望ましくない加熱をされる。レンズアレイ８１が一般にプラスチックでできているから、この種の加熱はレンズアレイ８１を湾曲させる、という不具合をもたらし、このため、送信される光信号の安定性が損なわれる。このように、特許文献１のアライメントにおいては、満足なミクロレベルの安定性が達成されない。
【０００５】
さらに、米国特許第６，５４７，４５４号明細書（特許文献２）は、光学作動部品及びレンズアレイのための他の結合装置を開示している。図８（特許文献２の図４であり、唯一の違いは、符号である。）を参照するに、光学作動部品８及びレンズアレイ８’は、半導体製造技術によって複数のアライメントキーとして形成される。アライメントキーは複数の微細な銛頭７及び溝９を含む。例えば、複数の銛頭７は光学作動部品８の表面に形成され、微細な溝９は微細な銛頭７に対応するレンズアレイ８’の表面に形成される。光学作動部品８及びレンズアレイ８’が互いに組み立てられるとき、アライメントキーは光学作動部品及びレンズアレイの間のアライメント精度を高める。’４５４号米国特許明細書（特許文献２）は半導体製造技術によってアライメントキーを使用するので、レンズアレイと光学作動部品との間のアライメントはミクロレベルで効率よく達成される。しかし、ミクロレベルのアライメントキーを形成するために、レンズアレイ及び光学作動部品を半導体製造技術によって処理しなければならず、このため、’４５４号米国特許明細書（特許文献２）は複雑な製造技術を必要とする。
【０００６】
【特許文献１】米国特許６，５１０，２６２号明細書
【特許文献２】米国特許６，５４７，４５４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高精度の正確なアライメント及び簡単な組立工程を有する配列光学サブ組立体を提供する。
【０００８】
本発明の目的は、組立効率を向上させるために、ミクロレベルのアライメント及び簡単な組立工程を有する配列光学サブ組立体を提供する。
【０００９】
本発明の他の目的は、標準ＳＮＡＰ  １２による配列光学組立体の組み立てに適した配列光学サブ組立体を提供する。
【００１０】
他の目的、効果及び新しい本発明の特徴は、添付の図面を参照しながら、以下の詳細な説明において明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る配列光学サブ組立体は、配列光学作動部品用の配列光学サブ組立体であって、互いに反対向きとなる２つの表面を有する基板であってレンズアレイが一方の前記表面に形成され、複数の金属パッド、複数の金属配線及び複数のアライメントキーが他方の前記表面に形成された基板と、前記基板に配置された少なくとも１つの光学作動部品と、前記基板に接続された駆動ＩＣと、前記基板に接続された回路基板と、前記基板と前記少なくとも１つの光学作動部品、前記駆動ＩＣ及び前記回路基板を覆っているカバーとを含む。前記光学作動部品は、前記基板の前記レンズアレイに対応する複数の光源アレイと、前記金属パッドに対応する複数の第１の端子と、前記基板の配列キーに対応する配列キーとを有し、前記駆動ＩＣは、前記金属パッドに対応する複数の第２の端子を有し、前記回路基板は、前記金属パッドに対応する複数の第３の端子を有する。
【００１２】
前記基板の特定の領域は、透明材料と、それぞれが複数の第１、第２及び第３の金属パッドを含む前記金属パッドとで作られていてもよい。各第１の金属パッドは前記第１の端子に接続されている。各第２の金属パッドは前記第２の端子に接続されている。各第３の金属パッドは前記第３の端子に接続されている。
【００１３】
前記少なくとも１つの光学作動部品の光源アレイはレーザーを含んでもよい。
【００１４】
前記少なくとも１つの光学作動部品の光源アレイは光線検出器を含んでもよい。
【００１５】
前記回路基板は可撓性を有する、請求項１に記載の配列光学サブ組立体。
【００１６】
前記カバーは半気密性タイプ又は気密性タイプのものであってもよい。
【００１７】
各光源アレイ及び各レンズアレイはそれぞれ１つの光軸を有し、かつ前記光源アレイ及び前記レンズアレイの光学軸線は平行とされていてもよい。
【００１８】
配列光学サブ組立体は、さらに、対向する２つの穴を有する接続セットを含んでもよい。前記レンズアレイを形成している前記表面は前記対向する２つの案内ロッドを形成している。前記対向する２つのロッドは前記対向する２つの穴に嵌入されている。
【００１９】
前記接続セットは、さらに、光ファイバアレイを有するファイバコネクタを保持するための１つの凹所を有してもよい。前記光ファイバアレイは、各レンズアレイの光軸と平行の１つの光軸を有する。
【００２０】
本発明に係る配列光学組立体は、互いに反対向きとされる２つの表面を有する基板であって、レンズアレイが一方の前記表面に形成され、複数の金属パッド、複数の金属配線及びアライメントキーが他の前記表面に形成される基板と、前記基板に配置された少なくとも１つの光学作動部品と、前記基板に配置された駆動ＩＣと、前記基板に接続された回路基板と、前記基板、前記少なくとも１つの光学作動部品、前記駆動ＩＣ及び前記回路基板を覆っているカバーと、前記配列光学組立体の前記カバーと前記回路基板との間に接続されたベースと、電子的に前記回路基板に接続している主回路基板とを含む、配列光学サブ組立体を有する。前記光学作動部品は、前記基板のレンズアレイに対応する複数の光源アレイと、前記金属パッドに対応する複数の第１の端子と、前記基板の前記アライメントキーに対応するアライメントキーとを有し、前記駆動ＩＣは、前記金属パッドに対応する複数の第２の端子を有し、前記回路基板は、前記金属パッドに対応する複数の第３の端子を有する。
【００２１】
前記ベースは、Ｌ字状に形成されて垂直部分及び水平部分を有していてもよい。前記垂直部分に貫通穴が形成されている。前記カバーは前記貫通穴を介して保持されている。
【００２２】
前記基板の特定の領域は、透明材料、それぞれが複数の第１、第２及び第３の金属パッドを含む金属パッドとで形成されており、各第１の金属パッドは前記第１の端子に接続されており、各第２の金属パッドは前記第２の端子に接続されており、各第３の金属パッドは前記第３の端子に接続されていてもよい。
【００２３】
配列光学組立体は、さらに、前記ベースの前記水平部分に配置されたヒートシンクを含んでもよい。
【００２４】
前記少なくとも１つの光学作動部品の前記光源アレイは複数のレーザーを含んでもよい。
【００２５】
前記少なくとも１つの光学作動部品の前記光源アレイは光線検出器を含んでもよい。
【００２６】
前記回路基板は可撓性を有してもよい。
【００２７】
前記カバーは半気密性又は気密性のものであってもよい。
【００２８】
各光源アレイ及び各レンズアレイは、それぞれ、１つの光軸を有し、前記光源アレイ及び前記レンズアレイの光軸は平行であってもよい。
【００２９】
配列光学組立体は、さらに、対向する２つの穴とレンズアレイを形成している表面を有する接続セットを含んでもよい。前記レンズアレイを形成している表面は、さらに、対向する２つの案内ロッドを形成している。前記２つの案内ロッドは、それぞれ、前記２つの穴に挿入されている。
【００３０】
前記接続セットには、さらに、光ファイバアレイを有するファイバコネクタを保持するための１つの凹所を有していてもよい。前記光ファイバアレイは、レンズアレイの光軸と平行である１本の光軸を有してもよい。
【発明の効果】
【００３１】
以下の説明から明らかなように、本発明は’２６２号米国特許明細書（特許文献１）に匹敵し、本発明の基板は’２６２号米国特許明細書（特許文献２）の分離セット部材の機能を有する。レンズアレイが分離セット部材によって組み立てられるとき、１つのアライメント工程を実行するように、基板はその上のレンズアレイと統合される。したがって、本発明は、’２６２号米国特許明細書（特許文献１）よりも良いアライメントの精度を有する。さらに、本発明は、ミクロレベルにおける光学作動部品とレンズアレイとの間のアライメントを提供すべくアライメントキーを使用している。光学作動部品及び基板がミクロレベルのアライメントキーの形成を必要としないように、光学作動部品は現在の半導体機器によって基板に接続されている。したがって、本発明はより簡単な工程を有し、低コストである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１を参照するに、第１の実施例に間する配列光学組立体（光学アレイ組立体）１０は、レンズアレイ１２を有する基板１１と、少なくとも１つの光学作動部品２０と、駆動ＩＣ３０と、回路基板４０と、カバー５０とを含む。基板１１は、回路基板４０、光学作動部品２０及び駆動ＩＣ３０に接続されている。
【００３３】
基板１１は互いに反対向きとなる２つの表層（符号なし）を有している。一方の表層は、レンズアレイ１２として形成され、他方の表層は、それぞれが複数の第１、第２及び第３の金属パッド１３，１４及び１５、複数の金属配線１６及び複数のアライメントキー１７として形成されている。各第２の金属パッド１４は、金属配線１６を介して、第１及び第３の金属パッド１３及び１５に接続されている。第１の実施例において、基板１１の全ての領域は、ガラス材料又は他の透明材料で形成されている。また、レンズアレイが形成されている基板の特定の領域は、透明材料で形成されている。各アライメントキー１７は、金属材料で形成されており、また矩形、十字形、三角形又は他の幾何学的な形状を有している。
【００３４】
光学作動部品２０は、基板１１の第１の金属パッド１３に個々に対応する複数の第１の端子と、レンズアレイ１２に対応する光源アレイ２２と、基板１１のアライメントキー１７に個々に対応する複数のアライメントキー２３とを有する。光源アレイ２２及びレンズアレイ１２の光学軸線は、平行である。光源アレイ２２は、複数のレーザー発生器又は光線検出器から成る。
【００３５】
駆動ＩＣ３０は、基板１１の第２の金属パッド１４に個々に対応する複数の第２の端子３１を備えている。各第２の金属パッド１４が第１の金属パッド１３に接続されているから、駆動ＩＣ３０は光学作動部品２０の駆動に用いられる。
【００３６】
回路基板４０は、基板１１の第３の金属パッド１５に個々に対応する複数の第３の端子４１を備えている。各第３の金属パッド１５が第２の金属パッド１４に接続されているから、回路基板４０は駆動ＩＣ３０を制御する。
【００３７】
半気密性又は気密性のカバー５０は、基板１１、光学作動部品２０、駆動ＩＣ３０及び回路基板４０を覆っている。
【００３８】
図２及び図３を参照するに、配列光学サブ組立体（光学アレイサブ組立体）１０を組み立てるために、先ず光学作動部品２０、駆動ＩＣ３０及び回路基板４０が、それぞれ、基板１１の第１、第２及び第３の金属パッド１３，１４及び１５に接続され、次いでカバー５０がこれらの要素を覆うように配置される。光学作動部品２０及び基板１１が、それぞれ、アライメントキー２３及び１７を有するから、光源アレイ２２とレンズアレイ１２との間のアライメントの精度は向上する。加えて、光学作動部品２０は、現在の半導体機器によって基板１１に容易に位置合わせされる。したがって、アライメントは容易にかつ十分にミクロレベルに到達することができる。
【００３９】
回路基板４０が可撓性回路基板であるから、回路基板４０は特定の形状に曲げることができる。例えば、図４はＬ字状に曲げた回路基板４０’を示す。
【００４０】
図５を参照するに、第２の実施例に関する配列光学サブ組立体１０’は、第１の実施例の全てに加え、接続セット１９と、ファイバコネクタ１９２と、基板１１のレンズアレイ表層に形成された対向する離間された２つの案内ロッド１８とを含む。接続セット１９は、１つの凹所１９０と、基板１１上の対向する２つの案内ロッド１８に対応する２つの穴１９１とを有する。ファイバコネクタ１９２は、レンズアレイ１２に対応する光ファイバアレイ１９３を有する。基板１１の対向する２つの案内ロッド１８及び１８は、それぞれ、接続セット１９及び穴１９１及び１９１に挿入され、レンズアレイ１２は接続セット１９の凹所に面している。ファイバコネクタ１９２は、接続セット１９の凹所１９０に保持される。したがって、接続セット１９は基板１１及びファイバコネクタ１９２に接続され、光ファイバアレイ１９３は基板１１のレンズアレイ１２に位置合わせされる。光ファイバアレイ１９３及びレンズアレイ１２の光学軸線は、平行である。
【００４１】
図６を参照するに、標準ＳＮＡＰ  １２によれば、配列光学サブ組立体１０’の第２の実施例を備える１２チャンネル配列光学組立体が、開示されている。配列光学組立体は、さらに、ベース６０と、ヒートシンク６３と、チップ７１を備える主回路基板７０とを含む。
【００４２】
ベース６０は、ベース６０が垂直部分６１及び水平部分６２を有するように、Ｌ字状の回路基板４０’に対応させてＬ字状に形成されている。垂直部分６１は、配列光学サブ組立体１０’のカバー５０が保持されているスルホール６１１を有する。ヒートシンク６３は、水平部分６２に取り付けられている。回路基板４０’は、ベース６０と主回路基板７０との間に接続されており、さらに、主回路基板７０のチップ７１に電子的に接続している。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の多くの特徴及び効果が構造の詳細及び本発明の機能と共に上記の説明に記載されているが、これは図示のための開示であり、各種の変形をしてもよい。特に、本発明の原理の範囲内の部品の形状、サイズ及び配置を添付の請求の範囲に記載された用語の広い一般的な意味によって表される十分な広さにおいて変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る配列光学サブ組立体の第１の実施例を示す斜視図分解図である。
【図２】図１の傾斜図である。
【図３】図２の線２−２に沿って得た横断面図である。
【図４】本発明に係る配列光学サブ組立体の第２の実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る配列光学サブ組立体の第３の実施例を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示す配列光学組立体を備える配列光学組立体の分解斜視図である。
【図７】従来の光アレイサブ組立体の分解図である。
【図８】従来の他の光アレイサブ組立体の側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  配列光学組立体
１０’  配列光学サブ組立体
１１  基板
１２  レンズアレイ
１３，１４，１５  第１、第２及び第３の金属パッド
１６  金属配線
１７  アライメントキー
１８  案内ロッド
１９  接続設定
２０  光学作動部品
２２  光源アレイ
２３  アライメントキー
３０  駆動ＩＣ
３１  端子
４０，４０’  回路基板
４１  端子
５０  カバー
６０  ベース
６１  垂直部分
６２  水平部分
６３  ヒートシンク
７０  主回路基板
７１  チップ
８０  ファイバケーブル
８１  レンズアレイ
８２  チップ
８３  分離セット部材
８４  金属部材
８５  ガイドピン
８６  容器
８７  コネクタ
１９０  凹所
１９１  穴
１９２  ファイバコネクタ
１９３  光ファイバアレイ
６１１  スルーホール
【図１】
2005181962.tif 000003
【図２】
2005181962.tif 000004
【図３】
2005181962.tif 000005
【図４】
2005181962.tif 000006
【図５】
2005181962.tif 000007
【図６】
2005181962.tif 000008
【図７】
2005181962.tif 000009
【図８】
2005181962.tif 000010