(57)【要約】  光モジュール１は、Ｎ個（Ｎ＝２）の発光素子１０Ａ、１０Ｂと、前記発光素子１０Ａ、１０Ｂが出力する、それぞれの光信号を伝送するＮ本の光ファイバ３０Ａ、３０Ｂと、第１の主面２０ＳＡに前記Ｎ個の発光素子１０Ａ、１０Ｂが実装されている配線板２０と、前記配線板２０の第２の主面２０ＳＢに配設されている、前記Ｎ本の光ファイバ３０Ａ、３０Ｂのそれぞれが挿入されているＮ個の貫通孔４０Ｈ１、４０Ｈ２があり側面に被把持部４０Ｓ１、４０Ｓ２を有するフェルール４０と、を具備し、前記被把持部４０Ｓ１、４０Ｓ２が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔４０Ｈ１を中心軸とする回転対称位置に配置されている。
2018116391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（Ｎ≧２）の発光素子と、
前記Ｎ個の発光素子が出力する、それぞれの光信号を伝送するＮ本の光ファイバと、
第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記Ｎ個の発光素子が実装されている配線板と、
前記配線板の前記第２の主面に配設されている、前記Ｎ本の光ファイバのそれぞれが挿入されているＮ個の貫通孔があり、側面に複数の被把持部を有するフェルールと、を具備し、
前記複数の被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記フェルールが、円柱、円錐形、または正多角柱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】
前記配線板に、前記光信号の光路を構成しているＮ個の開口があり、
前記Ｎ個の開口のうちの前記第１の貫通孔と挿通している第１の開口が、他の開口よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
Ｎ＝２であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記複数の被把持部が、前記側面の平面部であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光モジュールと、
前記光モジュールに電気信号を出力する撮像モジュールと、を具備することを特徴とする内視鏡。
【請求項７】
第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有する配線板の前記第２の主面にＮ個（Ｎ≧２）の発光素子を実装する発光素子実装工程と、
フェルールの側面の複数の被把持部を把持治具で挟持し、前記フェルールを前記配線板の前記第２の主面に位置決めする位置決め工程と、
前記フェルールを前記配線板に固定するフェルール固定工程と、
Ｎ本の光ファイバを、前記フェルールのＮ個の貫通孔に挿入し固定する光ファイバ固定工程と、を具備する光モジュールの製造方法であって、
前記複数の被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されており、
前記位置決め工程が、
前記Ｎ個の発光素子のうちの第１の発光素子から第１の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第１の光の強度を測定する第１の光量測定工程と、
前記第１の光の強度が最大となる位置に、前記フェルールを前記第２の主面上を移動する移動工程と、
前記Ｎ個の発光素子のうちの第２の発光素子から第２の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第２の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第２の光の強度を測定する第２の光量測定工程と、
前記第２の光の強度が最大となる角度に、前記第１の貫通孔を中心軸として前記フェルールを回転する回転工程と、を含むことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記第２の光の最大強度が所定強度未満の場合、前記回転工程の後に、
前記第１の光の強度と前記第２の光の強度とが同じになる位置、または、前記第１の光の強度および前記第２の光の強度が前記所定強度以上になる位置に、前記フェルールを、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを結ぶ直線の上を前記直線に平行に移動する再配置工程と、を更に具備することを特徴とする請求項７に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記第１の光の強度および前記第２の光の強度を測定する前記光ファイバが、測定用光ファイバであり、
前記フェルール固定工程の後に、前記光ファイバ固定工程が行われることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記複数の被把持部が、前記側面の平面部であることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の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、複数の発光素子と、前記複数の発光素子が出力する各光信号をそれぞれが伝送する複数の光ファイバと、を具備する光モジュール、および、前記光モジュールを有する内視鏡、および、前記光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、細長い挿入部の先端部にＣＣＤ等の撮像素子を含む撮像装置を有する。近年、高画素数の撮像素子の内視鏡への使用が検討されている。高画素数の撮像素子を使用した撮像装置では、撮像素子から信号処理装置へ伝送する信号量が増加するため、電気信号によるメタル配線を介した電気信号伝送に替えて光信号による光ファイバを介した光信号伝送が好ましい。光信号伝送には、電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ光モジュール（電気−光変換器）と、光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ光モジュール（光−電気変換器）とが用いられる。【０００３】
１本の光ファイバが伝送する信号量は、メタル配線が伝送する信号量に比べると、遙かに多い。しかし、例えば、超高解像度の撮像信号を伝送するためには、複数の光ファイバが必要である。【０００４】
光モジュールの生産性改善、および、光ファイバと発光素子との光結合の信頼性を高めるために、光ファイバが挿入される貫通孔を有する保持部材であるフェルールが用いられる。【０００５】
光モジュールの小型化のため、特に、内視鏡の低侵襲化のためには、１つのフェルールで複数の光ファイバを保持することが好ましい。【０００６】
しかし、１つのフェルールで複数の光ファイバを保持する場合、複数の発光素子と複数の光ファイバとの光軸合わせは容易ではなかった。【０００７】
日本国特開平６−２５８５５３号公報には、複数の光ファイバと複数の発光素子との位置合わせのために、ＸＹθステージを用いることが開示されている。このＸＹθステージは、ＸＹ方向に移動するＸＹステージの上に、Ｚ方向に平行な直線を中心軸として回転するθステージを搭載し、任意のＸＹ位置での回転が可能な制御を行う特殊なステージである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２５８５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の実施形態は、製造が容易な細径の光モジュール、製造が容易な細径の内視鏡、および製造が容易な細径の光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の光モジュールは、Ｎ個（Ｎ≧２）の発光素子と、前記Ｎ個の発光素子が出力する、それぞれの光信号を伝送するＮ本の光ファイバと、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記Ｎ個の発光素子が実装されている配線板と、前記配線板の前記第２の主面に配設されている、前記Ｎ本の光ファイバのそれぞれが挿入されているＮ個の貫通孔があり、側面に被把持部を有するフェルールと、を具備し、前記被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されている。【００１１】
別の実施形態の内視鏡は、光モジュールと、前記光モジュールに電気信号を出力する撮像モジュールと、を具備し、前記光モジュールは、Ｎ個（Ｎ≧２）の発光素子と、前記Ｎ個の発光素子が出力する、それぞれの光信号を伝送するＮ本の光ファイバと、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記Ｎ個の発光素子が実装されている配線板と、前記配線板の前記第２の主面に配設されている、前記Ｎ本の光ファイバのそれぞれが挿入されているＮ個の貫通孔があり、側面に被把持部を有するフェルールと、を具備し、前記被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されている。【００１２】
別の実施形態の光モジュールの製造方法は、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有する配線板の前記第２の主面にＮ個（Ｎ≧２）の発光素子を実装する発光素子実装工程と、フェルールの側面の被把持部を把持治具で挟持し、前記フェルールを前記配線板の前記第２の主面に位置決めする位置決め工程と、前記フェルールを前記配線板に固定するフェルール固定工程と、Ｎ本の光ファイバを、前記フェルールのＮ個の貫通孔に挿入し固定する光ファイバ固定工程と、を具備する光モジュールの製造方法であって、複数の被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されており、前記位置決め工程が、前記Ｎ個の発光素子のうちの第１の発光素子から第１の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第１の光の強度を測定する第１の光量測定工程と、前記第１の光の強度が最大となる位置に、前記フェルールを前記第２の主面上を移動する移動工程と、前記Ｎ個の発光素子のうちの第２の発光素子から第２の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第２の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第２の光の強度を測定する第２の光量測定工程と、前記第２の光の強度が最大となる角度に、前記第１の貫通孔を中心軸として前記フェルールを回転する回転工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、製造が容易な細径の光モジュール、製造が容易な細径の内視鏡、および製造が容易な細径の光モジュールの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の光モジュールの分解図である。
【図２】第１実施形態の光モジュールの図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図３】第１実施形態の光モジュールの上面図である。
【図４】第１実施形態の光モジュールの製造方法のフローチャートである。
【図５】第１実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための模式図である。
【図６】第１実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための上面図である。
【図７】第１実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための上面図である。
【図８Ａ】第１実施形態の変形例の光モジュールのフェルールの斜視図である。
【図８Ｂ】第１実施形態の変形例の光モジュールのフェルールの斜視図である。
【図８Ｃ】第１実施形態の変形例の光モジュールのフェルールの斜視図である。
【図８Ｄ】第１実施形態の変形例の光モジュールのフェルールの斜視図である。
【図９】第２実施形態の光モジュールの配線板の斜視図である。
【図１０】第３実施形態の光モジュールの製造方法のフローチャートである。
【図１１】第３実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための上面図である。
【図１２】第４実施形態の内視鏡の斜視図である。
【図１３】第４実施形態の内視鏡の先端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
最初に、光モジュール１の構成について説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態の光モジュール１は、Ｎ個（Ｎ＝２）の発光素子１０Ａ、１０Ｂと、配線板２０と、保持部材であるフェルール４０と、Ｎ本の光ファイバ３０Ａ、３０Ｂと、を具備する。光モジュール１では、発光素子１０と配線板２０とフェルール４０とが、発光素子１０の厚さ方向（Ｚ方向）に並べて配置されている。
【００１６】
なお、図１〜図３に示した把持治具５０の一対の把持部５０Ａ、５０Ｂは、光モジュール１の製造工程において、フェルール４０を挟持し移動するために用いられ、完成品の光モジュール１の構成には含まれない。
【００１７】
なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率および相対角度などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、Ｚ軸の値が増加する方向を「上」という。
【００１８】
また、複数の構成要素のそれぞれをいうときは、符号の末尾の１文字を省略することがある。例えば、Ｎ個（Ｎ＝２）の発光素子１０Ａ、１０Ｂの、それぞれを発光素子１０という。
【００１９】
発光素子１０は、光信号の光を出力する発光素子部である発光部１１が発光面１０ＳＡに形成された面発光レーザーチップである。例えば、平面視寸法が２５０μｍ×３００μｍと超小型の発光素子１０は、直径が２０μｍの発光部１１と、発光部１１に駆動信号を供給する外部電極１２と、を発光面１０ＳＡに有する。
【００２０】
発光素子１０Ａは、第１の光信号である第１の光Ｌ１を配線板２０の第１の主面２０ＳＡ（第２の主面２０ＳＢ）に垂直な光軸Ｃ１に沿って出力する。発光素子１０Ｂは、第２の光信号である第２の光Ｌ２を配線板２０の第１の主面２０ＳＡ（第２の主面２０ＳＢ）に垂直な光軸Ｃ２に沿って出力する。第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とは同じ波長でもよいが、混信を防止するために異なった波長であることが好ましい。
【００２１】
Ｎ本（Ｎ＝２）の光ファイバ３０Ａ、３０Ｂは、発光素子１０Ａ、１０Ｂが出力する、それぞれの光信号、すなわち、第１の光Ｌ１、第２の光Ｌ２を伝送する。例えば、光ファイバ３０は、光信号を伝送する５０μｍ径のコア部と、コア部の外周面を覆う１２５μｍ径のクラッド部４２とを有する。コア部はクラッド部よりも屈折率が僅かに、例えば、０．２％〜０．３％程度、大きいガラスからなる。
【００２２】
平板状の配線板２０は、第１の主面２０ＳＡと、第１の主面２０ＳＡと対向している第２の主面２０ＳＢとを有する。なお、本実施形態の配線板２０は、ポリイミド、または、ガラス等を基体とし光透過性を有する。光信号の波長が赤外波長の場合には、配線板２０が、可視光は透過しないが、赤外光は透過する材料、例えば、シリコンにより構成されていてもよい。
【００２３】
配線板２０の第１の主面２０ＳＡには２つの発光素子１０Ａ、１０Ｂが実装されている。
【００２４】
フェルール４０には光ファイバ３０Ａ、３０Ｂの先端部が、それぞれ挿入されているＮ個（Ｎ＝２）の貫通孔である第１の貫通孔４０Ｈ１と第２の貫通孔４０Ｈ２がある。貫通孔４０Ｈの内形は、円柱状のほか、その壁面で光ファイバ３０を保持できれば、四角柱または六角柱等の角柱状であってもよい。フェルール４０の材質はセラミック、シリコン、ガラスまたはＳＵＳ等の金属部材等である。
【００２５】
フェルール４０は、第１の貫通孔４０Ｈ１を中心軸とする円柱形である。すなわち、第１の貫通孔４０Ｈ１に挿入された第１の光ファイバ３０Ａの光軸Ｏが、フェルール４０の回転中心軸である。
【００２６】
フェルール４０は、発光素子１０Ａ、１０Ｂと、光ファイバ３０Ａ、３０Ｂとが、効率的に光結合する様に位置決めされて、配線板２０の第２の主面２０ＳＢに固定されている。
【００２７】
光モジュール１は、フェルール４０が、第１の貫通孔４０Ｈ１を中心軸とする回転対称形状である。回転対称形状のフェルールは、一般的である。しかし、貫通孔が２つだけの回転対称形状のフェルールにおいては、回転中心軸に、いずれかの貫通孔を設けることは容易に想到できるものではない。
【００２８】
光モジュール１は、貫通孔４０Ｈが２つだけ（Ｎ＝２）で、回転対称位置の側面に一対の被把持部４０Ｓ１、４０Ｓ２が配置されているフェルール４０を有し、フェルール４０の回転中心軸に第１の貫通孔４０Ｈ１を有する。このため、後述するように、特殊なステージ等を用いることなく、発光素子１０Ａ、１０Ｂと、光ファイバ３０Ａ、３０Ｂとが、効率的に光結合する位置に容易にフェルールを配設することができる。また、フェルール４０は、回転対称形状であるため、光軸直交方向の断面形状が小さい。
【００２９】
このため、光モジュール１は、製造が容易で、かつ、細径である。
【００３０】
なお、図３に示すように、フェルール４０では、把持治具５０の一対の把持部５０Ａ、５０Ｂによる挟持を安定に行うために、対向する側面に、それぞれ平面部である被把持部４０Ｓ１、４０Ｓ２がある。２つの被把持部４０Ｓ１、４０Ｓ２は、第１の貫通孔４０Ｈ１を中心軸とする回転対称位置に配置されている。
【００３１】
なお、被把持部が曲面であっても安定に挟持できる把持部を有する把持治具を用いる場合には、第１の貫通孔４０Ｈ１を中心軸とする回転対称形状である円筒形のフェルール４０の側面に平面の被把持部は不要である。すなわち、把持治具５０の２つの把持部が挟持した側面が、被把持部４０Ｓ１、４０Ｓ２となる。
【００３２】
また、第１の貫通孔４０Ｈ１を中心軸とする回転対称位置に配置されていれば、フェルールの側面に、３以上の被把持部があってもよい。
【００３３】
＜光モジュールの製造方法＞
次に図４に示すフローチャートに沿って、光モジュール１の製造方法を説明する。
【００３４】
＜ステップＳ１０＞発光素子実装工程
配線板２０の第２の主面２０ＳＢにＮ個（Ｎ＝２）の発光素子１０Ａ、１０Ｂが実装される。すなわち、第１の主面に配設されている接合電極（不図示）に、発光素子１０Ａ、１０Ｂの外部電極１２が接合される。なお、配線板２０には、図示しない素子から伝送されてくる電気信号を発光素子１０の駆動信号に変換するための処理回路等が含まれていてもよい。
【００３５】
＜位置決め工程＞
発光素子実装工程の後に、フェルール４０の側面の被把持部４０Ｓ１、４０Ｓ２を把持治具５０で挟持し、フェルール４０を配線板２０の第２の主面２０ＳＢに位置決めする位置決め工程が行われる。
【００３６】
位置決め工程は、第１の光量測定工程（Ｓ１１）、面内移動工程（Ｓ１２）、第２の光量測定工程（Ｓ１４）、および回転工程（Ｓ１５）を含む。
【００３７】
＜ステップＳ１１＞第１の光量測定工程開始
図５に示すように、配線板２０の第２の主面２０ＳＢに配置されたフェルール４０に、光ファイバ３０Ａ、３０Ｂが挿入される。そして、フェルール４０が把持治具５０により挟持される。把持治具５０は、コントローラ５３により、面内方向（ＸＹ方向）の位置と、把持治具５０の中心軸に沿っての回転角度θとが制御される汎用仕様である。
【００３８】
ここで、把持治具５０は、図示しないが、図１〜図３で示した２つの把持部５０Ａ、５０Ｂを有している。２つの把持部５０Ａ、５０Ｂは、フェルール４０の外周面を同時に押さえ挟持することによってフェルール４０を把持する。フェルール４０の複数の被把持部４０Ｓ１、４０Ｓ２、すなわち把持部と被把持部が接する領域の形状は、面（平面、曲面）でも、線でも、点でも構わない。また、把持治具５０の把持部の数に応じて、フェルールに３つ以上の被把持部があってもよい。
【００３９】
ただし、複数の被把持部は、フェルール４０の中心の第１の貫通孔４０Ｈ１に対して回転対称な位置に配置されている必要がある。言い換えると、フェルール４０は、上記のような位置関係にある複数の被把持部を有する外形形状となっている。
【００４０】
すなわち、把持治具５０は、複数の把持部の中心軸がフェルール４０の中心軸、すなわち、第１の光ファイバ３０Ａの光軸Ｏ１と一致するように、取り付けられる。また、フェルール４０は、光ファイバ３０Ａの光軸Ｏ１と発光素子１０Ａの光軸Ｃ１とが、面内方向で略一致するように、配線板２０の第２の主面２０ＳＢの上に仮配置される。
【００４１】
光ファイバ３０Ａ、３０Ｂは、伝送した光の強度を測定する光量計５１に接続される。なお、後述するように、光量計に接続される光ファイバ３０は、光量測定のためにフェルール４０に仮固定される測定用光ファイバであることが好ましい。
【００４２】
配線板２０の第１の主面２０ＳＡに実装されている発光素子１０には、電源５２から信号線５２Ａを介して駆動信号が伝送される。
【００４３】
最初に、第１の発光素子１０Ａが発光した第１の光Ｌ１が、第１の光ファイバ３０Ａを介して伝送された第１の光量Ｗ１が測定される。
【００４４】
＜ステップＳ１２＞面内移動工程
把持治具５０に挟持されたフェルール４０が、配線板２０の第２の主面２０ＳＢの上を移動する。フェルール４０は、例えば、ＸＹ方向に２．５μｍのステップで、５０μｍ角の範囲を移動する。
【００４５】
＜ステップＳ１３＞第１の光量Ｗ１＝第１の最大光量Ｗ１ｍａｘ
第１の光量Ｗ１は、フェルール４０の面内移動により増減する。例えば、上記の移動を行うと、４４１箇所の第１の光量Ｗ１が取得される。
【００４６】
コントローラ５３は、４４１個の第１の光量Ｗ１のうちの、第１の所定最大光量であるＷ１ｍａｘを取得した位置に、フェルール４０を配置する（Ｓ１３、ＹＥＳ）。この位置では、発光素子１０Ａの光軸Ｃ１と光ファイバ３０Ａの光軸Ｏ１とが一致している。言い替えれば、面内移動工程では、第１の発光素子１０Ａと第１の光ファイバ３０Ａとの光軸合わせが行われる。
【００４７】
図６において、フェルールＢ４０は、移動前のフェルール４０の位置を示している。同様に、光軸ＢＯ１は移動前の光ファイバ３０Ａの光軸位置を示している。フェルール４０のＸＹ方向の移動により、光ファイバ３０Ａの光軸Ｏ１は、発光素子１０Ａの光軸Ｃ１と、一致する。
【００４８】
なお、第１の最大光量Ｗ１ｍａｘは、フェルール４０の移動ステップ等により異なる。光モジュールにおいて要求される光結合効率の仕様に応じて、移動ステップ等は決定される。また、例えば、手動制御で、光量Ｗ１を測定しながら把持治具５０を移動し、おおむね最大光量となる位置を決定してもよい。さらには、最大光量ではなく、予め設定された所定の光量以上になった位置にフェルール４０を配置してもよい。ここで、例えば、所定の光量としては、装置として要求される光量、すなわち、検出側で信号値として検出可能な光量が設定される。
【００４９】
＜ステップＳ１４＞第２の光量測定工程開始
第２の発光素子１０Ｂが発光した第２の光Ｌ２が、第２の光ファイバ３０Ｂを介して伝送された第２の光量Ｗ２が測定される。
【００５０】
＜ステップＳ１５＞回転工程
把持治具５０により、フェルール４０が、中心軸、すなわち、第１の光ファイバ３０Ａの光軸Ｏ１を中心に回転する。フェルール４０は回転対称形状なので、簡単な構成の把持治具５０およびコントローラ５３により回転操作可能である。例えば、フェルール４０は、手動で回転することも容易である。
【００５１】
＜ステップＳ１６＞第２の光量Ｗ２＝第２の最大光量Ｗ２ｍａｘ
第２の光量Ｗ２は、フェルール４０の回転により増減する。第２の最大光量であるＷ２ｍａｘとなる位置に、フェルール４０が配置される（Ｓ１３、ＹＥＳ）。この位置では、第２の発光素子１０Ｂの光軸Ｃ２と第２の光ファイバ３０Ｂの光軸Ｏ２とが一致している。言い替えれば、回転工程では、第２の発光素子１０Ｂと第２の光ファイバ３０Ｂとの光軸合わせが行われる。
【００５２】
図７において、光ファイバＢ３０Ｂは、移動前の光ファイバ３０Ｂの位置を示している。同様に、光軸ＢＯ２は移動前の光ファイバ３０Ｂの光軸位置を示している。フェルール４０の角度θの回転により、光ファイバ３０Ｂの光軸Ｏ２は、発光素子１０Ｂの光軸Ｃ２と、一致する。
【００５３】
＜ステップＳ１７＞フェルール固定工程
位置合わせが行われたフェルール４０が、例えば、紫外線硬化型樹脂からなる接着剤により配線板２０に固定される。
【００５４】
＜ステップＳ１８＞光ファイバ固定工程
すでに説明したように、第１の光量測定工程（Ｓ１１）等で使用される光ファイバは、測定用光ファイバであることが好ましい。
【００５５】
測定用光ファイバはフェルール４０の位置決めが完了するとフェルール４０から抜去され、フェルール固定工程（Ｓ１７）の後に、光ファイバ固定工程が行われる。
【００５６】
光ファイバ固定工程では、光ファイバ３０が貫通孔４０Ｈに挿入され、接着剤で固定される。
【００５７】
なお、貫通孔４０Ｈに挿入された光ファイバ３０の下面は、配線板２０の第２の主面２０ＳＢと当接していたり、配線板２０の開口２０Ｈを挿通し、発光素子１０の発光面１０ＳＡと当接していたりしてもよい。しかし、光結合効率を改善するために、光ファイバ３０の下面は、貫通孔４０Ｈの下部（光素子側）に充填されている、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはアクリル系樹脂などの透明樹脂と当接していることが好ましい。
【００５８】
＜第１実施形態の変形例＞
第１実施形態の光モジュール１のフェルール４０は略円柱状であった。しかし、フェルールは、被把持部が、フェルール中心の貫通孔に対して回転対称な位置関係に配置されていれば、円柱状に限られるものではない。
【００５９】
例えば、図８Ａに示すフェルール４０Ａは、円錐形であるが、その周面は、フェルール中心の貫通孔４０Ｈ１に対して回転対称な位置関係となる複数の被把持部を有している。図８Ｂに示すフェルール４０Ｂは、光軸直交方向の断面形状が正方形の直方体であるが、例えば側面のうち対向する２面の中心の被把持部は、フェルール中心の貫通孔４０Ｈ１に対して回転対称な位置関係となる。図８Ｃに示すフェルール４０Ｃは、断面が正六角形の六角柱であるが、例えば側面のうち隣接していない３つの側面の中心の被把持部は、フェルール中心の貫通孔４０Ｈ１に対して回転対称な位置関係となる。
【００６０】
フェルール４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの外形形状は、フェルール中心の貫通孔４０Ｈ１に対して回転対称な位置関係にある複数の被把持部を有する外形形状となっている。このため、フェルール４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを有する光モジュールは光モジュール１と同じ効果を有する。
【００６１】
なお、フェルールは、円柱、円錐、または正多角柱等のように、貫通孔４０Ｈ１を中心軸とする回転対称形状であることが特に好ましい。回転対称形状のフェルールでは、側面に把持のための、例えば平面の被把持部を配置する必要がない。
【００６２】
図８Ｄに示すフェルール４０Ｄは円柱であり、４個の貫通孔４０Ｈ１〜４０Ｈ４がある。すなわち、本発明のフェルールにある貫通孔の数Ｎは、偶数である２個に限られるものではなく、フェルール４０Ｄのように偶数である４個でもよいし、フェルール中心の貫通孔４０Ｈ１以外の貫通孔４０Ｈ２〜４０Ｈ２は、フェルール中心の貫通孔４０Ｈ１に対して回転対称な位置関係になくても良い。ここで、フェルール中心の貫通孔４０Ｈ１以外の貫通孔が複数ある場合には、複数の発光素子が発光した光が、複数の光ファイバを介して伝送され、第２の光量Ｗ２は、この光量を合算した光量として測定される。
【００６３】
すなわち、本発明の実施形態の光モジュールは、Ｎ個（Ｎ≧２）の発光素子と、前記Ｎ個の発光素子が出力する、それぞれの光信号を伝送するＮ本の光ファイバと、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記Ｎ個の発光素子が実装されている配線板と、前記配線板の前記第２の主面に配設されている、前記Ｎ本の光ファイバのそれぞれが挿入されているＮ個の貫通孔のあるフェルールと、を具備する光モジュールであって、前記フェルールが、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とし、この中心軸に対して回転対称な位置関係であり、且つ、把持治具で把持可能な複数の部位を側面に有する形状である。
【００６４】
また、本発明の実施形態の光モジュールの製造方法は、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有する配線板の前記第２の主面にＮ個の発光素子を実装する発光素子実装工程と、前記配線板の前記第２の主面に前記フェルールを位置決めして固定するフェルール固定工程と、Ｎ本（Ｎ≧２）の光ファイバを、フェルールのＮ個の貫通孔に挿入し固定する光ファイバ固定工程と、を具備する光モジュールの製造方法であって、前記フェルールが、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする形状であり、前記発光素子実装工程の後、前記フェルール固定工程の前に、前記Ｎ個の発光素子のうちの第１の発光素子から第１の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第１の光の強度を測定する第１の光量測定工程と、前記第１の光の強度が最大となる位置に、前記フェルールを前記第２の主面上を移動する移動工程と、前記Ｎ個の発光素子のうちの第２の発光素子から第２の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第２の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第２の光の強度を測定する第２の光量測定工程と、前記第２の光の強度がとなる角度に、前記第１の貫通孔を中心軸として前記フェルールを回転する回転工程と、具備する。
【００６５】
＜第２実施形態＞
本実施形態の光モジュール１Ａは、光モジュール１と類似し、同じ効果を有するため、同じ符号を付し説明は省略する。
【００６６】
図９に示すように、本実施形態の光モジュール１Ａは配線板２０Ａが、光モジュール１の配線板２０と異なり、光透過性が十分に高くはない。
【００６７】
このため、配線板２０Ａには、光路となる貫通孔である開口２０Ｈ１、２０Ｈ２がある。開口２０Ｈ１は、第１の主面２０ＳＡに実装された発光素子１０Ａの発光部１１と対向する位置に形成されている。同様に、開口２０Ｈ２は、第１の主面２０ＳＡに実装された発光素子１０Ｂの発光部１１と対向する位置に形成されている。
【００６８】
そして、第１の貫通孔４０Ｈ１と挿通している第１の開口２０Ｈ１が、第２の貫通孔４０Ｈ２と挿通している第２の開口２０Ｈ２も小さい。逆に言えば、第２の開口２０Ｈ２が第１の開口２０Ｈ１よりも大きい。
【００６９】
発光素子１０Ａ、１０Ｂの実装位置は、第１の主面２０ＳＡに配設されている接合電極の位置により決定される。しかし、実装精度の範囲で、実装位置は変動する。
【００７０】
光モジュール１Ａでは、発光素子１０Ｂの実装位置（発光部１１の位置）が、開口２０Ｈ２の中心から、ずれていても、第２の開口２０Ｈ２が第１の開口２０Ｈ１よりも大きいため、回転工程により、発光素子１０Ｂの光軸Ｃ１と光ファイバ３０Ｂの光軸Ｏ１とを一致させることができる。
【００７１】
開口２０Ｈは、光軸直交方向の形状が円形であり、第２の開口２０Ｈ２は直径が、第１の開口２０Ｈ１よりも大きい。開口形状は円形に限られるものではなく、楕円形、または矩形でもよい。さらに、第２の開口２０Ｈ２は、回転工程における移動方向の寸法が、移動方向に直交する方向の寸法よりも長い形状の略円弧状でもよい。
【００７２】
すでに説明したように、開口２０Ｈの数は２個に限られるものではない。すなわち、配線板に、前記光信号の光路を構成しているＮ個（Ｎ≧２）の開口があり、前記Ｎ個の開口のうちの前記第１の貫通孔と挿通している第１の開口が、他の開口よりも小さい光モジュールであれば、本実施形態の光モジュール１Ａと同じ効果を有する。
【００７３】
＜第３実施形態＞
本実施形態の光モジュール１Ｂは、光モジュール１と類似し、同じ効果を有するため、同じ符号を付し説明は省略する。
【００７４】
図１０のフローチャートに示すように、光モジュール１Ｂの製造方法では、回転工程（ステップＳ１５、Ｓ１６）の後に、再配置工程を含む。ステップＳ１〜ステップＳ１６およびステップＳ１７、ステップＳ１８は、光モジュール１の製造方法と同じであるので、説明は省略する。
【００７５】
＜ステップＳ２１＞  第２の最大強度Ｗ２ｍａｘ＜所定強度Ｗｋ
図１１に示すように、２つの発光素子１０の発光部１１の間隔、すなわち、第１の発光素子１０Ａの光軸Ｃ１と第２の発光素子１０Ｂの光軸Ｃ２との間隔Ｄ１は、発光素子１０の配設位置により変化する。これに対して、光ファイバ３０の間隔、すなわち、第１の光ファイバ３０Ａの光軸Ｏ１と第２の光ファイバ３０Ｂの光軸Ｏ２との間隔Ｄ２は、略一定である。
【００７６】
このため、面内移動工程で光軸Ｃ１と光軸Ｏ１とを位置合わせし、光軸Ｏ１を中心に回転しても、光軸Ｃ２と光軸Ｏ２とが一致する位置が存在しないことがある。すなわち、間隔Ｄ１と間隔Ｄ２とが異なると、第２の光量Ｗ２が不足することがある。
【００７７】
第２の光の最大強度（第２の最大強度）Ｗ２ｍａｘが所定強度Ｗｋ未満の場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２、Ｓ２３の再配置工程が行われる。
【００７８】
＜ステップＳ２２＞  直線移動工程
図１１に示すように、フェルール４０を、第１の貫通孔４０Ｈ１の中心と第２の貫通孔４０Ｈ２の中心とを結ぶ直線Ｄの上を、直線Ｄに平行に移動する。
【００７９】
直線移動すると、第２の光量Ｗ２は増減し、第１の光量Ｗ１は減少する。例えば、第１の光量Ｗ１と第２の光量Ｗ２とが同じ位置にフェルール４０を移動する。このときの移動量ΔＤは、（Ｄ１−Ｄ２）／２である。
【００８０】
また、第１の光量Ｗ１と第２の光量Ｗ２とが、共に所定強度Ｗｋ以上になる位置までフェルール４０を移動してもよい。なお、第１の光量Ｗ１と第２の光量Ｗ２とが所定強度Ｗｋ以上になる位置が存在しなかった場合には、「位置合わせ不可能」と判断され、例えば、発光素子１０の再実装が行われる。
【００８１】
光モジュール１Ｂは、第２の光量Ｗ２を確実に担保できる。
【００８２】
＜第４実施形態＞
図１２に示すように、本実施形態の内視鏡９は、挿入部８０と、挿入部８０の基端部側に配設された操作部８４と、操作部８４から延設されたユニバーサルコード９２と、ユニバーサルコード９２の基端部側に配設されたコネクタ９３と、を具備する。
【００８３】
挿入部８０は、硬性の先端部８１と、先端部８１の方向を変えるための湾曲部８２と、細長い可撓性の軟性部８３と、が順に連接されている。
【００８４】
操作部８４には湾曲部８２を操作するアングルノブ８５が配設されているとともに、光信号を電気信号に変換する光モジュールであるＯ／Ｅモジュール９９が配設されている。コネクタ９３は、プロセッサ（不図示）と接続される電気コネクタ部９４と、光源と接続されるライトガイド接続部９５と、を有する。ライトガイド接続部９５は硬性先端部８１まで照明光を導光する光ファイババンドルと接続されている。なおコネクタ９３は、電気コネクタ部９４とライトガイド接続部９５とが一体となっていても良い。
【００８５】
図１３に示すように、先端部８１の筐体９９には、光モジュール１と撮像モジュール９０とが収容されている。撮像モジュール９０は、光学ユニット９６と、撮像素子９７と、撮像素子９７からの信号を処理する半導体回路素子９８と、を有する。撮像素子９７は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ、または、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等である。
【００８６】
すでに説明したように、光モジュール１は、複数の発光素子１０と、配線板２０と、フェルール４０と、複数の光ファイバ３０と、を有する。光モジュール１は、撮像モジュール９０が出力する撮像信号（電気信号）を光信号に変換するＥ／Ｏモジュールである。
【００８７】
内視鏡９では、撮像信号は光モジュール１で光信号に変換されて、挿入部８０を挿通する細い光ファイバ３０を介して操作部８４まで伝送される。そして、操作部８４に配設されているＯ／Ｅモジュール９９により光信号は再び電気信号に変換され、ユニバーサルコード９２を挿通するメタル配線５０Ｍを介して電気コネクタ部９４に伝送される。すなわち、細径の挿入部８０内においては光ファイバ３０を介して信号が伝送され、体内に挿入されず外径の制限の小さいユニバーサルコード９２内においては光ファイバ３０よりも太いメタル配線５０Ｍを介して信号が伝送される。
【００８８】
なお、Ｏ／Ｅモジュール９９が電気コネクタ部９４の近傍に配置されている場合には、光ファイバ３０は電気コネクタ部９４の近傍までユニバーサルコード９２を挿通していてもよい。また、Ｏ／Ｅモジュール９９がプロセッサに配設されている場合には、光ファイバ３０はコネクタ９３まで挿通していてもよい。
【００８９】
内視鏡９は、電気信号伝送に替えて光信号による細い光ファイバ３０を介した光信号伝送を行うため、挿入部８０が細く低侵襲である。また、特に、超高解像度の撮像画像を、光信号として複数の光ファイバ３０を介して伝送できる。
【００９０】
本発明は、上述した実施形態および変形例等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１、１Ａ、１Ｂ・・・光モジュール
９・・・内視鏡
１０・・・発光素子
２０・・・配線板
３０・・・光ファイバ
４０・・・フェルール（保持部材）
５０・・・把持治具
５１・・・光量計
５２・・・電源
５３・・・コントローラ
９０・・・撮像モジュール
９１・・・光学ユニット
【図１】
2018116391.tif 000003
【図２】
2018116391.tif 000004
【図３】
2018116391.tif 000005
【図４】
2018116391.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018116391.tif 000008
【図７】
2018116391.tif 000009
【図８Ａ】
2018116391.tif 000010
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月14日(2019.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
実施形態の光モジュールは、Ｎ個（Ｎ≧２）の発光素子と、前記Ｎ個の発光素子が出力する、それぞれの光信号を伝送するＮ本の光ファイバと、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記Ｎ個の発光素子が実装されている配線板と、前記配線板の前記第２の主面に配設されている、前記Ｎ本の光ファイバのそれぞれが挿入されているＮ個の貫通孔があり、側面に被把持部を有するフェルールと、を具備し、前記被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されており、前記フェルールが、円柱、円錐形、または正多角柱であり、前記配線板に、前記光信号の光路を構成しているＮ個の開口があり、前記Ｎ個の開口のうちの前記第１の貫通孔と挿通している第１の開口が、他の開口よりも小さい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
別の実施形態の内視鏡は、光モジュールと、前記光モジュールに電気信号を出力する撮像モジュールと、を具備し、前記光モジュールは、Ｎ個（Ｎ≧２）の発光素子と、前記Ｎ個の発光素子が出力する、それぞれの光信号を伝送するＮ本の光ファイバと、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記Ｎ個の発光素子が実装されている配線板と、前記配線板の前記第２の主面に配設されている、前記Ｎ本の光ファイバのそれぞれが挿入されているＮ個の貫通孔があり、側面に被把持部を有するフェルールと、を具備し、前記被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されており、前記フェルールが、円柱、円錐形、または正多角柱であり、前記配線板に、前記光信号の光路を構成しているＮ個の開口があり、前記Ｎ個の開口のうちの前記第１の貫通孔と挿通している第１の開口が、他の開口よりも小さい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
別の実施形態の光モジュールの製造方法は、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有する配線板の前記第２の主面にＮ個（Ｎ≧２）の発光素子を実装する発光素子実装工程と、フェルールの側面の被把持部を把持治具で挟持し、前記フェルールを前記配線板の前記第２の主面に位置決めする位置決め工程と、前記フェルールを前記配線板に固定するフェルール固定工程と、Ｎ本の光ファイバを、前記フェルールのＮ個の貫通孔に挿入し固定する光ファイバ固定工程と、を具備する光モジュールの製造方法であって、複数の被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されており、前記位置決め工程が、前記Ｎ個の発光素子のうちの第１の発光素子から第１の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第１の光の強度を測定する第１の光量測定工程と、前記第１の光の強度が最大となる位置に、前記フェルールを前記第２の主面上を移動する移動工程と、前記Ｎ個の発光素子のうちの第２の発光素子から第２の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第２の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第２の光の強度を測定する第２の光量測定工程と、前記第２の光の強度が最大となる角度に、前記第１の貫通孔を中心軸として前記フェルールを回転する回転工程と、を含み、前記第２の光の最大強度が所定強度未満の場合、前記回転工程の後に、前記第１の光の強度と前記第２の光の強度とが同じになる位置、または、前記第１の光の強度および前記第２の光の強度が前記所定強度以上になる位置に、前記フェルールを、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを結ぶ直線の上を前記直線に平行に移動する再配置工程と、を更に具備する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（Ｎ≧２）の発光素子と、
前記Ｎ個の発光素子が出力する、それぞれの光信号を伝送するＮ本の光ファイバと、
第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記Ｎ個の発光素子が実装されている配線板と、
前記配線板の前記第２の主面に配設されている、前記Ｎ本の光ファイバのそれぞれが挿入されているＮ個の貫通孔があり、側面に複数の被把持部を有するフェルールと、を具備し、
前記複数の被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されており、
前記フェルールが、円柱、円錐形、または正多角柱であり、
前記配線板に、前記光信号の光路を構成しているＮ個の開口があり、
前記Ｎ個の開口のうちの前記第１の貫通孔と挿通している第１の開口が、他の開口よりも小さいことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
Ｎ＝２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】
前記複数の被把持部が、前記側面の平面部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光モジュールと、
前記光モジュールに電気信号を出力する撮像モジュールと、を具備することを特徴とする内視鏡。
【請求項５】
第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有する配線板の前記第２の主面にＮ個（Ｎ≧２）の発光素子を実装する発光素子実装工程と、
フェルールの側面の複数の被把持部を把持治具で挟持し、前記フェルールを前記配線板の前記第２の主面に位置決めする位置決め工程と、
前記フェルールを前記配線板に固定するフェルール固定工程と、
Ｎ本の光ファイバを、前記フェルールのＮ個の貫通孔に挿入し固定する光ファイバ固定工程と、を具備する光モジュールの製造方法であって、
前記複数の被把持部が、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔を中心軸とする回転対称位置に配置されており、
前記位置決め工程が、
前記Ｎ個の発光素子のうちの第１の発光素子から第１の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第１の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第１の光の強度を測定する第１の光量測定工程と、
前記第１の光の強度が最大となる位置に、前記フェルールを前記第２の主面上を移動する移動工程と、
前記Ｎ個の発光素子のうちの第２の発光素子から第２の光を発光し、前記Ｎ個の貫通孔のうちの第２の貫通孔に挿入された光ファイバが導光する前記第２の光の強度を測定する第２の光量測定工程と、
前記第２の光の強度が最大となる角度に、前記第１の貫通孔を中心軸として前記フェルールを回転する回転工程と、を含み、
前記第２の光の最大強度が所定強度未満の場合、前記回転工程の後に、
前記第１の光の強度と前記第２の光の強度とが同じになる位置、または、前記第１の光の強度および前記第２の光の強度が前記所定強度以上になる位置に、前記フェルールを、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを結ぶ直線の上を前記直線に平行に移動する再配置工程と、を更に具備することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記第１の光の強度および前記第２の光の強度を測定する前記光ファイバが、測定用光ファイバであり、
前記フェルール固定工程の後に、前記光ファイバ固定工程が行われることを特徴とする請求項５に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記複数の被把持部が、前記側面の平面部であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光モジュールの製造方法。
【国際調査報告】
2018116391.tif 000019
2018116391.tif 000020
2018116391.tif 000021
2018116391.tif 000022