JPH02262607A - 光モジュールのレンズ固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信用に用いられる光モジュールの、製造工
程におけるレンズの固定方法に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来の光モジュールの構造を、半導体レーザモ
ジュールを例にして示した要部断面図である。

ｌは円筒形のケースであり、所定の内径を有する太径部
１ａと、この太径部１ａのほぼ中央部付近に段差を持た
せて形成した小径部１ｂとを有しており、これらは同軸
上に配置されている。

２はこのケース１の一端側から太径部１ａに嵌合固定さ
れている発光部としての半導体レーザであり、レーザビ
ームを発射する発射面２ａを太径部ｌａ内に入り込ませ
ており、発信用のコード２ｂが接続されている。

３は前記ケース１の他端側から太径部１ａに嵌合固定さ
れた支持部材４により支持されている光通信用の光フア
イバコードであり、先端から光ファイバ５が前記支持部
材４内において所定の長さで露出しており、前記発光部
から発射されたレーザビームを入射して受光する受光部
となっている。

６は前記ケース１の小径部Ｉｂ内に接着材等により固定
された石英硝子等から成る円筒形のレンズであり、該レ
ンズ６を固定している小径部１ｂの中心軸と同軸となる
ように支持されている。

そして、これらの各部品、つまり半導体レーザ２゜光フ
ァイバ５．レンズ６は光特°性を満たすためにそれぞれ
の位置がケース１により１μｍ以内に調整されて固定さ
れている。

このように構成された半導体モジュールにおいて、発信
用のコード２ｂから送られてきた信号により半導体レー
ザ２からレーザビームが発射されると、このレーザビー
ムはレンズ６に入射し、このレンズ６にて集光される。

集光されたレーザビームは光ファイバ５に入射し、この
光ファイバ５により光フアイバコード３内を伝送される
ようになっている。

次に、上述した半導体モジュールにおいて用いられてい
るレンズ６の、ケースｌ内の小径部１ｂへの固定方法を
説明する。

第７図は従来のレンズの固定方法を示す半導体モジュー
ルの要部断面図であり、図に見られるように、レンズ６
が固定されているケースｌの小径部１ｂは、円筒形のレ
ンズ６の外径より所定の差で大きい内径となるように形
成されている。

そして、ケースｌの外周面からこの小径部ｉｂに、垂直
に貫通するように注入用穴７が形成されており、８は前
記レンズ６を固定するためのクリーム状の接着剤である
。

さて、このレンズ６を固定する場合は、まず、レンズ６
を小径部Ｉｂ内に挿入する。

そして、レンズ６の挿入された小径部Ｉｂ内に、注入用
穴７から適量の接着剤８を、滴下するようにして注入す
る。

この後、ケース１ごと加熱して、注入された接着剤８を
溶融し、該接着剤８をレンズ６の周囲に回り込ませて、
レンズ６と小径部１ｂの隙間に均一に介在させる。

この後、冷却するかもしくは自然冷却により接着剤８を
硬固させることにより、レンズ６を小径部Ｉｂ内に同軸
状態で固定していた。

このとき、接着剤８中、あるいは接着剤８と被接着剤間
つまりケース１とレンズ６との間に気泡等による隙間が
出来て残留歪が残ると、この影響により後になって半導
体レーザ２とレンズ６及び光ファイバ５との位置がずれ
、光特性が劣化することがあるが、この対策としては特
開昭６１−２７８５８４号公報に開示されているように
、できる限り低温度で接着剤８を硬化させて固化してい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述した従来の技術によれば、レンズをケ
ースの小径部内に固定するために、注入した・接着剤を
加熱溶融した後これを冷却して硬化させていたが、この
硬化させるための時間に著しく時間が費やされていた。

また、この固定作業はレンズを支持する位置や接着剤の
注入の量や溶融の状態等を全て確実に行わなければなら
ないために、その作業は非常に複雑となり自動化が困難
となっていた。

このため、作業性が低下すると共に、信鯨性の低下並び
に高価格化を招いてしまうという問題があった。

そこで、本発明は前記問題点を解決するためになされた
ものであり、レンズを接着剤を用いることなくケース内
の所定の位置に確実に固定することが出来るようにして
接着剤を硬化させるための時間を無くし、作業時間の短
縮化を計ると共に、作業性を向上させて信顛性があり低
価格で量産性に優れた光モジユール用レンズの固定方法
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〕

上述した目的を達成するため本発明は、両端に太径部と
、この太径部のほぼ中央に段差部を形成して該太径部よ
り径の小さい小径部とを連通して有する円筒形のケース
内のその両端に、発光部と受光部とを対向配置し、この
発光部と受光部間に所定の関係で円筒形のレンズを固定
して成る光モジュールのレンズ固定方法において、まず
前記ケースの小径部の内径を前記レンズの外径より所定
幅で大きく形成する。

そして前記ケースの太径部の長さより長く、かつ先端を
楔形に尖らせると共に太径部より小さくまた小径部より
大きい径とした円筒部を有する固定用治具を形成すると
としたものである。

〔作　　用〕

上述した構成により、レンズをケースの小径部内に固定
する場合は、まず、レンズをケースの小径部内の所定の
位置に挿入する。この後、固定用治具をその円筒部側か
ら、ケース両端の太径部内に挿入する。

そして、この固定用治具の円筒部の楔形に形成された先
端が太径部と小径部との段差部に当接したら、両固定用
治具を中心に向かって加圧する。

これにより、ケースは楔形の傾斜した面に対して直角方
向に力が加えられるため、段差部が小径部の内側に塑性
変形し、レンズをその周囲から押し付ける。

こうして、レンズは段差部により押し付けられて小径部
内に固定される。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本実施例の固定方法の示す説明図、第２図はレ
ンズが固定された状態を示す要部側断面図、第３図は本
発明に係わる固定用治具の形状を示す斜視図である。

第１図〜第３図において、６は光モジュールにおいて用
いられる石英硝子等にて形成された円筒形のレンズであ
る。

７はこのレンズ６が固定されるやはり円筒形のケースで
あり、このケース７はステンレス等の塑性変形可能な金
属から成り、両端に径の太い太径部７ａを有し、この太
径部７ａのほぼ中央に段差部を設けて、前記レンズ６を
支持固定するための小径部７ｂを有している。なお、こ
の小径部７ｂの内径はレンズ６の外径より太き（形成さ
れ、小径部７ｂ内にレンズ６が挿入された時、所定の空
隙が確保されるようになっており、またこの小径部７ｂ
が形成されている段差部の長さはレンズ６の軸方向の長
さより短くし、レンズ６の両端が小径部７ｂから両端側
に突出するようになっている。

８．９は前記レンズ６を固定するための固定用治具であ
り、円筒部８ａの中心にレンズ６の位置決めを行う位置
決めビン８ｂを有している治具を下側治具８、また円筒
部９ａのみを有し、位置決めビンを有していない治具を
上側治具９とし、図示しないプレス機械によって加圧作
業が可能となっている。従ってこの両固定用治具８と９
とは、加圧力により塑性変形することのない超硬質材か
ら成っている。

さらに、この上下両固定用治具８，９の各円筒部８ａ及
び９ａの先端は先を尖らせた楔形となっている。

次に上述した構成によるレンズの固定方法を第１図に従
って説明する。

まず、下側治具８を円筒部８ａを上側にした状態で所定
の位置に支持する。そして、ケース７を前記下側治具８
の円筒部８ａを、該ケース７の太径部７ａ内に入り込ま
せるようにして上方から載置する。

これにより、ケース７はその内側に形成される段差部に
より下側治具８の円筒部８ａに担持されるような状態で
保持される。

次に、固定しようとするレンズ６をケース７の上方から
下降させて上端側の太径部７ａから挿入し、そして小径
部７ｂ内に入り込ませる。この時、小径部７ｂの内径は
レンズ６の外径より大きいため、レンズ６の小径部７ｂ
内への挿入は容易である。

そしてこのレンズ６の下端が下側治具８の位置決めビン
８ｂに突き当たると、これによりレンズ６は軸方向の位
置決めがなされて所定の位置に挿入されたことになる。

この後、上側治具９をその円筒部９ａが下側にした状態
で、上方からケース７方向へと下降させ、その円筒部９
ａをケース７の上端側の太径部７ａ内に入り込ませ、上
端側の段差部に当接させる。

こうして、ケース７の小径部７ｂの周囲に形成された段
差部に上下から両治具８及び９が当接したら、上下から
それぞれ対向する方向に強力に押し付けるようにして図
示せぬプレス機により一気に加圧する。

これにより、上下両治具８及び９の加圧力は、先端の楔
形の傾斜面に対して直角方向に働（ため、ケース７は同
図（ｄ）に示すように小径部７ｂの上下端が、それぞれ
小径部７ｂの内側に入り込むように塑性変形し、レンズ
６をその周囲から押し付けてカシメる。

これによりレンズ６は小径部７ｂによって固定されるこ
とになる。

この固定作業時において特に注意しなければならないの
は、第２図における上下両治具８及び９の加圧力による
塑性変形量Ｈであり、この塑性変形ＩＨが大きくなり過
ぎると、カシメ作業時の加圧力がレンズ６に大きく加わ
ることになり、レンズ６を破損させてしまう恐れがある
。これは、ケース７を加圧する際の加圧力を、小径部７
ｂの内径とレンズ６の外径との差、並びに塑性変形量に
それぞれ対応させて所定の力に設定しておくことで自動
化に対応させることが可能となる。

また、第４図は他の実施例を示すものであり、ケース７
が水平状態により支持されている。

このケース７の小径部７ｂ内にレンズ６を水平に挿入し
図示せぬネジ等により軸方向の位置決めを行った後、内
部に位置決め用のピンを持たない固定用治具１２を両側
から、その円筒部１２ａを太径部７ａ内に入り込ませて
段差部に当接させる。

そして、この両治具１２を図中矢印にて示すように回転
させながら中心に向かって加圧する。

この方法によれば、両治具１２からの押圧力はケース７
に徐々に加えられるので、段差部も徐々に塑性変形して
いくので、レンズ６への影響を小さくすることができ、
レンズ６の強度が弱い場合等に有効な効果を上げること
ができる。

なお、上述した実施例において、固定用治具８゜９及び
１２において、それぞれの円筒部８ａ、９ａ。

１２ａの先端を、全周楔形とする必要はなく、第５図に
示すように、その一部は水平面とすることとしても差し
支えはなく、このように楔形が全周に形成されていない
ものについては、楔形に形成された部分においてのみケ
ース７を塑性変形すれば良いので、小さい加圧力で固定
作業が可能となる。

また、上述した本発明においては半導体レーザを例に説
明したが、これに限らず他の光モジュール、たとえばＬ
ＥＤモジュール等にも適用が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、両端に太径部と、
この太径部のほぼ中央に段差部を設けて該太径部より径
の小さい小径部とを連通して備えた円筒形のケース内に
、発光部と受光部とを対向配置すると共に両者間に所定
の関係で円筒形レンズを固定して成る光モジュールのレ
ンズ固定方法において、まず前記ケースの小径部の内径
を前記レンズの外径より所定幅で大きく形成し、さらに
ケースの太径部の長さより長く、かつ先端を楔形に尖ら
せると共に太径部より小さくまた小径部より大きい径と
した円筒部を有する固定用治具を形成する。

そして、この小径部内の所定の位置にレンズを挿入した
後、ケース両端の太径部に固定用治具の円筒部を挿入し
てこの円筒部の楔形の先端を太径部と小径部との段差部
に当接させ、両固定用治具を中心に向かって加圧するこ
とによりケースを塑性変形させて、段差部の小径部内側
面をレンズの周囲に押し付けて固定するとした。

このため、固定作業は短時間で済み、従来のように接着
剤が固化するまでの時間が不要となるので、固定作業に
費やされる時間が大幅に短縮され、作業性を向上するこ
とができる。

また、ケースの小径部の内径とレンズの外形との差に対
して、加圧力を対応させることにより塑性変形量を所定
の量とすることが可能となるので、作業工程を自動化す
ることができ、低価格で量産性に対応することができる
こととなった。

さらに、従来の接着剤による固定では、接着剤のクリー
プ現象などによってレンズが動いて光特性を劣化させて
しまうことがあるが、カシメによる金属での固定ではそ
のような恐れはな（、信頬性が確保されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の固定方法の示す説明図、第２図はレ
ンズが固定された状態を示す要部側断面図、第３図は本
発明に係わる固定用治具の斜視図、第４図は他の実施例
を示す光モジュールの要部断面図、第５図は本発明に係
わる固定用治具の他の実施例を示す斜視図、第６図は従
来の光モジュールの要部断面図、第７図は従来の固定方
法を示す要部断面図である。 ・・・半導体レーザ ・・・レンズ ・・・太径部 ・・・下側治具 ・・・上側治具 ５・・・光ファイバ ７・・・ケース ７ｂ・・・小径部 ８ａ・・・円筒部 ９ａ・・・円筒部 特許出願人　　沖電気工業株式会社 代　　理　　人　　弁理士　金倉喬二 レンズが固定された状態を示す要部断面図軸　２　国 縮 国 （ａ） （ｂ） （ｃ）　　　　　　　　　　　（ｄ） 本実施例の固定方法を示す説明図 −１国 他の固定用治具の斜視図 睡　　５　　国

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、両端に太径部と、この太径部のほぼ中央に段差部を
   形成して該太径部より径の小さい小径部とを連通して有
   する円筒形のケース内に、発光部と受光部とを対向配置
   し、この発光部と受光部間に所定の関係で円筒形のレン
   ズを固定して成る光モジュールのレンズ固定方法におい
   て、 前記ケースの小径部の内径は前記レンズの外径より所定
   幅で大きくすると共に、 前記ケースの太径部の長さより長く、かつ先端を楔形に
   尖らせると共に太径部より小さくまた小径部より大きい
   径とした円筒部を有する固定用治具を形成し、 この小径部内の所定の位置にレンズを挿入した後、ケー
   ス両端の太径部に固定用治具の円筒部を挿入してこの円
   筒部の楔形の先端を太径部と小径部との段差部に当接さ
   せた後、両固定用治具を中心に向かって加圧することに
   よりケースを塑性変形させて、段差部の小径部内側面を
   レンズの周囲に押し付けて固定することを特徴とする光
   モジュールのレンズ固定方法。