JPH0660807U - 光半導体モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光半導体モジュールの組み立てを容易にし、
組み立てコストを安くする。 【構成】 ホルダ３内に光半導体のＬＤ２とレンズ１を
気密固定し、ホルダ３のレンズ側端部には光コネクタ結
合用のレセプタクル５を接続する。接続する際、ホルダ
３に形成した凹部８とレセプタクル５に形成した凸部４
をすき間を介して嵌合し、このすき間の許容範囲内でホ
ルダ３内のＬＤ２及びレンズ１の光軸と、レセプタクル
５に結合する光コネクタの光軸を合わせる。この調心状
態で、凹部８と凸部４の嵌合部分のすき間に接着剤10を
入れ、ホルダ３とレセプタクル５を接着固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光通信に用いられる光半導体モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の光半導体モジュールは、レーザダイオード（ＬＤ）あるいは発光ダイオ ード（ＬＥＤ）と、これらを保持する金物のホルダと、屈折率分布型レンズ等の 微小光学レンズを保持する金物のホルダと、コネクタと結合する金物のレセプタ クルから成り、これらを精密に調心後、ＹＡＧ溶接等で互いに固定して構成され ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の光半導体モジュールを構成するホルダやレセプタクル等 の金物は高い加工精度が要求されるため、金物の加工コストが高くなるという問 題があった。また、ＬＤやＬＥＤ等を保持する金物のホルダとレンズを保持する 金物のホルダとを別個に設け、各ホルダ相互のＹＡＧ溶接等による接続を行い、 さらに、接続したホルダとレセプタクルをＹＡＧ溶接等により接続するために、 ＹＡＧ溶接等を多用することで組み立て工程が複雑になり、光半導体モジュール の組み立てコストが高くなるという問題があった。

【０００４】 本考案は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は 、組立が簡単で組立コストが安い、光半導体モジュールを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は次のように構成されている。すなわち、本 考案は、ホルダ内に光半導体とレンズが気密固定され、ホルダのレンズ側の端部 には光コネクタ結合用のレセプタクルが接続されている光半導体モジュールにお いて、ホルダとレセプタクルの接続部の一方側には凸部が、他方側には凹部がそ れぞれ形成され、この凸部と凹部はレセプタクルとホルダ相互の光軸Ｚ方向とこ れに直交するＸ，Ｙ方向の調心移動を許容するすき間を介して嵌合され、ホルダ とレセプタクルはこの嵌合部のすき間に入れられた接着剤により、調心状態で接 着固定されていることを特徴として構成されている。また、前記レンズは円柱形 レンズからなり、このレンズが収容されるホルダのレンズ収容部の入口側壁面に はレンズ収容部内にレンズを入れ易くする外広がりのテーパが設けられており、 このテーパとレンズとのすき間に接着剤が注入されてレンズがホルダに接着固定 されていることも本考案の特徴的な構成とされている。

【０００６】

【作用】

上記構成の本考案において、ホルダ内に光半導体とレンズが気密固定されてい るホルダと、光コネクタ用のレセプタクルは接続されるが、ホルダとレセプタク ルの接続部に形成された、いずれか一方側の凸部と他方側の凹部は、ホルダとレ セプタクル相互の光軸Ｚ方向と、これに直交するＸ，Ｙ方向の調心移動を許容す るすき間を介して嵌合される。この嵌合部のすき間の許容範囲内でホルダ、また はレセプタクルを移動し、レセプタクルとホルダ相互の調心を行う。この状態で 嵌合部のすき間に接着剤を注入することで、レセプタクルとホルダを調心状態で 接着固定する。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１には本考案の半導体モ ジュールの一実施例がしめされている。この半導体モジュールは、図１に示すよ うに、光半導体であるレーザダイオード（ＬＤ）２と屈折率分布型のレンズ１を 高分子の合成樹脂製のホルダ３に組み込み、ホルダ３にＦＣ型光コネクタ結合用 の合成樹脂製レセプタクル５を接続することにより、構成されている。

【０００８】 レーザダイオード（ＬＤ）２は、ホルダ３を樹脂成形する際に、金型内にあら かじめ入れておき、金型内に樹脂を注入することで、レーザダイオード２をホル ダの樹脂内にインサート成形し固定することにより、円筒形状のホルダ３に気密 状態で組み込まれている。レンズ１は円柱形レンズであり、外広がりのテーパ７ を介してホルダ３のレンズ収容部12に収容されており、収容されているレンズ１ のＬＤ２側先端部は、ホルダ３の係止部６に当接している。レンズ収容部12の入 口側はテーパ７とレンズ１との間に形成されるすき間に、接着剤が注入されてい て、それにより、レンズ１がホルダ３に気密状態で接着固定されている。

【０００９】 レンズ１の光軸とＬＤ２の光軸はともにＺ軸方向になっており、レンズ１が前 記のようにレンズ収容部12に収容固定されることにより、レンズ１の光軸とＬＤ ２の光軸は一致し、Ｚ軸方向とＺ軸に直交するＸ，Ｙ方向でのずれが生じない構 成となっている。

【００１０】 ホルダ３の先端側には鍔11が張り出し形成されていて、鍔11には同心円上に等 間隔で凹部８が形成されている（なお、本明細書では凹部とは貫通穴を含む広い 概念で用いている）。レセプタクル５の基端側にも同様に鍔13が設けられており 、鍔13にはホルダ３の鍔11に設けられている凹部８と同様、同心円上に等間隔で 凸部４が形成され、凸部４はホルダ３の凹部８とすき間９を介して嵌め合わされ ている。このすき間９により、ホルダ３とレセプタクル５は光軸Ｚ方向とそれに 直交するＸ，Ｙ方向の調心移動ができるようになっている。

【００１１】 ホルダ３とレセプタクル５は凹部８と凸部４との嵌合部分のすき間９内で相対 移動することで、調心及び、レセプタクル５に結合する光コネクタとの焦点合わ せを行えるようになっており、調心及び焦点合わせを行った状態で、凹部８と凸 部４との嵌合部分のすき間９に接着剤10が注入され、ホルダ３にレセプタクル５ が固定されている。接着剤10は、例えば、嫌気性型ＵＶ硬化型のものや熱硬化型 のものが用いられている。

【００１２】 以上のように本実施例は構成されており、次にその組み立て動作について説明 する。まず、ＬＤ２が密着固定されているホルダ３において、ＬＤ２の先端側に 設けられたレンズ収容部12にレンズ１を挿入し、収容するが、レンズ１のＬＤ２ 側先端部は、レンズ１の光軸とＬＤ２の光軸とが一致するように位置決めされた ホルダ３の係止部６に当接し、レンズ１はその位置が決定される。さらに、レン ズ収容部12の入口側に設けられたテーパ７とレンズ１とのすき間14に接着剤を注 入し、接着することでレンズ１はホルダ３に気密状態で接着固定される。

【００１３】 次に、ホルダ３に形成された凹部８とレセプタクル５に形成された凸部４が嵌 まることにより、ホルダ３とレセプタクル５は容易に接続されるが、凹部８と凸 部４嵌合部分にはすき間９が設けられており、図２に示すように凸部４側を凹部 ８内でＸ，Ｙ，Ｚ方向のいずれにも移動させることができるため、凸部４側の移 動により、レセプタクル５とホルダ３の接合位置をずらすことができる。したが って、あらかじめ決められているレンズ１とＬＤ２との光軸に対して、レセプタ クル５に結合される光コネクタの光軸を合わせるためには、ホルダ３の凹部８内 でレセプタクル５の凸部４側をＸ，Ｙ方向に移動し、レセプタクル５とホルダ３ の接合位置をずらすことにより、光軸合わせ（調心）の操作を行うことができる 。

【００１４】 また、同様にして、Ｚ方向の移動を行うことにより、ホルダ３内にあるＬＤ２ の発光ビームをレンズ１が収束する焦点位置（光ビームスポット位置）とレセプ タクル５に結合する光コネクタの結合位置（ビーム受光位置）とを一致させるこ とができる。

【００１５】 この調心及び焦点合わせが行われている状態で、凸部４と凹部８の嵌合部分の すき間に接着剤10を注入し、凸部４と凹部８を接着固定することにより、ホルダ ３とレセプタクル５は調心状態で、しかも、焦点合わせが行われている状態で接 着固定されることになる。

【００１６】 以上のように、本実施例では、ホルダ３とレセプタクル５を合成樹脂製にした ことで、従来例のような金物のホルダやレセプタクルに比べ、ホルダとレセプタ クルの寸法加工精度が向上し、しかも合成樹脂の材料コストは安いために、ホル ダやレセプタクルのコストも安くすることができた。

【００１７】 また、ホルダ３を合成樹脂製にしたことで、ホルダ３内にあらかじめＬＤ２を 組み込んだ状態でホルダ３を成形加工することができ、それによりＬＤ２が気密 固定されたホルダ３のレンズ収容部12にレンズ１を気密状態で収容固定すること により、１つのホルダ３にＬＤ２とレンズ１との両方を気密固定することができ るようになった。そのため、従来例のようにＬＤ等を固定するホルダ（金物）と レンズを固定するホルダ（金物）とを別個に設けた場合に比べ、その部品点数を 減らすことができ、従来例で行われていたＹＡＧ溶接等を行う必要もないために ホルダ３の組み立ては非常に容易になった。

【００１８】 さらに、本実施例では、円柱形のレンズ１を用いレンズ１が収容されるホルダ ３のレンズ収容部12の入口側壁面に外広がりのテーパ７を設けたことにより、レ ンズ１をホルダ３のレンズ収容部12に挿入し易くなり、ホルダ３にレンズ１を組 み込む時の作業効率も向上させることができた。

【００１９】 しかも、ホルダ３内には係止部６が設けられていて、レンズ収容部12にレンズ １を挿入し、収容するだけで、レンズ１の光軸がＬＤ２の光軸と一致し、かつ、 Ｚ軸方向の位置決めが行われる構成となっており、レンズ収容後にわざわざＬＤ ２とレンズ１の調心操作を行う必要もなく、調心操作にかかる時間を省くことが できる。

【００２０】 また、ホルダ３とレセプタクル５との接続する際も、ホルダ３の凹部８とレセ プタクル５に凸部４とをすき間を介して嵌合し、接着剤10を嵌合部のすき間に注 入して固定するだけですむため、従来例で行っていたＹＡＧ溶接に比べ容易に接 続することができる。

【００２１】 さらに、ホルダ３にレセプタクル５を接続する際に、ホルダ３の凹部８とレセ プタクル５に凸部４との嵌合部分のすき間内で、凸部４側を凹部８側に対してＸ ，Ｙ方向に相対移動することにより、レセプタクル５に結合する光コネクタの光 軸とＬＤ２やレンズ１の光軸とを合わせることができ、凸部４側を凹部８側に対 してＺ方向に相対移動することにより、ＬＤ２に光ビームスポット位置を光コネ クタの結合位置と一致させ、焦点合わせをすることができるため、調心や焦点合 わせの操作が容易で、操作にかかる時間が少くてすみ、非常に効率的である。

【００２２】 なお、本考案は上記実施例の構成に限定されることはなく、様々な実施の態様 を採り得る。例えば、上記実施例では光半導体としてレーザダイオード（ＬＤ） ２を用いたが、ＬＤを用いる代りに、発光ダイオード（ＬＥＤ）、フォトダイオ ード（ＰＤ）などを用いることもできる。また、上記実施例ではレセプタクル５ に結合する光コネクタはＦＣ型の光コネクタを用いたが、ＦＣ型以外の例えば、 ＳＴ型やＳＣ型のコネクタを結合することもできる。

【００２３】 さらに、上記実施例で用いたレンズ１は光屈折型の円柱形レンズにより構成し たが、レンズ１は、屈折率分布型のレンズとは限らず、他のレンズを用いること も可能であり、その形状も特に限定されることはない。

【００２４】 さらにまた、上記実施例では、レンズ収容部12の入口側に外広がりにテーパ７ を設けたが、テーパ７は必ずしも設ける必要はなく、レンズ１がホルダ３内に固 定されるように構成されていればよい。

【００２５】 また、上記実施例では、ホルダ３とレセプタクル５を接続するために、ホルダ ３側に凹部８を設け、レセプタクル５側に凸部４を設けたが、その逆に、ホルダ ３側に凸部を設け、レセプタクル５側に凹部を設け、ホルダ３側とレセプタクル ５を接続してもよい。

【００２６】 さらに、上記実施例では、ホルダ３の凹部８側を固定し、凹部８内でレセプタ クル５の凸部４側を移動させることにより調心等の操作を行ったが、その逆に凸 部側を固定し、凹部側を凸部側に対して相対移動させることにより、調心等の操 作を行ってもよい。

【００２７】 さらに、上記実施例では合成樹脂製のホルダ３とレセプタクル５を用いたが、 ホルダ３とレセプタクル５は合成樹脂製であるとは限らず、例えば、従来例のよ うな金物のホルダとレセプタクルを用いることもできる。金物や他の材質のホル ダとレセプタクルを用いた場合も、ホルダとレセプタクルとの接続の際は、ホル ダとレセプタクルのいずれか一方側に設けられた凹部と他方側の凸部とをすき間 を介して嵌合し、調心と焦点合わせの操作を行い、調心等を行った状態で接着剤 により固定されるため、調心や焦点合わせの操作は容易で、ホルダとレセプタク ルの接続もＹＡＧ溶接に比べ容易に行うことができる。

【００２８】 さらに、上記実施例では、ホルダ３とレセプタクル５を調心等の操作を行い、 その状態で、ホルダ３の凹部８とレセプタクル５の凸部４との嵌合部分のすき間 に接着剤10を注入したが、接着剤10はあらかじめ凹部８と凸部４の嵌合部分のす き間に入れておいて、調心等の操作を行い、調心等を行った状態で接着剤をＵＶ 硬化等により、固化し、固定するようにしてもよい。

【００２９】

【考案の効果】

本考案によれば、ホルダとレセプタクルの接続部の一方側に設けられた凸部と 、他方側に設けられた凹部が、レセプタクルとホルダ相互の光軸Ｚ方向とこれに 直交するＸ，Ｙ方向の調心移動を許容するすき間を介して嵌合され、すき間の許 容範囲内で凹部側または凸部側を移動することにより、ホルダ内に気密固定され た光半導体とレンズの光軸とレセプタクルに結合される光コネクタの光軸とが調 心され、レンズで収束される光半導体の発光ビームスポットと光コネクタの焦点 合わせが行われる。

【００３０】 したがって、調心及び、焦点合わせの操作が容易となり、また、その調心状態 で凹部と凸部の嵌合部のすき間に入れられた接着剤により、ホルダとレセプタク ルが接着固定されるので、従来例のような、調心後にＹＡＧ溶接等により固定す る場合に比べて、その組み立ては非常に容易となり、組み立てコストを安くする ことができる。

【００３１】 さらに、部品の数もホルダとレセプタクルの２つでよく、従来例よりも少くす ることができるため、光半導体モジュールのコストをさらに安くすることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る光半導体モジュールの一実施例を
示す断面構成図である。

【図２】上記光半導体モジュールの凹部８と凸部４の嵌
合部分のすき間９内での凸部４側の移動による調心状態
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ レンズ ２ レーザダイオード ３ ホルダ ４ 凸部 ５ レセプタクル ７ テーパ ８ 凹部 ９ すき間

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホルダ内に光半導体とレンズが気密固定
   され、ホルダのレンズ側の端部には光コネクタ結合用の
   レセプタクルが接続されている光半導体モジュールにお
   いて、ホルダとレセプタクルの接続部の一方側には凸部
   が、他方側には凹部がそれぞれ形成され、この凸部と凹
   部はレセプタクルとホルダ相互の光軸Ｚ方向とこれに直
   交するＸ，Ｙ方向の調心移動を許容するすき間を介して
   嵌合され、ホルダとレセプタクルはこの嵌合部のすき間
   に入れられた接着剤により、調心状態で接着固定されて
   いることを特徴とする光半導体モジュール。
2. 【請求項２】 レンズは円柱形レンズからなり、このレ
   ンズが収容されるホルダのレンズ収容部の入口側壁面に
   はレンズ収容部内にレンズを入れ易くする外広がりのテ
   ーパが設けられており、このテーパとレンズとのすき間
   に接着剤が注入されてレンズがホルダに接着固定されて
   いる請求項１記載の光半導体モジュール。