光モジュール及びその製造方法
【課題】光モジュールのレンズ付き光透過部材を接着剤により容易にレセプタクルに接着する。
【解決手段】レンズ付き光透過部材（レンズ付きガラス３）とレセプタクル２を備える。レセプタクル２は、光コネクタ差込部１１と、レンズ付き光透過部材固定部（レンズ付きガラス固定部１２）と、発光素子又は受光素子である半導体素子５が取り付けられる素子取付部１３を、この順の配列で同軸上に備える。レンズ付き光透過部材固定部は素子取付部１３に連通している。レンズ付き光透過部材は本体部３１とレンズ３２を備える。本体部３１は、外径がレンズ付き光透過部材固定部の内径に略等しい第１部分（端部３１ａ）と、第１部分よりも小径であり、且つ少なくとも本体部３１における素子取付部１３側の端部を含む部分である第２部分（本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂ）を備える。
【解決手段】レンズ付き光透過部材（レンズ付きガラス３）とレセプタクル２を備える。レセプタクル２は、光コネクタ差込部１１と、レンズ付き光透過部材固定部（レンズ付きガラス固定部１２）と、発光素子又は受光素子である半導体素子５が取り付けられる素子取付部１３を、この順の配列で同軸上に備える。レンズ付き光透過部材固定部は素子取付部１３に連通している。レンズ付き光透過部材は本体部３１とレンズ３２を備える。本体部３１は、外径がレンズ付き光透過部材固定部の内径に略等しい第１部分（端部３１ａ）と、第１部分よりも小径であり、且つ少なくとも本体部３１における素子取付部１３側の端部を含む部分である第２部分（本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂ）を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＸＦＰ（１０Ｇｂ／ｓ ｓｍａｌｌ ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）等の光トランシーバに搭載される同軸型送信又は受信用光モジュールは、通信距離が１０ｋｍ〜４０ｋｍのテレコム（電話系）用途と２２０ｍ〜１０ｋｍのデータコム（データ通信）用途に分かれる。
【０００３】
このような同軸型送信又は受信用光モジュールは、例えば、特許文献１に開示されている。図９は、特許文献１の光モジュールの構成を示す断面図である。
【０００４】
図９に示すように、特許文献１の光モジュール１０１は、レセプタクル１０２と、レンズ付きガラス１０３と、を備えている。レンズ付きガラス１０３は、光学研磨又は型成型により、その一方の端面は球面のレンズ１０３ａに形成され、他方の端面１０３ｂは平面に形成されている。このレンズ付きガラス１０３は、レセプタクル１０２内の光コネクタ挿入穴１０４内に固定されている。そして、光コネクタ１０５を光コネクタ挿入穴１０４に挿入することにより、該光コネクタ１０５の端面をレンズ付きガラス１０３の端面１０３ｂに突き当てることができるようになっている。また、レセプタクル１０２において、レンズ付きガラス１０３を基準として、光コネクタ１０５が差し込まれるのとは反対側の部分には、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）パッケージ１０６が固定されている。このＬＤパッケージ１０６内のＬＤペレット１０７からの出射光は、レンズ１０３ａにより集光され、光コネクタ１０５内の光ファイバ１０８に結合される。
【０００５】
テレコム用途の光モジュールには、例えばＳＯＮＥＴ ＯＣ−４８で光反射減衰量が２７ｄＢ以上であることが要求される。このため、図９に示すように光コネクタ１０５がレンズ付きガラス１０３に突き当てられ、これらが相互にフィジカルコンタクトする構造が適用される。レンズ付きガラス１０３は、レセプタクル１０２の光コネクタ挿入穴１０４内に、低融点ガラスを用いた接着により固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２４３１７９号公報
【特許文献２】特開２００４−３７４７８号公報
【特許文献３】特開平１０−２６０３３６号公報
【特許文献４】特開２００６−３２３１３２号公報
【特許文献５】特開平１１−５４８４９号公報
【特許文献６】米国特許公報第７１６００３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のような構造（図９）の光モジュール１０１の場合、レセプタクル１０２を低コスト化するためにはレセプタクル１０２を樹脂で構成する方が良い。しかし、低融点ガラスでレンズ付きガラス１０３をレセプタクル１０２に固定する場合、低融点ガラスの融点が４００℃付近であるため、レセプタクル１０２を樹脂で構成することはできず、金属等により構成する必要がある。
【０００８】
レンズ付きガラス１０３を低融点ガラスではなく接着剤で固定する方法も考えられるが、特許文献１のような構造の場合には、接着剤の注入ないしは塗布が困難であるため、接着強度が不十分になることがある。加えて、レンズ１０３ａの表面、或いは、光コネクタ１０５とフィジカルコンタクトする端面１０３ｂが、接着剤の付着により汚されるために、光路が妨げられることもある。特許文献１のような構造（図９）の光モジュール１０１では、接着剤を注入してレンズ付きガラス１０３をレセプタクル１０２に固定するのが困難であるということについては、特許文献２でも指摘されている。
【０００９】
このように、レンズ付きガラスなどのレンズ付き光透過部材を接着剤により容易にレセプタクルに接着できるようにすることは困難だった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レンズ付き光透過部材と、レセプタクルと、を備え、前記レセプタクルは、光コネクタが差し込まれる光コネクタ差込部と、前記レンズ付き光透過部材が内部に固定されるレンズ付き光透過部材固定部と、発光素子又は受光素子である半導体素子が取り付けられる素子取付部と、をこの順の配列で同軸上に備え、前記レンズ付き光透過部材固定部は、前記素子取付部に連通しており、前記レンズ付き光透過部材は、本体部と、前記本体部の一端に設けられているレンズと、を備え、前記レンズ付き光透過部材の前記本体部は、外径が前記レンズ付き光透過部材固定部の内径に略等しい第１部分と、前記第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部における前記素子取付部側の端部を含む部分である第２部分と、を備えることを特徴とする光モジュールを提供する。
【００１１】
この光モジュールによれば、レンズ付き光透過部材の第２部分が第１部分よりも小径であるため、少なくとも第２部分とレンズ付き光透過部材固定部との隙間に、素子取付部側から接着剤を充填する作業を、容易に行うことができる。よって、レンズ付き光透過部材を接着剤により容易にレセプタクルに接着することができる。このため、レセプタクルを（融点の高い金属等ではなく）樹脂により構成することができるので、光モジュールの低コスト化を図ることもできる。しかも、図９の構造よりも接着剤の塗布可能領域が増大し、レンズ付き光透過部材とレンズ付き光透過部材固定部との接着面積が広くなるので、これらの接着強度を高めることができる。加えて、レンズ付き光透過部材の第２部分とレンズ付き光透過部材固定部との隙間に接着剤を容易に塗布できるため、レンズ付き光透過部材のうち、レンズと、光コネクタが突き当てられる端面と、が接着剤で汚れないようにできる。よって、この汚れにより光路が妨げられる可能性を低減できる。しかも、レンズ付き光透過部材の第１部分の外径は、レンズ付き光透過部材固定部の内径に略等しいため、レンズ付き光透過部材固定部内へのレンズ付き光透過部材の位置決めを容易に行うことができるとともに、接着剤の硬化中に、レンズ付き光透過部材がレンズ付き光透過部材固定部内においてずれ動いてしまうことを好適に抑制することができる。よって、収差増大による光学特性劣化を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明は、本発明の光モジュールの前記レンズ付き光透過部材を、前記レンズ付き光透過部材固定部に挿入する工程と、前記レンズ付き光透過部材を接着剤により前記レンズ付き光透過部材固定部に接着することによって固定する工程と、をこの順に行うことを特徴とする光モジュールの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レンズ付き光透過部材を接着剤により容易にレセプタクルに接着できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る光モジュールを示す断面図であり、特に、光コネクタを差し込んだ状態を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る光モジュールが備えるレンズ付きガラスを示す図であり、このうち図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の下側から見た図である。
【図３】第１の実施形態に係る光モジュールのレセプタクルにレンズ付きガラスを固定する工程の一例を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る光モジュールが備えるレンズ付きガラスを示す図であり、このうち図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の下側から見た図である。
【図５】軸方向において直線状に形成されているレンズ付きガラスを示す図であり、このうち図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の下側から見た図である。
【図６】図５のレンズ付きガラスをレセプタクルに固定する工程を示す光モジュールの断面図である。
【図７】図５のレンズ付きガラスをレセプタクルに固定した状態を示す断面図であり、このうち図７（ａ）はレンズ付きガラス固定部の中心に、図７（ｂ）はレンズ付きガラス固定部の中心からずれた位置に、それぞれ固定された状態を示す。
【図８】図５のレンズ付きガラスを、該レンズ付きガラスとほぼ同径のレンズ付きガラス固定部に固定する工程を示す光モジュールの断面図である。
【図９】特許文献１の光モジュールを示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る光モジュールが備えるレンズ付きガラスの変形例を示す図であり、このうち図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の下側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１６】
〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係る光モジュール１の構成を示す断面図であり、特に、光コネクタ４を差し込んだ状態を示す図である。図２は光モジュール１が備えるレンズ付きガラス３の構成を示す図であり、このうち図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の下側からレンズ付きガラス３を見た図である。図３は光モジュール１のレセプタクル２にレンズ付きガラス３を取り付ける工程の一例を示す断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る光モジュール１は、レンズ付き光透過部材（例えば、レンズ付きガラス３）と、レセプタクル２と、を備える。レセプタクル２は、光コネクタ４が差し込まれる光コネクタ差込部１１と、レンズ付き光透過部材が内部に固定されるレンズ付き光透過部材固定部（例えば、レンズ付きガラス固定部１２）と、発光素子又は受光素子である半導体素子５が取り付けられる素子取付部１３と、をこの順の配列で同軸上に備える。レンズ付き光透過部材固定部は、素子取付部１３に連通している。レンズ付き光透過部材は、本体部３１と、本体部３１の一端に設けられているレンズ３２と、を備える。レンズ付き光透過部材の本体部３１は、外径がレンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい第１部分（例えば、端部３１ａ）と、第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部３１における素子取付部１３側の端部を含む部分である第２部分（例えば、本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂ）と、を備える。また、本実施形態に係る光モジュールの製造方法では、本実施形態に係る光モジュール１のレンズ付き光透過部材を、レンズ付き光透過部材固定部に挿入する工程と、レンズ付き光透過部材を接着剤７によりレンズ付き光透過部材固定部に接着することによって固定する工程と、をこの順に行う。以下、詳細に説明する。
【００１８】
先ず、光モジュール１の構成を説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る光モジュール１は、レセプタクル２と、レンズ付きガラス３と、を備えて構成されている。
【００２０】
レセプタクル２は、光コネクタ差込部１１と、レンズ付きガラス固定部１２と、素子取付部１３と、をこの順の配列で同軸上に備える。すなわち、光コネクタ差込部１１、レンズ付きガラス固定部１２及び素子取付部１３は、光モジュール１の光軸１６に沿って、この順に配置されている。
【００２１】
光コネクタ差込部１１は、円筒状の継ぎ手形状に形成され、該光コネクタ差込部１１内に光コネクタ４を差し込むことが可能となっている。なお、光コネクタ４は、フェルール４１を備え、このフェルール４１内に光ファイバ４２が配置されている。
【００２２】
レンズ付きガラス固定部１２は、筒状（例えば、円筒状）に形成されている。例えば、レンズ付きガラス固定部１２の内径は、光コネクタ差込部１１の内径よりも大径とされている。レセプタクル２は、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１との境界に、レンズ付きガラス固定部１２側に面する段差面１４を有している。この段差面１４は、光軸１６と直交している。この段差面１４には、レンズ付きガラス３の端面３ａ（後述）が突き当てられている。
【００２３】
素子取付部１３は、筒状（例えば、円筒状）に形成されている。例えば、素子取付部１３の内径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径よりも大径とされており、レンズ付きガラス固定部１２と素子取付部１３との境界には段差面１５が形成されている。
【００２４】
この素子取付部１３の内周には、ＣＡＮパッケージ６が、例えば、接着剤８による接着によって取り付けられている。ＣＡＮパッケージ６は、発光素子又は受光素子である半導体素子５を備えている。つまり、素子取付部１３には、発光素子又は受光素子である半導体素子５が取り付けられる。
【００２５】
このような構成のレセプタクル２は、例えば、樹脂により構成されている。レセプタクル２は、例えば、射出成型により作成することができる。
【００２６】
レンズ付きガラス固定部１２は、光コネクタ４の先端をレンズ付きガラス３の端面３ａ（後述）に突き当てることができるよう、光コネクタ差込部１１に連通している。また、レンズ付きガラス固定部１２は、素子取付部１３側からレンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２との隙間９に接着剤７を塗布でき、且つ、レンズ付きガラス３と半導体素子５とを光学的に結合できるように、素子取付部１３に連通している。
【００２７】
図２に示すように、レンズ付きガラス３は、本体部３１と、この本体部３１の一端に設けられているレンズ３２と、を備えて構成されている。レンズ付きガラス３は、例えば、光学研磨或いは型成形により作成することができる。
【００２８】
本実施形態の場合、レンズ付きガラス３の本体部３１は、図２（ａ）の上端から下端に向けて徐々に縮径している。具体的には、例えば、本体部３１はテーパ状に形成されている。本体部３１は、詳細には、円錐の頂部を、円錐の底面と平行な面で切断して除去したような形状である。従って、本体部３１において最も大径の部分は、レンズ３２から遠い側（光コネクタ差込部１１側）の端部３１ａである。この端部３１ａの外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しく設定されている。
【００２９】
レンズ３２は、例えば、半球状に形成されている。図２に示すように、レンズ３２は、その中心がレンズ付きガラス３の中心軸１７に一致するように配置されている。
【００３０】
このようなレンズ付きガラス３は、図１に示すように、端部３１ａの端面３ａが段差面１４に突き当てられ、レンズ３２が素子取付部１３側に位置するように、レンズ付きガラス固定部１２内に配置されている。この状態で、レンズ付きガラス３の中心軸１７は、光軸１６に一致している。そして、レンズ付きガラス３は、接着剤７によりレンズ付きガラス固定部１２の内部に接着することによって固定されている。
【００３１】
ここで、本体部３１の端部３１ａが第１部分であり、本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂが第２部分であると考えると、レンズ付きガラス３の本体部３１は、外径がレンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい第１部分と、第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部３１における素子取付部１３側の端部を含む部分である第２部分と、を備えるものである、と言える。また、本実施形態の場合、第１部分は、レンズ付きガラス３における光コネクタ差込部１１側の端部である。また、本実施形態の場合、本体部３１は、図２（ａ）の上端から下端に向けて徐々に縮径しているため、レンズ付きガラス３は、第１部分から第２部分に亘って徐々に縮径している、と言える。
【００３２】
次に、本実施形態に係る光モジュールの製造方法を説明する。
【００３３】
先ず、図３に示すように、レンズ付きガラス３をレセプタクル２のレンズ付きガラス固定部１２内に配置し、レンズ付きガラス３の端面３ａを段差面１４に突き当てる。この際、レンズ付きガラス３は素子取付部１３側からレンズ付きガラス固定部１２内に挿入する。
【００３４】
ここで、レンズ付きガラス３の端部３１ａの外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい。このため、このようにレンズ付きガラス３をレンズ付きガラス固定部１２内に挿入し、端面３ａを段差面１４に突き当てるだけで、該レンズ付きガラス３を該レンズ付きガラス固定部１２内に容易に位置決めし、レンズ付きガラス３の中心軸１７を光軸１６に一致させることができる。なお、レンズ付きガラス３の端部３１ａの外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しいため、端部３１ａとレンズ付きガラス固定部１２との隙間は極力小さくすることができる。
【００３５】
次に、レンズ付きガラス３を接着剤７によりレンズ付きガラス固定部１２に接着することによって固定する。
【００３６】
この固定は、例えば、図３に示すような接着剤塗布ツール１０を用いて行う。この接着剤塗布ツール１０は、例えば、接着剤を貯留する貯留部１０ａと、この貯留部１０ａよりも細径に形成され先端から接着剤を吐出する吐出部１０ｂと、を備える。なお、吐出部１０ｂの先端の径は、例えば、レンズ付きガラス固定部１２とレンズ付きガラス３との隙間９よりも細径であることが好ましい。
【００３７】
図３に示すように、接着剤塗布ツール１０の吐出部１０ｂの先端を、レンズ付きガラス固定部１２とレンズ付きガラス３との隙間９の近傍に配置した状態で、例えば貯留部１０ａの容積が縮小するように該貯留部１０ａを押圧する。これにより、貯留部１０ａ内の接着剤を、吐出部１０ｂを介して隙間９へ吐出する（滴下する）。これにより、隙間９内に接着剤７を充填する。接着剤７は、例えば、熱硬化性樹脂、又は、紫外線硬化性樹脂からなる。前者の場合には、接着剤７を加熱することにより該接着剤７を硬化させて、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２とを相互に接着する。後者の場合には、接着剤７に紫外線を照射することにより該接着剤７を硬化させて、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２とを相互に接着する。
【００３８】
ここで、レンズ付きガラス３の端部３１ａの外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しいため、接着剤７の硬化中に、レンズ付きガラス３がレンズ付きガラス固定部１２内においてずれ動いてしまうことを好適に抑制することができる。
【００３９】
次に、接着剤８により上述のＣＡＮパッケージ６を素子取付部１３内に固定する。なお、ＣＡＮパッケージ６内の半導体素子５が発光素子、すなわち半導体レーザの場合には、光モジュール１は送信用光モジュールとなる。他方、ＣＡＮパッケージ６内の半導体素子５が受光素子の場合には、光モジュール１は受信用光モジュールとなる。
【００４０】
ここで、素子取付部１３内にＣＡＮパッケージ６を固定する際には、レンズ付きガラス３が固定されたレセプタクル２と、ＣＡＮパッケージ６と、の調芯を、次のようにして行う。すなわち、光モジュール１が送信用光モジュールの場合には、図１に示すように光コネクタ４を光コネクタ差込部１１に差し込んだ状態で、ＣＡＮパッケージ６が備える半導体素子５（半導体レーザ）から出る光を光コネクタ４の光ファイバ４２により受けながら調芯する。また、光モジュール１が受信用光モジュールの場合には、図１に示すように光コネクタ４を光コネクタ差込部１１に差し込んだ状態で、光コネクタ４の光ファイバ４２から出る光をＣＡＮパッケージ６が備える半導体素子５（受光素子）により受けながら調芯する。調芯後、光コネクタ４は光コネクタ差込部１１から取り外す。
【００４１】
以上により、図１に示す構造の光モジュール１が得られる。
【００４２】
以上のような第１の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４３】
第１の実施形態に係る光モジュール１は、レンズ付きガラス３と、レセプタクル２と、を備え、レセプタクル２は、光コネクタ４が差し込まれる光コネクタ差込部１１と、レンズ付きガラス３が内部に固定されるレンズ付きガラス固定部１２と、発光素子又は受光素子である半導体素子５が取り付けられる素子取付部１３と、をこの順の配列で同軸上に備える。レンズ付きガラス固定部１２は、素子取付部１３に連通している。レンズ付きガラス３は、本体部３１と、本体部３１の一端に設けられているレンズ３２と、を備える。そして、レンズ付きガラス３の本体部３１は、外径がレンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい第１部分（端部３１ａ）と、第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部３１における素子取付部１３側の端部を含む部分である第２部分（本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂ）と、を備える。このようにレンズ付きガラス３の第２部分が第１部分よりも小径であるため、少なくとも第２部分とレンズ付きガラス固定部１２との隙間９に、素子取付部１３側から接着剤７を充填する作業を、容易に行うことができる。よって、レンズ付きガラス３を接着剤７により容易にレセプタクル２に接着することができる。このため、レセプタクル２を（融点の高い金属等ではなく）樹脂により構成することができるので、光モジュール１の低コスト化を図ることもできる。しかも、図９の構造よりも接着剤７の塗布可能領域が増大し、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２との接着面積が広くなるので、これらの接着強度を高めることができる。加えて、レンズ付きガラス３の第２部分とレンズ付きガラス固定部１２との隙間９に接着剤を容易に塗布できるため、レンズ付きガラス３のうち、レンズ３２と、光コネクタ４が突き当てられる端面３ａと、が接着剤７で汚れないようにできる。よって、この汚れにより光路が妨げられる可能性を低減できる。しかも、レンズ付きガラス３の第１部分（端部３１ａ）の外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しいため、レンズ付きガラス固定部１２内へのレンズ付きガラス３の位置決めを容易に行うことができるとともに、接着剤７の硬化中に、レンズ付きガラス３がレンズ付きガラス固定部１２内においてずれ動いてしまうことを好適に抑制することができる。よって、収差増大による光学特性劣化を抑制することができる。
【００４４】
また、レンズ付きガラス３は、第１部分（本体部３１の端部３１ａ）から第２部分（本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂ）に亘って徐々に縮径しているので、接着剤７の塗布可能領域を十分確保することができる。よって、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２との接着強度を十分確保することができる。
【００４５】
また、第１部分（本体部３１の端部３１ａ）は、レンズ付きガラス３における光コネクタ差込部１１側の端部であるため、接着剤７の塗布可能領域を極力拡げることができる。よって、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２との接着強度を一層高めることができる。
【００４６】
また、レンズ付きガラス固定部１２の内径は、光コネクタ差込部１１の内径よりも大径であり、レセプタクル２は、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１との境界に、レンズ付きガラス固定部１２側に面する段差面１４を有し、レンズ付きガラスの端面３ａが段差面１４に突き当てられている。よって、レンズ付きガラス３をレンズ付きガラス固定部１２内に挿入するだけで、該レンズ付きガラス３を容易に位置決めすることができる。
【００４７】
ここで、上述したような構造のレンズ付きガラス３に代えて、図５に示すように、本体部５１の全体が円筒状である（径が一定である）レンズ付きガラス５０を用いた場合に、どのような課題があるのかを説明する。
【００４８】
図６は図５に示すレンズ付きガラス５０をレセプタクル２に固定する工程の一例を示す、光モジュールの断面図である。
【００４９】
図５のレンズ付きガラス５０を用いる場合、接着剤の塗布を容易に行えるように、図６に示すように、レンズ付きガラス５０とレンズ付きガラス固定部１２との間に隙間５３を設けることが考えられる。この場合、図７（ａ）に示すように、レンズ付きガラス５０の中心軸１７が光軸１６に一致するように、接着剤５４によってレンズ付きガラス５０をレンズ付きガラス固定部１２に接着できれば問題がない。しかし、レンズ付きガラス５０をレンズ付きガラス固定部１２内に配置するとき、或いは、接着剤５４を硬化させるときなどに、図７（ｂ）に示すようにレンズ付きガラス５０の中心軸１７が光軸１６からずれることがある。この結果、収差が増大し、所望の光学特性が得られなくなる。
【００５０】
他方、図８のようにレンズ付きガラス５０とレンズ付きガラス固定部１２との間にほとんど隙間がない場合には、レンズ付きガラス５０をレンズ付きガラス固定部１２内に配置した後で接着剤５４を塗布しても、この隙間にほとんど接着剤５４が浸透しない。このため、レンズ付きガラス５０とレンズ付きガラス固定部１２との接着強度が不十分になる場合がある。また、先にレンズ付きガラス固定部１２に接着剤５４を塗布してから、該レンズ付きガラス固定部１２内にレンズ付きガラス５０を配置すると、隙間が小さいために、この隙間から接着剤５４がはみ出して、レンズ付きガラス５０のレンズ３２、或いは、光コネクタ４（図１参照）に突き当てられる端面３ａに接着剤５４が付着し、光路が妨げられることがある。
【００５１】
〔第２の実施形態〕
図４は第２の実施形態に係る光モジュール（全体図示略）が備えるレンズ付きガラス６０を示す図であり、このうち図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の下側から見た図である。
【００５２】
本実施形態に係る光モジュールは、上記の第１の実施形態に係る光モジュール１のレンズ付きガラス３に代えて、図４のレンズ付きガラス６０を備える点で、上記の第１の実施形態に係る光モジュール１と相違している。更に、本実施形態に係る光モジュールのレンズ付きガラス固定部１２は、レンズ付きガラス６０の形状に合わせて、四角筒状に形成されている。その他の点については、本実施形態に係る光モジュールは、上記の第１の実施形態に係る光モジュール１と同様に構成されている。
【００５３】
図４に示すように、レンズ付きガラス６０は、本体部６１と、レンズ３２と、を備える。このうち本体部６１は、第１部分６１ａと、第２部分６１ｂと、を備える。第１部分６１ａは、外径がレンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい。第２部分６１ｂは、第１部分６１ａよりも小径であり、且つ、少なくとも本体部６１における素子取付部１３（図１参照）側の端部を含む部分である。ここで、第１部分６１ａの外径は、第１部分６１ａを図４（ｂ）の方向から見たときに第１部分６１ａに外接する円の直径と定義される。同様に、第２部分６１ｂの外径は、第２部分６１ｂを図４（ｂ）の方向から見たときに第２部分６１ｂに外接する円の直径と定義される。
【００５４】
本実施形態の場合、レンズ付きガラス６０は、第１部分６１ａと第２部分６１ｂとの境界に位置する段差６１ｃにおいて径が変化している。本実施形態の場合も、第１部分６１ａは、レンズ付きガラス６０における光コネクタ差込部１１（図１参照）側の端部である。
【００５５】
具体的には、例えば、レンズ付きガラス６０の第１部分６１ａは、相対的に大径の多角柱（例えば、四角柱）からなり、第２部分６１ｂは、相対的に小径の多角柱（例えば、四角柱）からなる。
【００５６】
レンズ付きガラス固定部１２へのレンズ付きガラス６０の固定の仕方は、上記の第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５７】
以上のような第２の実施形態によれば、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第１及び第２部分６１ａ、６１ｂが多角柱形状であるため、レンズ付きガラス６０がレンズ付きガラス固定部１２内において、レンズ付きガラス６０の中心軸１７周りに回転しないようにできるため、上記の第１の実施形態よりも、レンズ付きガラス固定部１２内におけるレンズ付きガラス６０の位置ずれを好適に抑制できる。
【００５８】
上記の各実施形態では、第１部分がレンズ付きガラス３における光コネクタ差込部１１側の端部である例を説明したが、第１部分は、第２部分よりも光コネクタ差込部１１側に位置していれば良く、レンズ付きガラス３における光コネクタ差込部１１側の端部よりも素子取付部１３側に位置していても良い。
【００５９】
また、上記の各実施形態では、レンズ付きガラス固定部１２の内径は、光コネクタ差込部１１の内径よりも大径であり、レセプタクル２は、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１との境界に、レンズ付きガラス固定部１２側に面する段差面１４を有し、レンズ付きガラスの端面３ａが段差面１４に突き当てられている例を説明したが、レンズ付きガラス固定部１２の内径は、光コネクタ差込部１１の内径よりも大径でなくても良く、また、レセプタクル２は、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１との境界に、レンズ付きガラス固定部１２側に面する段差面１４を有していなくても良い。この場合の構造の一例としては、例えば、図９の構造と同様に、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１とが互いに同一の径である構造が挙げられる。
【００６０】
また、上記の各実施形態では、レセプタクル２を樹脂により構成した例を説明したが、レセプタクル２は、その他の材質（例えば、金属等）により構成しても良い。
【００６１】
また、上記の第１の実施形態では、レンズ付きガラス３の本体部３１の形状が、円錐の頂部を、該円錐の底面と平行な面で切断除去したような形状である例を説明したが、本体部３１は、例えば、多角錐の頂部を、該多角錐の底面と平行な面で切断除去したような形状であっても良い。
【００６２】
また、上記の第２の実施形態では、第１及び第２部分６１ａ、６１ｂがそれぞれ多角柱形状である例を説明したが、図１０に示すように、第１及び第２部分６１ａ、６１ｂがそれぞれ円柱形状であっても良い。更に、第１及び第２部分６１ａ、６１ｂのうちの何れか一方が多角柱形状であり、他方が円柱形状であっても良い。更に、第２の実施形態では、本体部６１の径が２段階に変化する例を説明したが、本体部６１の径は、３段階以上に変化しても良い。
【００６３】
また、上記においては、レンズ付き光透過部材がガラスからなる（レンズ付きガラス３である）例を説明したが、レンズ付き光透過部材は、その他の材質（例えば、透明樹脂）により構成しても良い。なお、樹脂よりもガラスの方が屈折率の温度依存性が小さいため、レンズ付き光透過部材はガラスにより構成する方が好ましい。また、レンズ付き光透過部材の屈折率の好ましい範囲は、光ファイバの屈折率を１．４６とすると、例えば、１．３６以上１．５６以下であることが挙げられる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 光モジュール
２ レセプタクル
３ レンズ付きガラス（レンズ付き光透過部材）
３ａ 端面（一端面）
４ 光コネクタ
５ 半導体素子
６ ＣＡＮパッケージ
７ 接着剤
８ 接着剤
９ 隙間
１０ 接着剤塗布ツール
１０ａ 貯留部
１０ｂ 吐出部
１１ 光コネクタ差込部
１２ レンズ付きガラス固定部（レンズ付き光透過部材固定部）
１３ 素子取付部
１４ 段差面
１５ 段差面
１６ 光軸
１７ 中心軸
３１ 本体部
３１ａ 端部（第１部分）
３１ｂ 部分（第２部分）
３２ レンズ
４１ フェルール
４２ 光ファイバ
６０ レンズ付きガラス（レンズ付き光透過部材）
６１ 本体部
６１ａ 第１部分
６１ｂ 第２部分
６１ｃ 段差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＸＦＰ（１０Ｇｂ／ｓ ｓｍａｌｌ ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）等の光トランシーバに搭載される同軸型送信又は受信用光モジュールは、通信距離が１０ｋｍ〜４０ｋｍのテレコム（電話系）用途と２２０ｍ〜１０ｋｍのデータコム（データ通信）用途に分かれる。
【０００３】
このような同軸型送信又は受信用光モジュールは、例えば、特許文献１に開示されている。図９は、特許文献１の光モジュールの構成を示す断面図である。
【０００４】
図９に示すように、特許文献１の光モジュール１０１は、レセプタクル１０２と、レンズ付きガラス１０３と、を備えている。レンズ付きガラス１０３は、光学研磨又は型成型により、その一方の端面は球面のレンズ１０３ａに形成され、他方の端面１０３ｂは平面に形成されている。このレンズ付きガラス１０３は、レセプタクル１０２内の光コネクタ挿入穴１０４内に固定されている。そして、光コネクタ１０５を光コネクタ挿入穴１０４に挿入することにより、該光コネクタ１０５の端面をレンズ付きガラス１０３の端面１０３ｂに突き当てることができるようになっている。また、レセプタクル１０２において、レンズ付きガラス１０３を基準として、光コネクタ１０５が差し込まれるのとは反対側の部分には、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）パッケージ１０６が固定されている。このＬＤパッケージ１０６内のＬＤペレット１０７からの出射光は、レンズ１０３ａにより集光され、光コネクタ１０５内の光ファイバ１０８に結合される。
【０００５】
テレコム用途の光モジュールには、例えばＳＯＮＥＴ ＯＣ−４８で光反射減衰量が２７ｄＢ以上であることが要求される。このため、図９に示すように光コネクタ１０５がレンズ付きガラス１０３に突き当てられ、これらが相互にフィジカルコンタクトする構造が適用される。レンズ付きガラス１０３は、レセプタクル１０２の光コネクタ挿入穴１０４内に、低融点ガラスを用いた接着により固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２４３１７９号公報
【特許文献２】特開２００４−３７４７８号公報
【特許文献３】特開平１０−２６０３３６号公報
【特許文献４】特開２００６−３２３１３２号公報
【特許文献５】特開平１１−５４８４９号公報
【特許文献６】米国特許公報第７１６００３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のような構造（図９）の光モジュール１０１の場合、レセプタクル１０２を低コスト化するためにはレセプタクル１０２を樹脂で構成する方が良い。しかし、低融点ガラスでレンズ付きガラス１０３をレセプタクル１０２に固定する場合、低融点ガラスの融点が４００℃付近であるため、レセプタクル１０２を樹脂で構成することはできず、金属等により構成する必要がある。
【０００８】
レンズ付きガラス１０３を低融点ガラスではなく接着剤で固定する方法も考えられるが、特許文献１のような構造の場合には、接着剤の注入ないしは塗布が困難であるため、接着強度が不十分になることがある。加えて、レンズ１０３ａの表面、或いは、光コネクタ１０５とフィジカルコンタクトする端面１０３ｂが、接着剤の付着により汚されるために、光路が妨げられることもある。特許文献１のような構造（図９）の光モジュール１０１では、接着剤を注入してレンズ付きガラス１０３をレセプタクル１０２に固定するのが困難であるということについては、特許文献２でも指摘されている。
【０００９】
このように、レンズ付きガラスなどのレンズ付き光透過部材を接着剤により容易にレセプタクルに接着できるようにすることは困難だった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レンズ付き光透過部材と、レセプタクルと、を備え、前記レセプタクルは、光コネクタが差し込まれる光コネクタ差込部と、前記レンズ付き光透過部材が内部に固定されるレンズ付き光透過部材固定部と、発光素子又は受光素子である半導体素子が取り付けられる素子取付部と、をこの順の配列で同軸上に備え、前記レンズ付き光透過部材固定部は、前記素子取付部に連通しており、前記レンズ付き光透過部材は、本体部と、前記本体部の一端に設けられているレンズと、を備え、前記レンズ付き光透過部材の前記本体部は、外径が前記レンズ付き光透過部材固定部の内径に略等しい第１部分と、前記第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部における前記素子取付部側の端部を含む部分である第２部分と、を備えることを特徴とする光モジュールを提供する。
【００１１】
この光モジュールによれば、レンズ付き光透過部材の第２部分が第１部分よりも小径であるため、少なくとも第２部分とレンズ付き光透過部材固定部との隙間に、素子取付部側から接着剤を充填する作業を、容易に行うことができる。よって、レンズ付き光透過部材を接着剤により容易にレセプタクルに接着することができる。このため、レセプタクルを（融点の高い金属等ではなく）樹脂により構成することができるので、光モジュールの低コスト化を図ることもできる。しかも、図９の構造よりも接着剤の塗布可能領域が増大し、レンズ付き光透過部材とレンズ付き光透過部材固定部との接着面積が広くなるので、これらの接着強度を高めることができる。加えて、レンズ付き光透過部材の第２部分とレンズ付き光透過部材固定部との隙間に接着剤を容易に塗布できるため、レンズ付き光透過部材のうち、レンズと、光コネクタが突き当てられる端面と、が接着剤で汚れないようにできる。よって、この汚れにより光路が妨げられる可能性を低減できる。しかも、レンズ付き光透過部材の第１部分の外径は、レンズ付き光透過部材固定部の内径に略等しいため、レンズ付き光透過部材固定部内へのレンズ付き光透過部材の位置決めを容易に行うことができるとともに、接着剤の硬化中に、レンズ付き光透過部材がレンズ付き光透過部材固定部内においてずれ動いてしまうことを好適に抑制することができる。よって、収差増大による光学特性劣化を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明は、本発明の光モジュールの前記レンズ付き光透過部材を、前記レンズ付き光透過部材固定部に挿入する工程と、前記レンズ付き光透過部材を接着剤により前記レンズ付き光透過部材固定部に接着することによって固定する工程と、をこの順に行うことを特徴とする光モジュールの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レンズ付き光透過部材を接着剤により容易にレセプタクルに接着できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る光モジュールを示す断面図であり、特に、光コネクタを差し込んだ状態を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る光モジュールが備えるレンズ付きガラスを示す図であり、このうち図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の下側から見た図である。
【図３】第１の実施形態に係る光モジュールのレセプタクルにレンズ付きガラスを固定する工程の一例を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る光モジュールが備えるレンズ付きガラスを示す図であり、このうち図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の下側から見た図である。
【図５】軸方向において直線状に形成されているレンズ付きガラスを示す図であり、このうち図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の下側から見た図である。
【図６】図５のレンズ付きガラスをレセプタクルに固定する工程を示す光モジュールの断面図である。
【図７】図５のレンズ付きガラスをレセプタクルに固定した状態を示す断面図であり、このうち図７（ａ）はレンズ付きガラス固定部の中心に、図７（ｂ）はレンズ付きガラス固定部の中心からずれた位置に、それぞれ固定された状態を示す。
【図８】図５のレンズ付きガラスを、該レンズ付きガラスとほぼ同径のレンズ付きガラス固定部に固定する工程を示す光モジュールの断面図である。
【図９】特許文献１の光モジュールを示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る光モジュールが備えるレンズ付きガラスの変形例を示す図であり、このうち図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の下側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１６】
〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係る光モジュール１の構成を示す断面図であり、特に、光コネクタ４を差し込んだ状態を示す図である。図２は光モジュール１が備えるレンズ付きガラス３の構成を示す図であり、このうち図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の下側からレンズ付きガラス３を見た図である。図３は光モジュール１のレセプタクル２にレンズ付きガラス３を取り付ける工程の一例を示す断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る光モジュール１は、レンズ付き光透過部材（例えば、レンズ付きガラス３）と、レセプタクル２と、を備える。レセプタクル２は、光コネクタ４が差し込まれる光コネクタ差込部１１と、レンズ付き光透過部材が内部に固定されるレンズ付き光透過部材固定部（例えば、レンズ付きガラス固定部１２）と、発光素子又は受光素子である半導体素子５が取り付けられる素子取付部１３と、をこの順の配列で同軸上に備える。レンズ付き光透過部材固定部は、素子取付部１３に連通している。レンズ付き光透過部材は、本体部３１と、本体部３１の一端に設けられているレンズ３２と、を備える。レンズ付き光透過部材の本体部３１は、外径がレンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい第１部分（例えば、端部３１ａ）と、第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部３１における素子取付部１３側の端部を含む部分である第２部分（例えば、本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂ）と、を備える。また、本実施形態に係る光モジュールの製造方法では、本実施形態に係る光モジュール１のレンズ付き光透過部材を、レンズ付き光透過部材固定部に挿入する工程と、レンズ付き光透過部材を接着剤７によりレンズ付き光透過部材固定部に接着することによって固定する工程と、をこの順に行う。以下、詳細に説明する。
【００１８】
先ず、光モジュール１の構成を説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る光モジュール１は、レセプタクル２と、レンズ付きガラス３と、を備えて構成されている。
【００２０】
レセプタクル２は、光コネクタ差込部１１と、レンズ付きガラス固定部１２と、素子取付部１３と、をこの順の配列で同軸上に備える。すなわち、光コネクタ差込部１１、レンズ付きガラス固定部１２及び素子取付部１３は、光モジュール１の光軸１６に沿って、この順に配置されている。
【００２１】
光コネクタ差込部１１は、円筒状の継ぎ手形状に形成され、該光コネクタ差込部１１内に光コネクタ４を差し込むことが可能となっている。なお、光コネクタ４は、フェルール４１を備え、このフェルール４１内に光ファイバ４２が配置されている。
【００２２】
レンズ付きガラス固定部１２は、筒状（例えば、円筒状）に形成されている。例えば、レンズ付きガラス固定部１２の内径は、光コネクタ差込部１１の内径よりも大径とされている。レセプタクル２は、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１との境界に、レンズ付きガラス固定部１２側に面する段差面１４を有している。この段差面１４は、光軸１６と直交している。この段差面１４には、レンズ付きガラス３の端面３ａ（後述）が突き当てられている。
【００２３】
素子取付部１３は、筒状（例えば、円筒状）に形成されている。例えば、素子取付部１３の内径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径よりも大径とされており、レンズ付きガラス固定部１２と素子取付部１３との境界には段差面１５が形成されている。
【００２４】
この素子取付部１３の内周には、ＣＡＮパッケージ６が、例えば、接着剤８による接着によって取り付けられている。ＣＡＮパッケージ６は、発光素子又は受光素子である半導体素子５を備えている。つまり、素子取付部１３には、発光素子又は受光素子である半導体素子５が取り付けられる。
【００２５】
このような構成のレセプタクル２は、例えば、樹脂により構成されている。レセプタクル２は、例えば、射出成型により作成することができる。
【００２６】
レンズ付きガラス固定部１２は、光コネクタ４の先端をレンズ付きガラス３の端面３ａ（後述）に突き当てることができるよう、光コネクタ差込部１１に連通している。また、レンズ付きガラス固定部１２は、素子取付部１３側からレンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２との隙間９に接着剤７を塗布でき、且つ、レンズ付きガラス３と半導体素子５とを光学的に結合できるように、素子取付部１３に連通している。
【００２７】
図２に示すように、レンズ付きガラス３は、本体部３１と、この本体部３１の一端に設けられているレンズ３２と、を備えて構成されている。レンズ付きガラス３は、例えば、光学研磨或いは型成形により作成することができる。
【００２８】
本実施形態の場合、レンズ付きガラス３の本体部３１は、図２（ａ）の上端から下端に向けて徐々に縮径している。具体的には、例えば、本体部３１はテーパ状に形成されている。本体部３１は、詳細には、円錐の頂部を、円錐の底面と平行な面で切断して除去したような形状である。従って、本体部３１において最も大径の部分は、レンズ３２から遠い側（光コネクタ差込部１１側）の端部３１ａである。この端部３１ａの外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しく設定されている。
【００２９】
レンズ３２は、例えば、半球状に形成されている。図２に示すように、レンズ３２は、その中心がレンズ付きガラス３の中心軸１７に一致するように配置されている。
【００３０】
このようなレンズ付きガラス３は、図１に示すように、端部３１ａの端面３ａが段差面１４に突き当てられ、レンズ３２が素子取付部１３側に位置するように、レンズ付きガラス固定部１２内に配置されている。この状態で、レンズ付きガラス３の中心軸１７は、光軸１６に一致している。そして、レンズ付きガラス３は、接着剤７によりレンズ付きガラス固定部１２の内部に接着することによって固定されている。
【００３１】
ここで、本体部３１の端部３１ａが第１部分であり、本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂが第２部分であると考えると、レンズ付きガラス３の本体部３１は、外径がレンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい第１部分と、第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部３１における素子取付部１３側の端部を含む部分である第２部分と、を備えるものである、と言える。また、本実施形態の場合、第１部分は、レンズ付きガラス３における光コネクタ差込部１１側の端部である。また、本実施形態の場合、本体部３１は、図２（ａ）の上端から下端に向けて徐々に縮径しているため、レンズ付きガラス３は、第１部分から第２部分に亘って徐々に縮径している、と言える。
【００３２】
次に、本実施形態に係る光モジュールの製造方法を説明する。
【００３３】
先ず、図３に示すように、レンズ付きガラス３をレセプタクル２のレンズ付きガラス固定部１２内に配置し、レンズ付きガラス３の端面３ａを段差面１４に突き当てる。この際、レンズ付きガラス３は素子取付部１３側からレンズ付きガラス固定部１２内に挿入する。
【００３４】
ここで、レンズ付きガラス３の端部３１ａの外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい。このため、このようにレンズ付きガラス３をレンズ付きガラス固定部１２内に挿入し、端面３ａを段差面１４に突き当てるだけで、該レンズ付きガラス３を該レンズ付きガラス固定部１２内に容易に位置決めし、レンズ付きガラス３の中心軸１７を光軸１６に一致させることができる。なお、レンズ付きガラス３の端部３１ａの外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しいため、端部３１ａとレンズ付きガラス固定部１２との隙間は極力小さくすることができる。
【００３５】
次に、レンズ付きガラス３を接着剤７によりレンズ付きガラス固定部１２に接着することによって固定する。
【００３６】
この固定は、例えば、図３に示すような接着剤塗布ツール１０を用いて行う。この接着剤塗布ツール１０は、例えば、接着剤を貯留する貯留部１０ａと、この貯留部１０ａよりも細径に形成され先端から接着剤を吐出する吐出部１０ｂと、を備える。なお、吐出部１０ｂの先端の径は、例えば、レンズ付きガラス固定部１２とレンズ付きガラス３との隙間９よりも細径であることが好ましい。
【００３７】
図３に示すように、接着剤塗布ツール１０の吐出部１０ｂの先端を、レンズ付きガラス固定部１２とレンズ付きガラス３との隙間９の近傍に配置した状態で、例えば貯留部１０ａの容積が縮小するように該貯留部１０ａを押圧する。これにより、貯留部１０ａ内の接着剤を、吐出部１０ｂを介して隙間９へ吐出する（滴下する）。これにより、隙間９内に接着剤７を充填する。接着剤７は、例えば、熱硬化性樹脂、又は、紫外線硬化性樹脂からなる。前者の場合には、接着剤７を加熱することにより該接着剤７を硬化させて、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２とを相互に接着する。後者の場合には、接着剤７に紫外線を照射することにより該接着剤７を硬化させて、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２とを相互に接着する。
【００３８】
ここで、レンズ付きガラス３の端部３１ａの外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しいため、接着剤７の硬化中に、レンズ付きガラス３がレンズ付きガラス固定部１２内においてずれ動いてしまうことを好適に抑制することができる。
【００３９】
次に、接着剤８により上述のＣＡＮパッケージ６を素子取付部１３内に固定する。なお、ＣＡＮパッケージ６内の半導体素子５が発光素子、すなわち半導体レーザの場合には、光モジュール１は送信用光モジュールとなる。他方、ＣＡＮパッケージ６内の半導体素子５が受光素子の場合には、光モジュール１は受信用光モジュールとなる。
【００４０】
ここで、素子取付部１３内にＣＡＮパッケージ６を固定する際には、レンズ付きガラス３が固定されたレセプタクル２と、ＣＡＮパッケージ６と、の調芯を、次のようにして行う。すなわち、光モジュール１が送信用光モジュールの場合には、図１に示すように光コネクタ４を光コネクタ差込部１１に差し込んだ状態で、ＣＡＮパッケージ６が備える半導体素子５（半導体レーザ）から出る光を光コネクタ４の光ファイバ４２により受けながら調芯する。また、光モジュール１が受信用光モジュールの場合には、図１に示すように光コネクタ４を光コネクタ差込部１１に差し込んだ状態で、光コネクタ４の光ファイバ４２から出る光をＣＡＮパッケージ６が備える半導体素子５（受光素子）により受けながら調芯する。調芯後、光コネクタ４は光コネクタ差込部１１から取り外す。
【００４１】
以上により、図１に示す構造の光モジュール１が得られる。
【００４２】
以上のような第１の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４３】
第１の実施形態に係る光モジュール１は、レンズ付きガラス３と、レセプタクル２と、を備え、レセプタクル２は、光コネクタ４が差し込まれる光コネクタ差込部１１と、レンズ付きガラス３が内部に固定されるレンズ付きガラス固定部１２と、発光素子又は受光素子である半導体素子５が取り付けられる素子取付部１３と、をこの順の配列で同軸上に備える。レンズ付きガラス固定部１２は、素子取付部１３に連通している。レンズ付きガラス３は、本体部３１と、本体部３１の一端に設けられているレンズ３２と、を備える。そして、レンズ付きガラス３の本体部３１は、外径がレンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい第１部分（端部３１ａ）と、第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部３１における素子取付部１３側の端部を含む部分である第２部分（本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂ）と、を備える。このようにレンズ付きガラス３の第２部分が第１部分よりも小径であるため、少なくとも第２部分とレンズ付きガラス固定部１２との隙間９に、素子取付部１３側から接着剤７を充填する作業を、容易に行うことができる。よって、レンズ付きガラス３を接着剤７により容易にレセプタクル２に接着することができる。このため、レセプタクル２を（融点の高い金属等ではなく）樹脂により構成することができるので、光モジュール１の低コスト化を図ることもできる。しかも、図９の構造よりも接着剤７の塗布可能領域が増大し、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２との接着面積が広くなるので、これらの接着強度を高めることができる。加えて、レンズ付きガラス３の第２部分とレンズ付きガラス固定部１２との隙間９に接着剤を容易に塗布できるため、レンズ付きガラス３のうち、レンズ３２と、光コネクタ４が突き当てられる端面３ａと、が接着剤７で汚れないようにできる。よって、この汚れにより光路が妨げられる可能性を低減できる。しかも、レンズ付きガラス３の第１部分（端部３１ａ）の外径は、レンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しいため、レンズ付きガラス固定部１２内へのレンズ付きガラス３の位置決めを容易に行うことができるとともに、接着剤７の硬化中に、レンズ付きガラス３がレンズ付きガラス固定部１２内においてずれ動いてしまうことを好適に抑制することができる。よって、収差増大による光学特性劣化を抑制することができる。
【００４４】
また、レンズ付きガラス３は、第１部分（本体部３１の端部３１ａ）から第２部分（本体部３１における端部３１ａ以外の部分３１ｂ）に亘って徐々に縮径しているので、接着剤７の塗布可能領域を十分確保することができる。よって、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２との接着強度を十分確保することができる。
【００４５】
また、第１部分（本体部３１の端部３１ａ）は、レンズ付きガラス３における光コネクタ差込部１１側の端部であるため、接着剤７の塗布可能領域を極力拡げることができる。よって、レンズ付きガラス３とレンズ付きガラス固定部１２との接着強度を一層高めることができる。
【００４６】
また、レンズ付きガラス固定部１２の内径は、光コネクタ差込部１１の内径よりも大径であり、レセプタクル２は、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１との境界に、レンズ付きガラス固定部１２側に面する段差面１４を有し、レンズ付きガラスの端面３ａが段差面１４に突き当てられている。よって、レンズ付きガラス３をレンズ付きガラス固定部１２内に挿入するだけで、該レンズ付きガラス３を容易に位置決めすることができる。
【００４７】
ここで、上述したような構造のレンズ付きガラス３に代えて、図５に示すように、本体部５１の全体が円筒状である（径が一定である）レンズ付きガラス５０を用いた場合に、どのような課題があるのかを説明する。
【００４８】
図６は図５に示すレンズ付きガラス５０をレセプタクル２に固定する工程の一例を示す、光モジュールの断面図である。
【００４９】
図５のレンズ付きガラス５０を用いる場合、接着剤の塗布を容易に行えるように、図６に示すように、レンズ付きガラス５０とレンズ付きガラス固定部１２との間に隙間５３を設けることが考えられる。この場合、図７（ａ）に示すように、レンズ付きガラス５０の中心軸１７が光軸１６に一致するように、接着剤５４によってレンズ付きガラス５０をレンズ付きガラス固定部１２に接着できれば問題がない。しかし、レンズ付きガラス５０をレンズ付きガラス固定部１２内に配置するとき、或いは、接着剤５４を硬化させるときなどに、図７（ｂ）に示すようにレンズ付きガラス５０の中心軸１７が光軸１６からずれることがある。この結果、収差が増大し、所望の光学特性が得られなくなる。
【００５０】
他方、図８のようにレンズ付きガラス５０とレンズ付きガラス固定部１２との間にほとんど隙間がない場合には、レンズ付きガラス５０をレンズ付きガラス固定部１２内に配置した後で接着剤５４を塗布しても、この隙間にほとんど接着剤５４が浸透しない。このため、レンズ付きガラス５０とレンズ付きガラス固定部１２との接着強度が不十分になる場合がある。また、先にレンズ付きガラス固定部１２に接着剤５４を塗布してから、該レンズ付きガラス固定部１２内にレンズ付きガラス５０を配置すると、隙間が小さいために、この隙間から接着剤５４がはみ出して、レンズ付きガラス５０のレンズ３２、或いは、光コネクタ４（図１参照）に突き当てられる端面３ａに接着剤５４が付着し、光路が妨げられることがある。
【００５１】
〔第２の実施形態〕
図４は第２の実施形態に係る光モジュール（全体図示略）が備えるレンズ付きガラス６０を示す図であり、このうち図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の下側から見た図である。
【００５２】
本実施形態に係る光モジュールは、上記の第１の実施形態に係る光モジュール１のレンズ付きガラス３に代えて、図４のレンズ付きガラス６０を備える点で、上記の第１の実施形態に係る光モジュール１と相違している。更に、本実施形態に係る光モジュールのレンズ付きガラス固定部１２は、レンズ付きガラス６０の形状に合わせて、四角筒状に形成されている。その他の点については、本実施形態に係る光モジュールは、上記の第１の実施形態に係る光モジュール１と同様に構成されている。
【００５３】
図４に示すように、レンズ付きガラス６０は、本体部６１と、レンズ３２と、を備える。このうち本体部６１は、第１部分６１ａと、第２部分６１ｂと、を備える。第１部分６１ａは、外径がレンズ付きガラス固定部１２の内径に略等しい。第２部分６１ｂは、第１部分６１ａよりも小径であり、且つ、少なくとも本体部６１における素子取付部１３（図１参照）側の端部を含む部分である。ここで、第１部分６１ａの外径は、第１部分６１ａを図４（ｂ）の方向から見たときに第１部分６１ａに外接する円の直径と定義される。同様に、第２部分６１ｂの外径は、第２部分６１ｂを図４（ｂ）の方向から見たときに第２部分６１ｂに外接する円の直径と定義される。
【００５４】
本実施形態の場合、レンズ付きガラス６０は、第１部分６１ａと第２部分６１ｂとの境界に位置する段差６１ｃにおいて径が変化している。本実施形態の場合も、第１部分６１ａは、レンズ付きガラス６０における光コネクタ差込部１１（図１参照）側の端部である。
【００５５】
具体的には、例えば、レンズ付きガラス６０の第１部分６１ａは、相対的に大径の多角柱（例えば、四角柱）からなり、第２部分６１ｂは、相対的に小径の多角柱（例えば、四角柱）からなる。
【００５６】
レンズ付きガラス固定部１２へのレンズ付きガラス６０の固定の仕方は、上記の第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５７】
以上のような第２の実施形態によれば、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第１及び第２部分６１ａ、６１ｂが多角柱形状であるため、レンズ付きガラス６０がレンズ付きガラス固定部１２内において、レンズ付きガラス６０の中心軸１７周りに回転しないようにできるため、上記の第１の実施形態よりも、レンズ付きガラス固定部１２内におけるレンズ付きガラス６０の位置ずれを好適に抑制できる。
【００５８】
上記の各実施形態では、第１部分がレンズ付きガラス３における光コネクタ差込部１１側の端部である例を説明したが、第１部分は、第２部分よりも光コネクタ差込部１１側に位置していれば良く、レンズ付きガラス３における光コネクタ差込部１１側の端部よりも素子取付部１３側に位置していても良い。
【００５９】
また、上記の各実施形態では、レンズ付きガラス固定部１２の内径は、光コネクタ差込部１１の内径よりも大径であり、レセプタクル２は、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１との境界に、レンズ付きガラス固定部１２側に面する段差面１４を有し、レンズ付きガラスの端面３ａが段差面１４に突き当てられている例を説明したが、レンズ付きガラス固定部１２の内径は、光コネクタ差込部１１の内径よりも大径でなくても良く、また、レセプタクル２は、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１との境界に、レンズ付きガラス固定部１２側に面する段差面１４を有していなくても良い。この場合の構造の一例としては、例えば、図９の構造と同様に、レンズ付きガラス固定部１２と光コネクタ差込部１１とが互いに同一の径である構造が挙げられる。
【００６０】
また、上記の各実施形態では、レセプタクル２を樹脂により構成した例を説明したが、レセプタクル２は、その他の材質（例えば、金属等）により構成しても良い。
【００６１】
また、上記の第１の実施形態では、レンズ付きガラス３の本体部３１の形状が、円錐の頂部を、該円錐の底面と平行な面で切断除去したような形状である例を説明したが、本体部３１は、例えば、多角錐の頂部を、該多角錐の底面と平行な面で切断除去したような形状であっても良い。
【００６２】
また、上記の第２の実施形態では、第１及び第２部分６１ａ、６１ｂがそれぞれ多角柱形状である例を説明したが、図１０に示すように、第１及び第２部分６１ａ、６１ｂがそれぞれ円柱形状であっても良い。更に、第１及び第２部分６１ａ、６１ｂのうちの何れか一方が多角柱形状であり、他方が円柱形状であっても良い。更に、第２の実施形態では、本体部６１の径が２段階に変化する例を説明したが、本体部６１の径は、３段階以上に変化しても良い。
【００６３】
また、上記においては、レンズ付き光透過部材がガラスからなる（レンズ付きガラス３である）例を説明したが、レンズ付き光透過部材は、その他の材質（例えば、透明樹脂）により構成しても良い。なお、樹脂よりもガラスの方が屈折率の温度依存性が小さいため、レンズ付き光透過部材はガラスにより構成する方が好ましい。また、レンズ付き光透過部材の屈折率の好ましい範囲は、光ファイバの屈折率を１．４６とすると、例えば、１．３６以上１．５６以下であることが挙げられる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 光モジュール
２ レセプタクル
３ レンズ付きガラス（レンズ付き光透過部材）
３ａ 端面（一端面）
４ 光コネクタ
５ 半導体素子
６ ＣＡＮパッケージ
７ 接着剤
８ 接着剤
９ 隙間
１０ 接着剤塗布ツール
１０ａ 貯留部
１０ｂ 吐出部
１１ 光コネクタ差込部
１２ レンズ付きガラス固定部（レンズ付き光透過部材固定部）
１３ 素子取付部
１４ 段差面
１５ 段差面
１６ 光軸
１７ 中心軸
３１ 本体部
３１ａ 端部（第１部分）
３１ｂ 部分（第２部分）
３２ レンズ
４１ フェルール
４２ 光ファイバ
６０ レンズ付きガラス（レンズ付き光透過部材）
６１ 本体部
６１ａ 第１部分
６１ｂ 第２部分
６１ｃ 段差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ付き光透過部材と、
レセプタクルと、
を備え、
前記レセプタクルは、光コネクタが差し込まれる光コネクタ差込部と、前記レンズ付き光透過部材が内部に固定されるレンズ付き光透過部材固定部と、発光素子又は受光素子である半導体素子が取り付けられる素子取付部と、をこの順の配列で同軸上に備え、
前記レンズ付き光透過部材固定部は、前記素子取付部に連通しており、
前記レンズ付き光透過部材は、本体部と、前記本体部の一端に設けられているレンズと、を備え、
前記レンズ付き光透過部材の前記本体部は、外径が前記レンズ付き光透過部材固定部の内径に略等しい第１部分と、前記第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部における前記素子取付部側の端部を含む部分である第２部分と、を備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記レンズ付き光透過部材は、前記第１部分から前記第２部分に亘って徐々に縮径し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３】
前記レンズ付き光透過部材は、前記第１部分と前記第２部分との境界に位置する段差において径が変化し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４】
前記第１部分は、前記レンズ付き光透過部材における前記光コネクタ差込部側の端部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記レンズ付き光透過部材固定部の内径は、前記光コネクタ差込部の内径よりも大径であり、
前記レセプタクルは、前記レンズ付き光透過部材固定部と前記光コネクタ差込部との境界に、前記レンズ付き光透過部材固定部側に面する段差面を有し、
前記レンズ付き光透過部材の一端面が前記段差面に突き当てられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記レンズ付き光透過部材は、接着剤により前記レンズ付き光透過部材固定部に接着することによって固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記レセプタクルは樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光モジュールの前記レンズ付き光透過部材を、前記レンズ付き光透過部材固定部に挿入する工程と、
前記レンズ付き光透過部材を接着剤により前記レンズ付き光透過部材固定部に接着することによって固定する工程と、
をこの順に行うことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項１】
レンズ付き光透過部材と、
レセプタクルと、
を備え、
前記レセプタクルは、光コネクタが差し込まれる光コネクタ差込部と、前記レンズ付き光透過部材が内部に固定されるレンズ付き光透過部材固定部と、発光素子又は受光素子である半導体素子が取り付けられる素子取付部と、をこの順の配列で同軸上に備え、
前記レンズ付き光透過部材固定部は、前記素子取付部に連通しており、
前記レンズ付き光透過部材は、本体部と、前記本体部の一端に設けられているレンズと、を備え、
前記レンズ付き光透過部材の前記本体部は、外径が前記レンズ付き光透過部材固定部の内径に略等しい第１部分と、前記第１部分よりも小径であり、且つ、少なくとも当該本体部における前記素子取付部側の端部を含む部分である第２部分と、を備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記レンズ付き光透過部材は、前記第１部分から前記第２部分に亘って徐々に縮径し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３】
前記レンズ付き光透過部材は、前記第１部分と前記第２部分との境界に位置する段差において径が変化し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４】
前記第１部分は、前記レンズ付き光透過部材における前記光コネクタ差込部側の端部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記レンズ付き光透過部材固定部の内径は、前記光コネクタ差込部の内径よりも大径であり、
前記レセプタクルは、前記レンズ付き光透過部材固定部と前記光コネクタ差込部との境界に、前記レンズ付き光透過部材固定部側に面する段差面を有し、
前記レンズ付き光透過部材の一端面が前記段差面に突き当てられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記レンズ付き光透過部材は、接着剤により前記レンズ付き光透過部材固定部に接着することによって固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記レセプタクルは樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光モジュールの前記レンズ付き光透過部材を、前記レンズ付き光透過部材固定部に挿入する工程と、
前記レンズ付き光透過部材を接着剤により前記レンズ付き光透過部材固定部に接着することによって固定する工程と、
をこの順に行うことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２０４６４４（Ｐ２０１０−２０４６４４Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１３４２（Ｐ２０１０−１１３４２）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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