專利名稱：光學(xué)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于發(fā)送、接收或發(fā)送接收多個光信號的光學(xué)模塊。
背景技術(shù)：
在光通訊系統(tǒng)的末端中使用了一種將由電信號轉(zhuǎn)換的光信號發(fā)送到光纖等光傳輸路徑中的光學(xué)模塊或者從光傳輸路徑中接收光信號的光學(xué)模塊，特別地，使用已安裝用于應(yīng)發(fā)送或接收多個光信號的PD陣列和LD陣列的光學(xué)模塊。
圖15是用于說明用多個受光元件(光電二極管PD)接收來自多個光纖的光信號的接收用光學(xué)模塊的俯視圖。
如圖15所示，光學(xué)模塊120具備具有多個光纖121的光纖群122、具有分別接收來自光纖群122的各光纖121的光信號的多個受光元件(PD)123的PD陣列124、介于該P(yáng)D陣列124和光纖群122之間而設(shè)置的并用于在光纖群122的各光纖121和上述PD陣列124的各PD123之間分別引導(dǎo)光信號的透鏡部件125。透鏡部件125具備多個光纖側(cè)凸透鏡126和多個PD側(cè)凸透鏡127且并排配置。
從各光纖121射出的光信號由光纖側(cè)凸透鏡126校準(zhǔn)，且該已校準(zhǔn)的光(平行光)由PD側(cè)凸透鏡127會聚并在約為焦點(diǎn)位置上，由各PD123接收。在該光學(xué)模塊中，在各光纖和與之對應(yīng)的PD的每個組合中均設(shè)有一組凸透鏡(顯微透鏡)，因此可使來自光纖121的光信號與每個PD123結(jié)合。
再有，作為具有圖15所示構(gòu)成的光學(xué)模塊的技術(shù)文獻(xiàn)信息如下特開2005-31556號公報。
雖然現(xiàn)有光學(xué)模塊120所安裝的透鏡半徑125并排配置多個顯微透鏡且分別校準(zhǔn)多個光信號，但例如，由于規(guī)定了PD陣列124的PD123之間的間隔等原因，所以在光纖121間的間隔(間距)或者PD123間的間隔小的情況下，必須縮小凸透鏡的直徑(有效直徑或口徑)。此外，光纖121的NA(開口數(shù))已確定，且其出射光(信號光)以預(yù)定擴(kuò)散角射出。因此，要想使光纖121的出射光毫無遺漏地入射到小直徑的透鏡中(在出射光的光束直徑比透鏡直徑小期間入射)，就必須將LD或PD123設(shè)置在透鏡部件125的最靠近PD側(cè)透鏡127的附近。
但是，由于具備LD或PD的LD封裝或PD封裝結(jié)構(gòu)上的原因，存在不能配置在透鏡焦距以內(nèi)的問題。即，在光學(xué)模塊中，由于LD封裝和PD封裝的結(jié)構(gòu)，存在不能將LD和PD配置在預(yù)定位置上的問題。
此外，通常，如果凸透鏡上附著微量塵埃和雜質(zhì)(污染物)，則透過該透鏡的光信號變差。在現(xiàn)有光學(xué)模塊120中，由于凸透鏡的直徑小，所以污染物相對透鏡直徑(光信號直徑)的尺寸變大，因此，存在附著在透鏡表面上的污染物使光信號變差的問題。
再有，如圖16所示，在使多個光信號(例如四個)聚焦到以預(yù)定間隔配置的多個光纖132中時，如果使多個光信號入射到具有可入射直徑的一個透鏡131中，則經(jīng)透鏡131射出的各光信號的光軸未互相平行，由于傾斜地入射到并排配置的多個光纖132中而發(fā)生結(jié)合損失。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明為解決上述問題，其目的是提供能夠不使多個光信號變差而進(jìn)行收發(fā)并可在光學(xué)模塊內(nèi)將LD或PD配置在預(yù)定位置上的光學(xué)模塊。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，方案1的發(fā)明是一種光學(xué)模塊，其具備具有多個光傳輸路徑的光波導(dǎo)體群、具有分別接收來自光波導(dǎo)體群的各光傳輸路徑的光信號或向各光傳輸路徑發(fā)送光信號的多個光電元件的光電元件群、以及介于該光電元件群和上述光波導(dǎo)體群之間設(shè)置的并用于在上述光波導(dǎo)體群的各光傳輸路徑和上述光電元件群的各光電元件之間分別進(jìn)行光信號的發(fā)送或接收的透鏡部件，其中，上述透鏡部件具備與上述光波導(dǎo)體群相對地配置并具有比上述光波導(dǎo)體群中彼此間相距最遠(yuǎn)的兩個光傳輸路徑的光軸間距離大的有效直徑的第一凸透鏡以及與上述光電元件群相對地配置并具有比上述光電元件群中彼此間相距最遠(yuǎn)的兩個光電元件的光軸間距離大的有效直徑的第二凸透鏡，上述第一凸透鏡為使來自光波導(dǎo)體群的各光傳輸路徑的光信號成為平行光或使通過透鏡部件的光信號會聚到各光傳輸路徑中而形成，上述第二凸透鏡為使來自光電元件群的各光電元件的光信號成為平行光或使通過透鏡部件的光信號會聚到各光電元件上而形成，且是使通過上述透鏡部件的各光信號的平行光在大體同一處相交而形成。
方案3的發(fā)明是根據(jù)方案1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，上述透鏡部件由大體為長方體的透鏡塊形成，第一凸透鏡形成于透鏡塊的一側(cè)上，第二凸透鏡形成于與形成該第一凸透鏡的一側(cè)相對的一側(cè)上。
方案4的發(fā)明是根據(jù)方案1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，上述透鏡部件由大體為長方體的透鏡塊形成，第一凸透鏡形成于透鏡塊的一側(cè)上，第二凸透鏡形成于與形成該第一凸透鏡的一側(cè)正交的透鏡塊一側(cè)上，在透鏡塊內(nèi)形成使第一凸透鏡的光軸和第二凸透鏡的光軸結(jié)合的反射鏡。
方案5的發(fā)明是根據(jù)方案1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，上述透鏡塊形成大體為長方體，在該長方體的一側(cè)上形成一對第一凸透鏡，在與該其中一個第一凸透鏡的長方體側(cè)相對的一側(cè)上形成第二凸透鏡，在與另一個第一凸透鏡正交的長方體側(cè)上形成另一個第二凸透鏡的同時，在其間形成反射鏡。
方案6的發(fā)明是根據(jù)方案4或5所述的光學(xué)模塊，其特征在于，在上述透鏡塊上形成用于在使上述第一凸透鏡的光軸和上述第二凸透鏡的光軸結(jié)合的位置上形成上述反射鏡的中空孔。
方案7的發(fā)明是根據(jù)方案3～6中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于，上述透鏡部件由與形成上述第一凸透鏡和上述第二凸透鏡的材料相同的材料形成大體為長方體的透鏡塊，在其一側(cè)上形成與上述第一凸透鏡口徑大體相等的凹部，在該凹部中形成第一凸透鏡的同時，在透鏡塊的另一側(cè)面上形成與上述第二凸透鏡口徑大體相等的凹部，在該凹部中形成第二凸透鏡。
方案8的發(fā)明是根據(jù)方案3～7中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于，在形成上述透鏡塊的第一凸透鏡或第二凸透鏡的面上形成用于與光連接器等外部部件進(jìn)行定位并嵌合的嵌合用突起或嵌合用槽，上述凹部形成上述第二凸透鏡的焦點(diǎn)位于凹部開口面上的深度。
方案9的發(fā)明是根據(jù)方案1～8中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于，上述第一凸透鏡的焦距和上述第二凸透鏡的焦距不同。
方案10的發(fā)明是根據(jù)方案1～9中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于，上述光波導(dǎo)體群是一維排列或二維排列的多個光纖。
方案11的發(fā)明是根據(jù)方案1～10中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于，上述光電元件群是一維排列或二維排列的多個受光元件或發(fā)光元件。
方案12的發(fā)明是根據(jù)方案11所述的光學(xué)模塊，其特征在于，上述光電元件群設(shè)置于基板上，將在上述光電元件群的上方形成光學(xué)透明窗的帽固定于基板上，以氣密密封住上述光電元件群。
根據(jù)本發(fā)明，可發(fā)揮的優(yōu)良效果是能夠不使多個光信號變差并進(jìn)行收發(fā)并能夠在光學(xué)模塊內(nèi)將LD或PD配置在預(yù)定位置上。


圖1是表示優(yōu)選第一實(shí)施方式的光學(xué)模塊的俯視圖。
圖2是表示優(yōu)選第二實(shí)施方式的光學(xué)模塊的俯視圖。
圖3是表示優(yōu)選第三實(shí)施方式的光學(xué)模塊的透鏡部件的透視立體圖。
圖4是表示圖3中透鏡部件的變形例的俯視圖。
圖5是表示圖4中透鏡部件和光連接器之間的連接結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖6(a)是表示優(yōu)選第四實(shí)施方式的光學(xué)模塊的透鏡部件詳細(xì)情況的透視立體圖，(b)是(a)中透鏡部件的表面圖。
圖7是表示第四實(shí)施方式的光學(xué)模塊的俯視圖。
圖8是表示優(yōu)選第五實(shí)施方式的光學(xué)模塊的透鏡部件的透視立體圖。
圖9(a)是表示第五實(shí)施方式的光學(xué)模塊的立體圖，(b)是(a)中光學(xué)模塊的后側(cè)立體圖，(c)是(a)中光學(xué)模塊的主視圖，(d)是(a)中光學(xué)模塊的側(cè)視圖。
圖10是表示CAN型PD的圖，(a)是立體圖，(b)是剖視圖。
圖11是表示陶瓷封裝的立體圖。
圖12是表示第一～第五實(shí)施方式的光學(xué)模塊的透鏡部件變形例的俯視圖。
圖13是表示光電元件群例子的立體圖。
圖14是表示光電元件群其它例子的立體圖。
圖15是表示現(xiàn)有光學(xué)模塊的模式圖。
圖16是表示現(xiàn)有透鏡部件的模式圖。
圖中10-光學(xué)模塊 11-光傳輸路徑 12-光波導(dǎo)體群13-光電元件 14-光電元件群 15-透鏡部件16-第一凸透鏡17-第二凸透鏡 31-透鏡塊64-反射鏡L1～L4-光信號具體實(shí)施方式
以下，基于參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選第一實(shí)施方式。
如圖1所示，本實(shí)施方式的光學(xué)模塊具備具有多個光傳輸路徑11的光波導(dǎo)體群12、具有分別接收來自光波導(dǎo)體群12的各光傳輸路徑11的光信號L1～L4的多個光電元件13的光電元件群14、以及用于在該光電元件群14和光波導(dǎo)體群12之間分別接收或發(fā)送光信號L1～L4的透鏡部件15。
將多個光傳輸路徑11配置為一列以使各光傳輸路11的光軸平行。使用光纖來作為光傳輸路徑11，且可舉出光纖陣列或平面型光導(dǎo)波路元件來作為光波導(dǎo)體群。光電元件群14將多個光電元件13其受光面朝向同一方向(使受光面的光軸平行)地配置成一列，可舉出光電二極管陣列(PD陣列)。作為光電元件13，可舉出接收光信號的受光元件，作為受光元件13，以光電二極管為佳。在本實(shí)施方式中，為接收四波道的光信號，分別設(shè)置四個光傳輸路徑11及光電元件13。
透鏡部件15具備第一凸透鏡16及第二凸透鏡17。第一凸透鏡16與光波導(dǎo)體群12相對地配置，且具有比光波導(dǎo)體群12中相距最遠(yuǎn)的兩個光傳輸路徑11、11的光軸間距離大的有效直徑。第二凸透鏡17與光電元件群14相對地配置，且具有比光電元件群14中相距最遠(yuǎn)的兩個光電元件13、13的光軸間距離大的有效直徑。
在本實(shí)施方式中，第一凸透鏡16及第二凸透鏡17相同地形成。即，透鏡直徑(有效直徑)、曲率、形成透鏡的材料(折射率)相同。再有，將第一凸透鏡16及第二凸透鏡17彼此相對地配置。
第一凸透鏡16其光波導(dǎo)體群12側(cè)的透鏡面18形成為非球面，第二凸透鏡17其光電元件群14側(cè)透鏡面18形成為非球面。而且，第一凸透鏡16及第二凸透鏡17其各自的與另一個凸透鏡相對的一側(cè)形成為平面19。在該實(shí)施方式中，雖然透鏡面18形成為非球面，但也可以形成為球面透鏡。此外，第一凸透鏡16及第二凸透鏡17的彼此相對的面雖然在本實(shí)施方式中形成為平面19，但也可以是凹面、凸面等任意形狀。
再有，第一凸透鏡16及第二凸透鏡17是為在以下說明的光路中傳輸多個光信號L1～L4而形成及配置的。
經(jīng)各光傳輸路徑11射出的光信號L1～L4使其直徑(光束直徑)擴(kuò)散的同時入射到第一凸透鏡16中。該光信號L1～L4在透鏡面18和平面19折射變化，經(jīng)第一凸透鏡16射出的光信號L1～L4其光軸(主光軸)被彎曲，同時，成為平行光并射向第二凸透鏡17。這時，多個光信號L1～L4在第一凸透鏡16中入射到外側(cè)的光信號、光軸的偏角(傳輸角)較大，靠近中心的光軸偏角較小。因此，經(jīng)第一凸透鏡16射出并分別成為平行光的多個光信號L1～L4大體在同一處(圖中，○C1)相交。
在第二凸透鏡17中，在第一凸透鏡16中校準(zhǔn)的平行光的光軸相互平行，同時，各平行光會聚到各光電元件13中。
在圖1中，說明將光電元件13作為受光元件并用受光元件接收從光纖射出的光的光學(xué)模塊，但是也可以將光電元件13用作發(fā)光元件并使經(jīng)發(fā)光元件射出的光入射到光纖中。作為發(fā)光元件最好是使用激光器二極管(LD)，作為光電元件群14，可舉出激光器二極管陣列(LD陣列)。這時，經(jīng)光電元件射出的多個光信號僅僅是其傳輸方向與圖1所示的光信號的傳輸方向相反，對于其它作用則相同。
根據(jù)本實(shí)施方式的光學(xué)模塊10，在分別傳輸多個光信號時，使用直徑(有效直徑)比彼此之間相距最遠(yuǎn)的光傳輸路徑11的光軸間距離大的凸透鏡，所以即使使透鏡部件15和光波導(dǎo)體群12之間的距離比現(xiàn)有光學(xué)模塊大，也能夠使從各光傳輸路徑11射出的并以預(yù)定擴(kuò)散角擴(kuò)散的光信號毫無遺漏地入射到透鏡部件15中。
因此，能夠不損失光信號且能夠使入射到透鏡部件15中或從透鏡部件15射出的光的焦距比現(xiàn)有透鏡部件大，所以能夠?qū)⒐怆娫?4和光波導(dǎo)體群12在期望位置上與透鏡部件15以光學(xué)方式連接。例如，由于規(guī)定了光電元件群14的結(jié)構(gòu)或尺寸(取決于規(guī)格)，所以能夠連接若距透鏡部件15的距離不是預(yù)定長度以上就不能連接的LD陣列或PD陣列，并能夠?qū)崿F(xiàn)將此類LD陣列或PD陣列一體連接到透鏡部件15上的光學(xué)模塊。
作為另一例子，能夠在光電元件群和凸透鏡之間插入用于氣密密封的帽(參照后述的第五實(shí)施方式)或隔離器等的光學(xué)元件。
此外，由于透鏡部件15能夠使各光信號L1～L4的光軸相互平行地射出，所以在將光電元件13用作發(fā)光元件且使經(jīng)發(fā)光元件射出的光入射到光纖的狀態(tài)下，不能使光信號的光學(xué)特性變差(特別是光強(qiáng)度)并由各光纖接收。
再有，由于光學(xué)模塊10在使透鏡部件15的第一凸透鏡16及第二凸透鏡17的直徑比現(xiàn)有光學(xué)模塊120的凸透鏡126、127(參照圖15)大的同時，使光波導(dǎo)體群12及光電元件群14與透鏡部件15的距離變長且使光信號直徑擴(kuò)大并入射到透鏡部件15中，所以可減小附著在透鏡面18上的塵埃對光信號的不良影響。
接著，說明優(yōu)選的第二實(shí)施方式的光學(xué)模塊。
如圖2所示，本實(shí)施方式的光學(xué)模塊20其透鏡部件21形成為柱體狀，在該柱體一端形成第一凸透鏡16，在另一端形成第二凸透鏡17。
即，透鏡部件21是在第一凸透鏡16和第二凸透鏡17介入透鏡間部件22并為由同一材料形成一體。相對于在圖1的光學(xué)模塊10中，第一凸透鏡16和第二凸透鏡17間的介質(zhì)是空氣，本實(shí)施方式的光學(xué)模塊20在第一凸透鏡16和第二凸透鏡17之間由與這兩個凸透鏡16、17相同折射率的介質(zhì)形成這點(diǎn)上不同。
在透鏡部件21中，多個光信號與圖1中光學(xué)模塊相同，在分別成為平行光的同時在大體同一處相交。但在透鏡部件21內(nèi)，由于沒有折射率的邊界，不存在如圖1所示的在平面19上的折射變化。
由于透鏡部件21一體形成第一凸透鏡16和第二凸透鏡17，所以具有以下優(yōu)點(diǎn)如果一次形成透鏡部件21，則無需調(diào)整透鏡間的光軸。
接著，說明優(yōu)選的第三實(shí)施方式的光學(xué)模塊。
如圖3所示，在本實(shí)施方式中，透鏡部件30具備第一凸透鏡16、第二凸透鏡17和大體為長方體形狀的透鏡塊31，在透鏡塊31的一面32形成第一凸透鏡16，在與形成該第一凸透鏡16的面32相對的透鏡塊31的面33上形成第二凸透鏡17。
具體地，在透鏡塊的一面32上形成與第一凸透鏡16的透鏡直徑大體相等的圓柱狀的凹部34，且在該凹部34的底面上設(shè)有第一凸透鏡16。同樣地，在上述相對的透鏡塊31的面33上也形成同一形狀的凹部35，且在凹部35的底面上形成第二凸透鏡17。第一凸透鏡16、第二凸透鏡17及透鏡塊31用相同材料形成一體，在第一凸透鏡16和第二凸透鏡17之間用形成透鏡塊的材料填充。在本實(shí)施方式中，用樹脂形成透鏡部件30。以上，本實(shí)施方式的光學(xué)模塊其透鏡部件30在光信號的傳輸中與圖2中所示的透鏡部件21等價，且具有與圖2中光學(xué)模塊20相同的作用效果。
再有，如圖4所示，在形成第一凸透鏡16的面32上可以形成用于與光纖所連接的光連接器等的外部部件進(jìn)行定位并嵌合的嵌合用突起41(圖中為兩個)。如圖1所示，第一凸透鏡16其焦點(diǎn)與光纖陣列等的光波導(dǎo)體群12對齊。在光纖所連接的光連接器的端面上形成嵌合用槽的情況下，使光連接器的出射端面位于多個光信號所會聚的位置而進(jìn)行定位并形成嵌合用突起41。此外，與此同時調(diào)整凹部34的深度d。具體地，如圖5所示，調(diào)整凹部34的深度d以使第一凸透鏡16的焦點(diǎn)位置F位于凹部34的開口面43上。這樣，僅通過使光連接器42與透鏡塊31的面32抵觸，便可使第一凸透鏡16的焦點(diǎn)位于收容在光連接器42中的光纖11的端面上。因此，僅通過將透鏡部件40的嵌合用突起41(參照圖4)嵌入光連接器42的嵌合用槽(未圖示)中，不進(jìn)行調(diào)芯作業(yè)也能夠使各光信號的光軸與光連接器的各光傳輸路徑一致并能夠?qū)⑼哥R部件40連接到光連接器上。
嵌合用突起41可形成在第二凸透鏡17所形成的透鏡塊面33上，也可形成在透鏡塊31的兩面32、33上。再有，在連接器等的外部部件上形成嵌合用突起的情況下，可取代嵌合用突起41而形成嵌合用槽。
接著，說明優(yōu)選的第四實(shí)施方式的光學(xué)模塊。
如圖6(a)及圖6(b)所示，本實(shí)施方式的光學(xué)模塊其透鏡部件60具備形成大體為長方體的透鏡塊61，在該大體為長方體的一面62上形成第一凸透鏡16，在與形成該一個第一凸透鏡16的面62正交的透鏡塊61的面63上形成了第二凸透鏡，同時，在其間形成了反射鏡64(反射鏡面)。
具體地，在透鏡塊61中形成用于在使第一凸透鏡16的光軸和第二凸透鏡17的光軸結(jié)合的位置上形成反射鏡面64的中空孔65。在透鏡部件60內(nèi)，使第一凸透鏡16的光軸和第二凸透鏡17的光軸正交，且反射鏡面64相對兩光軸約45°傾斜地形成。此外，對于中空孔65的深度，在從透鏡塊61的上方形成中空孔65的情況下，中空孔65的底面65a可位于比第一凸透鏡(第二凸透鏡)靠下的位置上。
圖7是用于說明具備圖6所示的透鏡部件60的光學(xué)模塊的光信號傳輸?shù)母┮晥D。
如圖7所示，在光學(xué)模塊50中，經(jīng)光波導(dǎo)體群12射出的多個光信號在保持與彼此的光軸平行的同時各個光信號直徑擴(kuò)大并入射到第一凸透鏡16中。在第一凸透鏡16中，各個光信號分別為平行光，且多個光信號之間其光軸會聚。成為各平行光的多個光信號由反射鏡64反射，并射向第二凸透鏡。在第二凸透鏡17中使多個光信號的光軸平行，且各光信號會聚在各光電元件13上。
在本實(shí)施方式中，雖然在成為各平行光的多個光信號大體在同一地點(diǎn)相交的位置(圖中，○C2)上設(shè)有反射鏡64，但是反射鏡64也可設(shè)置在成為各平行光的多個光信號相交前反射這些光信號的位置上，或可設(shè)置在多個光信號相交后反射這些光信號的位置上。
接著，說明優(yōu)選的第五實(shí)施方式的光學(xué)模塊。
如圖8所示，本實(shí)施方式的光學(xué)模塊其透鏡部件70具備大體為長方體的透鏡塊71；兩個第一凸透鏡16a、16b；以及兩個第二凸透鏡17a、17b；在透鏡塊71的一側(cè)面72上形成一對第一凸透鏡16a、16b，在與形成其中一個第一凸透鏡16a的面72相對側(cè)的面73上形成一個第二凸透鏡17a，在與另一個第一凸透鏡16b正交的透鏡塊71的面75上形成另一個第二凸透鏡17b，同時，形成為使另一個第一凸透鏡16b的光軸和另一個第二凸透鏡17b的光軸結(jié)合而反射的反射鏡64。反射鏡64形成中空孔65，其用于在第一凸透鏡16b的光軸和第二凸透鏡17b的光軸正交的位置上形成反射鏡面64。
即，本實(shí)施方式的透鏡部件70將圖4所示的透鏡部件40和圖6(a)所示的透鏡部件60并排配置在一個透鏡塊中并形成一體，與在一個凹部74中形成一對第一凸透鏡16a、16b的透鏡部件大體相同。
本實(shí)施方式的光學(xué)模塊，例如，在一個第一凸透鏡16a側(cè)連接作為發(fā)送用的光波導(dǎo)體的未圖示的多個發(fā)送用光纖，在另一個第一凸透鏡16b側(cè)連接作為接收用的光波導(dǎo)體的未圖示的多個接收用光纖，在一個第二凸透鏡17a側(cè)設(shè)有作為發(fā)送用的光電元件群(發(fā)光元件群)的未圖示LD陣列，在另一個第二凸透鏡17b側(cè)設(shè)有作為接收用的光電元件群(受光元件群)的未圖示PD陣列。
在本實(shí)施方式的光學(xué)模塊中，從發(fā)光元件群射出的光信號(L1s，L4s)經(jīng)透鏡部件70而傳輸?shù)脚c其相對的發(fā)送用光波導(dǎo)體群中，來自接收用的光波導(dǎo)體群的光信號(L1r，L4r)在透鏡部件70內(nèi)由反射鏡64反射并由受光元件群接收。
說明使用圖8的透鏡部件70的光學(xué)模塊。
如圖9(a)～圖9(d)所示，光學(xué)模塊80在收容圖8的透鏡部件70的透鏡容納部81中安裝作為接收用光電元件群的CAN型PD82和作為發(fā)送用光電元件群的CAN型LD83并與透鏡部件70以光學(xué)方式連接。CAN型PD82設(shè)置在朝向圖8中第二凸透鏡17b的一側(cè)，CAN型PD83設(shè)置在朝向圖8中第二凸透鏡17a的一側(cè)。光學(xué)模塊80上在朝向透鏡部件70的一對第一凸透鏡16a、16b(參照圖8)的一側(cè)一體設(shè)置已連接發(fā)送用及接收用光波導(dǎo)體群的多芯連接器所插入的光收發(fā)器盒84。標(biāo)記85是插入多芯連接器的插入口，標(biāo)記86是將已插入的多芯連接器固定在光收發(fā)器盒84內(nèi)的卡緊部件。
如圖10(a)所示，CAN型PD82將PD陣列14裝入CAN封裝87中。CAN封裝87的構(gòu)成包括在圓板狀的基板88上配設(shè)連接到PD陣列的相關(guān)電路元件(未圖示)且電連接到PD陣列14及相關(guān)電路元件上的同時設(shè)有貫通于基板88并延伸到基板背面的輸入輸出銷89而構(gòu)成的CAN封裝主體90、以及用于氣密密封PD陣列14的帽91。如圖10(b)所示，帽91其上面由光學(xué)透明(使光信號穿過)的玻璃窗92形成，且覆蓋在基板88上所設(shè)的PD陣列14，從而密封形成收容PD陣列14的空間。為保持PD陣列14的高氣密性，帽91最好是用焊錫、低熔點(diǎn)玻璃或銀焊等焊接并固定在基板88上。
但是，為了將CAN型PD82安裝在光學(xué)模塊80上，必須將PD陣列14和第二凸透鏡17的間隔設(shè)為大于玻璃窗92的厚度w和連接線93的高度h的和。
在現(xiàn)有光學(xué)模塊中，凸透鏡的焦距小于覆蓋PD陣列14周圍的帽的圓周壁高度(上述玻璃窗92的厚度w和連接線93的高度h的和)，因而無法安裝CAN型PD82。
但是，如圖8所述，本實(shí)施方式的光學(xué)模塊80具備設(shè)有加大有效直徑及曲率半徑并增大焦距的第二凸透鏡的透鏡部件70。這樣，能夠使第二凸透鏡17b的焦距到達(dá)CAN型封裝87內(nèi)的PD陣列14，所以能夠安裝CAN型PD82。
因此，本實(shí)施方式的光學(xué)模塊80能夠安裝具有氣密密封PD陣列14的結(jié)構(gòu)的CAN型PD82(CAN型LD83)，所以水分等從外部無法浸入光電元件群14中并能夠提高光電元件的可靠性、耐久性。
此外，CAN封裝87價格低廉，通過使用CAN封裝87能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)模塊的低成本化。
再有，取代CAN封裝87也可使用在陶瓷上設(shè)有氣密密封用的玻璃帽的陶瓷封裝。例如，圖11所示的陶瓷封裝94通常為了安裝晶體振蕩器等以制造電學(xué)模塊而使用。陶瓷封裝94在用陶瓷形成的基板95上設(shè)有電氣布線圖形96的同時，沿基板95周圍設(shè)有密封圈97。密封圈97上面形成玻璃窗(未圖示)。這樣，密封圈97和玻璃窗與上述帽91一樣，氣密密封配設(shè)在基板95上的光電元件群。
在第一～第五實(shí)施方式中，雖然第一凸透鏡16和第二凸透鏡17形成相同，但也可以使第一凸透鏡16的透鏡面18的曲率和第二凸透鏡17的透鏡面18的曲率互不相同地形成。
如圖12所示，透鏡部件101通過使其第二凸透鏡103的曲率比第一凸透鏡102的曲率大而形成。這樣，第二凸透鏡103的焦距能夠比第一凸透鏡102的焦距長。因此，使透鏡部件101和光波導(dǎo)體群12的距離(第一凸透鏡102的焦距)、透鏡部件101和光電元件群14的距離(第二凸透鏡103的焦距)不同，并能夠安裝光波導(dǎo)體群12及光電元件群14。
此外，在透鏡部件101中，能夠使各光信號的第二凸透鏡103側(cè)的焦點(diǎn)間距離(間距)S2大于第一凸透鏡102側(cè)的焦點(diǎn)間距離S1。因此，能夠使第一凸透鏡102側(cè)的焦點(diǎn)間S1距離和第二凸透鏡103側(cè)的焦點(diǎn)間距離S2不同，并能夠與并排配置的各光電元件13、13間的間距或各光傳輸路徑11、11間的間距無關(guān)地在多個光電元件13或多個光傳輸路徑11中分別對齊光軸，且能夠連接光電元件群14或光波導(dǎo)體群12。
在以上說明的光學(xué)模塊中，為了四波道發(fā)送和/或接收光信號，光波導(dǎo)體群12具備將四條光傳輸路徑配置為一列即一維排列的四條光傳輸路徑，光電元件群14也具備一維排列的四個光電元件。但是，光傳輸路徑11及光電元件13也可以是二維排列。
例如，如圖13所示，作為光電元件群，除了將由一組受光部(受光區(qū)域)112和與該受光部112連接的電線部113構(gòu)成的PD四個為一列地排列在基本材料111上的一維排列的光電元件群110以外，如圖14所示，也可使用將一組PD配置為橫四個×縱四個的二維排列的光電元件群114。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)模塊，其具備具有多個光傳輸路徑的光波導(dǎo)體群、具有分別接收來自光波導(dǎo)體群的各光傳輸路徑的光信號或向各光傳輸路徑發(fā)送光信號的多個光電元件的光電元件群、以及介于該光電元件群和上述光波導(dǎo)體群之間設(shè)置的并用于在上述光波導(dǎo)體群的各光傳輸路徑和上述光電元件群的各光電元件之間分別進(jìn)行光信號的發(fā)送或接收的透鏡部件，其特征在于上述透鏡部件具備與上述光波導(dǎo)體群相對地配置并具有比上述光波導(dǎo)體群中彼此間相距最遠(yuǎn)的兩個光傳輸路徑的光軸間距離大的有效直徑的第一凸透鏡以及與上述光電元件群相對地配置并具有比上述光電元件群中彼此間相距最遠(yuǎn)的兩個光電元件的光軸間距離大的有效直徑的第二凸透鏡，上述第一凸透鏡為使來自光波導(dǎo)體群的各光傳輸路徑的光信號成為平行光或使通過透鏡部件的光信號會聚到各光傳輸路徑中而形成，上述第二凸透鏡為使來自光電元件群的各光電元件的光信號成為平行光或使通過透鏡部件的光信號會聚到各光電元件上而形成，且使通過上述透鏡部件的各光信號的平行光在大體同一處相交而形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述透鏡部件形成為柱體狀，在該柱體的一個端部上形成第一凸透鏡，在另一端部上形成第二凸透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述透鏡部件由大體為長方體的透鏡塊形成，第一凸透鏡形成于透鏡塊的一側(cè)上，第二凸透鏡形成于與形成該第一凸透鏡的一側(cè)相對的一側(cè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述透鏡部件由大體為長方體的透鏡塊形成，第一凸透鏡形成于透鏡塊的一側(cè)上，第二凸透鏡形成于與形成該第一凸透鏡的一側(cè)正交的透鏡塊一側(cè)上，在透鏡塊內(nèi)形成使第一凸透鏡的光軸和第二凸透鏡的光軸結(jié)合的反射鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述透鏡塊形成大體為長方體，在該長方體的一側(cè)上形成一對第一凸透鏡，在與該其中一個第一凸透鏡的長方體側(cè)相對的一側(cè)上形成第二凸透鏡，在與另一個第一凸透鏡正交的長方體側(cè)上形成另一個第二凸透鏡的同時，在其間形成反射鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光學(xué)模塊，其特征在于在上述透鏡塊上形成用于在使上述第一凸透鏡的光軸和上述第二凸透鏡的光軸結(jié)合的位置上形成上述反射鏡的中空孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求3～6中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述透鏡部件由與形成上述第一凸透鏡和上述第二凸透鏡的材料相同的材料形成大體為長方體的透鏡塊，在其一側(cè)上形成與上述第一凸透鏡口徑大體相等的凹部，在該凹部中形成第一凸透鏡的同時，在透鏡塊的另一側(cè)面上形成與上述第二凸透鏡口徑大體相等的凹部，在該凹部中形成第二凸透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求3～7中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于在形成上述透鏡塊的第一凸透鏡或第二凸透鏡的面上形成用于與光連接器等外部部件進(jìn)行定位并嵌合的嵌合用突起或嵌合用槽，上述凹部形成上述第二凸透鏡的焦點(diǎn)位于凹部開口面上的深度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述第一凸透鏡的焦距和上述第二凸透鏡的焦距不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述光波導(dǎo)體群是一維排列或二維排列的多個光纖。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述光電元件群是一維排列或二維排列的多個受光元件或發(fā)光元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)模塊，其特征在于上述光電元件群設(shè)置于基板上，將在上述光電元件群的上方形成光學(xué)透明窗的帽固定在基板上，以氣密密封住上述光電元件群。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)模塊，能不使多個光信號變差并將LD或PD配設(shè)在預(yù)定位置上，具備具有多個光傳輸路徑的光波導(dǎo)體群、具有多個光電元件的光電元件群、以及介于光電元件群和光波導(dǎo)體群之間設(shè)置的透鏡部件，其具有與光波導(dǎo)體群相對地配置并具有比光波導(dǎo)體群中彼此間相距最遠(yuǎn)的兩個光傳輸路徑的光軸間距離大的有效直徑的第一凸透鏡以及與光電元件群相對地配置并具有比光電元件群中彼此間相距最遠(yuǎn)的兩個光電元件的光軸間距離大的有效直徑的第二凸透鏡，第一凸透鏡為使來自各光傳輸路徑的光信號成為平行光而形成，第二凸透鏡為使通過透鏡部件的光信號會聚到各光電元件中而形成，且使通過透鏡部件的各光信號的平行光在大體同一處相交而形成。
文檔編號H04B10/12GK1959452SQ20061009311
公開日2007年5月9日 申請日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者石神良明, 須永義則, 田村健一 申請人:日立電線株式會社