CN103460098A - 光学模块及光学模块的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光学模块(50)的制造方法,其中执行以下步骤:位置对准步骤,其中,在使用不可见光照射树脂构件(32)和光学元件(27)的同时,通过用摄像机(76)观察树脂构件(32)和在光纤联接单元(60)处成像的光学元件活性层(61)而将位于光纤联接单元(60)上的树脂构件(32)和电路板(13)的相对位置对准;以及固定步骤,其中,在完成上述位置对准步骤的状态下保持树脂构件(32)和电路板(13)的相对位置的同时,将树脂构件(32)固定到电路板(13)。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学模块及制造光学模块的方法。
背景技术
用于光学通信的光学模块是过去已知的,该光学模块包括具有套筒的构件和光学装置,套在光纤末端上的套箍***到该套筒中。在这种光学模块中,所述具有套筒的构件的位置和所述光学装置的位置相互对准。这种位置对准提高了光学装置与***在套筒中的光纤的相对位置的精度。作为用于这种位置对准的方法,已知了专利文献1中所公开的方法。
在现有技术中,光学装置设置在模块组件(package)上,且所述模块组件设有透镜。该透镜把来自光纤末端的光聚焦在所述光学装置上,并且,该透镜把来自所述光学装置的光聚焦在光纤末端上。
在现有技术中,通过使用观察装置(例如现有技术中的显微镜)观察透过透镜的光,把具有套筒的构件的位置与光学装置的位置相互对准。
专利文献1:日本未审专利申请公开No.2009-271457
发明内容
本发明要解决的问题
光的折射率取决于其波长。因此,在透过透镜之后,具有不同波长的光聚焦在另一不同平面上。因此,当位置对准过程中使用的光的波长不同于光学通信中使用的光的波长时,需要补偿由于使用各自具有不同波长的光而导致的位置移位。
为了补偿这种位置移位,观察装置的位置可以与所述具有不同波长的光所聚焦的各自位置相对应地移动。然而,在移动该观察装置时,这种方法可能会降低该观察装置的位置精度。
鉴于上述情形,已完成了本发明,以提高光纤和光学装置的位置精度。
解决问题的手段
本发明的一个方面提供了一种制造光学模块的方法,该光学模块包括电路板和树脂构件,光学装置安装在该电路板上,所述树脂构件设置在该电路板上并由透光的合成树脂形成。在该光学模块中,树脂构件包括套筒和透镜,套在光纤末端上的套箍***到该套筒中,所述透镜与该套筒一体形成并位于该套筒的轴线上。此外,在该光学模块中,所述光学装置包括光学装置活性层,该光学装置活性层适于发射或接收在光学通信中使用的具有单一波长的不可见光,并且,所述透镜被构造成使得:透过所述透镜的该不可见光在光纤联接平面处形成光学装置活性层的图像。该光纤联接平面是所述套箍***到套筒内的正常位置时、所述光纤的末端表面所处的平面。所述方法包括下列步骤:位置对准步骤,通过该位置对准步骤,在将不可见光施加到树脂构件和光学装置上的同时、通过使用摄像机观察位于光纤联接平面处的树脂构件以及其图像形成在光纤联接平面处的光学装置活性层,来对准树脂构件和电路板的相对位置;以及固定步骤,通过该固定步骤,在维持树脂构件和电路板的被对准的相对位置的同时、将树脂构件固定到电路板。
根据本发明的此方面,通过调节摄像机使得其焦点位于光纤联接平面上,操作者能够使用摄像机来同时观察位于光纤联接平面处的树脂构件以及其图像形成在光纤联接平面上的光学装置活性层。因此,由于在位置对准步骤中无需移动摄像机来改变其焦点的位置,所以,在该位置对准步骤期间防止了摄像机相对于透镜的轴线倾斜。结果,防止了光学装置活性层和树脂构件相对于彼此的移位,因此了提高该光学装置活性层和树脂构件的对准过程中的位置精度。
以下构造优选作为本发明的实施例。
在根据本发明的此方面的方法中,所述套筒的底表面可用作光纤联接平面并且可包括退避孔,该退避孔在套箍***时与光纤的末端表面相对应的位置处从所述底表面凹陷。该退避孔被构造成用于所述光纤的末端表面的退避空间(escape)。在所述位置对准步骤期间,可通过观察该退避孔的孔边缘来对准树脂构件和电路板的相对位置。
根据上述构造,在位置对准步骤期间可观察设置在套筒的底表面处的退避孔的孔边缘。因此,无需为树脂构件提供用于位置对准的专用结构。因此,简化了树脂构件的结构,并降低了制造成本。
可施加波长为850nm的不可见光来进行所述位置对准步骤。
根据上述构造,通过在该位置对准步骤中使用与光学通信中使用的不可见光具有相同波长的不可见光,与位置对准步骤中使用的光的波长不同于光学通信中使用的光的波长的构造相比,提高了位置对准的精度。
所述树脂构件可包括金属护罩,该金属护罩通过利用合成树脂进行嵌件成型而与所述树脂构件成一体。该护罩可包括电路板连接部,该电路板连接部朝向电路板突出并连接到设于电路板处的导电路径。该金属护罩覆盖所述光学装置。可通过将电路板连接部焊接到该导电路径来进行所述固定步骤。
根据上述构造,通过简单的焊接方法将树脂构件和电路板固定在一起,因此降低了制造成本。
本发明的另一方面提供了一种光学模块,该光学模块包括光学装置和套筒构件,该光学装置安装在电路板上,该套筒构件设置在电路板上以覆盖光学装置,并且该套筒构件由透光的合成树脂形成。该套筒构件具有套筒,套在光纤末端上的套箍***到该套筒中。在所述光学模块中,该套筒构件包括透镜,该透镜在套筒的轴线上,并且,所述光学装置包括光学装置活性层,该光学装置活性层被构造成发射或接收在光学通信中使用的具有单一波长的不可见光。此外,在该光学模块中,所述透镜被构造成使得:透过透镜的该不可见光在光纤联接平面处形成所述光学装置活性层的图像,当套箍***到套筒内的正常位置时,所述光纤的端表面位于该光纤联接平面处。在该光学模块中,所述套筒构件在与图像形成平面相对应的位置处设有视觉可识别的标记,当施加具有与该不可见光的波长不同波长的可见光时,透过透镜的该可见光在所述图像形成平面处形成光学装置的图像。
根据本发明的该方面,当可见光施加到光学装置和套筒构件上时,在图像形成平面处形成光学装置活性层的图像。此外,所述套筒构件在与图像形成平面相对应的位置处设有标记。利用该构造,通过使用诸如摄像机的观察装置来观察所述图像形成平面,操作者能够同时观察在图像形成平面上形成的光学装置活性层的图像和在图像形成平面处形成的标记。因此,通过将光学装置活性层和标记的位置对准,具有光学装置活性层的光学装置的位置和具有标记的套筒构件的位置被对准。因而,根据本发明的该方面,无需移动观察装置,因此提高了光学装置和套筒构件的位置对准过程中的精度。
以下构造优选作为本发明的实施例。
在根据本发明此方面的光学模块中,所述套筒构件可包括金属护罩,该金属护罩通过使用合成树脂进行嵌件成型而与套筒构件成一体,以覆盖光学装置。该护罩包括在光学装置和透镜之间的光学路径上的窗口。该窗口延伸穿过护罩。此外,在该光学模块中,护罩还可包括电路板连接部,该电路板连接部朝向电路板突出并连接到设于电路板处的导电路径,且电路板连接部可焊接到设于电路板处的导电路径。
根据上述构造,通过简单的焊接方法将套筒构件设置在电路板上。
所述套筒构件可包括退避孔,该退避孔从套筒的底表面凹陷。该退避孔被构造成用于避免与***在套筒中的所述光纤的末端表面干涉,且所述标记可设置在该退避孔的内表面处。
根据上述构造,退避孔可在其内表面处设有标记。因此,与标记设置在与退避孔的位置不同的位置处的结构相比,简化了套筒构件的结构。
该退避孔的孔边缘可设有锥形表面,使得该退避孔的直径朝向退避孔的底表面减小,并且,该锥形表面与退避孔的内壁表面之间的边界可位于与图像形成平面对应的位置。
根据上述构造,锥形表面和退避孔的内壁表面之间的边界用作标记。因此,利用其中退避孔的孔边缘设有锥形表面的简单结构,形成了标记。
该退避孔的底表面可位于与图像形成平面相对应的位置。
根据上述构造,退避孔的底表面和退避孔的内侧表面之间的边界用作标记。因此,进一步简化了套筒构件的结构。
套筒构件可包括从套筒的底表面凹陷的凹部,并且,该凹部的底表面可位于与图像形成平面相对应的位置。
根据上述构造,该凹部的底表面和内侧表面之间的边界用作标记。因此,通过在便于操作者观察的位置处形成该凹部,容易地进行光学装置与套筒构件的位置对准。
本发明的有利效果
根据本发明的各个方面,提高了光纤和光学装置的位置精度。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施例的光学模块的截面图;
图2是示出了树脂构件的透视图;
图3描绘了对准***;
图4是示出了根据现有技术的位置对准步骤的截面图;
图5示意性地描绘了根据现有技术的、显示在显示器屏幕上的图像;
图6示意性地描绘了根据现有技术的、摄像机与树脂构件位置对准;
图7是示出了在根据现有技术的位置对准步骤中向上移动摄像机的步骤的截面图;
图8示意性地描绘了根据现有技术的、显示在显示器屏幕上的图像;
图9示意性地描绘了根据现有技术的、摄像机与光学装置活性层位置对准;
图10是示出了根据现有技术的、树脂构件和电路板的固定步骤的截面图;
图11示意性地描绘了根据现有技术的、其光学轴线相对于透镜的轴线倾斜的摄像机;
图12是示出了根据本发明实施例的制造光学模块的方法中的位置对准步骤的截面图;
图13示意性地描绘了根据本发明实施例的显示在显示器屏幕上的图像;
图14示意性地描绘了根据本发明实施例的、摄像机与树脂构件位置对准;
图15示意性地描绘了根据本发明实施例的、摄像机与光学装置活性层位置对准;
图16是示出了根据本发明实施例的、树脂构件和电路板的固定步骤的截面图;
图17是示出了根据本发明第二实施例的光学模块的截面图;
图18是示出了套筒构件的透视图;
图19描绘了一种对准***;
图20是示出了根据现有技术的位置对准步骤的截面图;
图21示意性地描绘了根据现有技术的、显示在显示器屏幕上的图像;
图22示意性地描绘了根据现有技术的、摄像机与套筒构件位置对准;
图23是示出了在根据现有技术的位置对准步骤中向上移动摄像机的步骤的截面图;
图24示意性地描绘了根据现有技术的、显示在显示器屏幕上的图像;
图25示意性地描绘了根据现有技术的、摄像机与光学装置活性层位置对准;
图26是示出了根据现有技术的、套筒构件和电路板的固定步骤的截面图;
图27示意性地描绘了根据现有技术的、其光学轴线相对于透镜的轴线倾斜的摄像机;
图28是示出根据本发明第二实施例的制造光学模块的方法中的位置对准步骤的截面图;
图29示意性地描绘了根据本发明实施例的、显示在显示器屏幕上的图像;
图30示意性地描绘了根据本发明实施例的、摄像机与套筒构件位置对准;
图31示意性地描绘了根据本发明实施例的、摄像机与光学装置活性层位置对准;
图32是示出了根据本发明实施例的、套筒构件和电路板的固定步骤的截面图;
图33是示出了根据本发明第三实施例的光学模块的截面图;并且
图34是示出了根据本发明第四实施例的光学模块的截面图。
具体实施方式
<第一实施例>
1.光学模块50
首先,将参照图1和2来描述通过根据本发明各个方面的制造方法而制造出的光学模块50。如图1所示,根据本发明实施例的光学模块50包括电路板13和具有套筒34的树脂构件32,光学装置27安装在该电路板13上,树脂构件32安装在电路板13的板表面上,并且,附接在光纤18的末端上的套箍19嵌合到套筒34中。
(电路板13)
电路板13设有通过印刷布线而形成的导电路径(未示出)。在电路板13的顶表面上,光学装置27通过诸如回流焊的已知技术连接到导电路径。光学装置27是光发射元件和光接收元件中的至少一种。光学装置27的顶表面设有光学装置活性层61。该光学装置活性层61将电信号转换成光输出或将光输出转换成电信号。在本实施例中,光学装置活性层61大致为圆形,其直径约为10μm。
电路板13设有多个通孔51,所述多个通孔51沿上下方向延伸穿过电路板13。通孔51的内周设有导电路径。
(护罩35)
其上安装有光学装置27的电路板13的板表面附接有护罩35,以覆盖光学装置27。通过利用压制加工将金属板构件形成为预定形状来提供该护罩35。护罩35包括顶板36和从顶板36向电路板13延伸的侧板37。侧板37的下边缘设有向下延伸的电路板连接部38。电路板连接部38***到电路板13的通孔51中,并通过诸如流动焊(flowsoldering)的已知方法而与通孔51的导电路径焊接在一起。通孔51填充有熔融后固化的焊料53。
通孔51的内径被设定为大于电路板连接部38的外部形状。由于这种布置结构,电路板连接部38能够在与通孔51焊接在一起之前、在通孔51内沿着与电路板13的板表面平行的方向移动。
(树脂构件32)
树脂构件32附接到电路板13的板表面,光学装置27安装在电路板13的该板表面上。树脂构件32由透光的合成树脂(例如PEI、PC和PMMA)制成。树脂构件32包括:基部33,该基部33连接到电路板13;以及套筒34,该套筒34从基部33向上延伸,以接受附接在光纤18的末端上的套箍19的***。套筒34的轴线43大致垂直于电路板13的板表面。“大致垂直”的含义不仅包括套筒34的轴线43垂直于电路板13的板表面,而且还包括:当套筒34的轴线43不垂直于电路板13的板表面时,套筒34的轴线43大致垂直于电路板13的板表面。
如图2所示,当从上方观察时,基部33呈大致矩形。套筒34大致为管状。套筒34的底部用作光纤联接平面60,当套箍19***到套筒34内的正常位置时,光纤18的末端表面位于该光纤联接平面60处。
如图1所示,套筒34的底壁具有带有底部的孔。该带有底部的孔用作退避孔(relief hole)41,用于避免与***到套筒34中的光纤18干涉。该退避孔41的截面为大致圆形。
树脂构件32在套筒34和光学装置27之间的光学路径上、在套筒34下方一体地设有透镜39。透镜39沿向下方向朝向电路板13***。透镜39把来自光纤18的光输出聚集并聚焦在光学装置27上,并且,透镜39把来自光学装置27的光输出聚集并聚焦在光纤18的下端表面上。
在本实施例中,在光学通信中使用的光是具有850nm波长的不可见光。透过透镜39的该不可见光在上述光纤联接平面60处形成光学装置活性层61的图像。
树脂构件32的基部33通过利用合成树脂进行嵌件成型(insertmolding)而与护罩35成一体。腿部52从树脂构件32的基部33向外突出,该腿部52是从护罩35的顶板36延伸的延伸部。通过把嵌件成型后的护罩35沿向下方向(即,朝向电路板13的方向)以直角弯曲来形成腿部52。腿部52的下端边缘与树脂构件32的下端边缘大致齐平。
护罩35的顶板36设有在光学装置27和透镜39之间的光学路径上的窗口40。该窗口40延伸穿过顶板36。窗口40确保了光学装置27和透镜39之间的光学路径。
2.对准***70
接下来,将参照图3描述在根据本发明一方面的制造方法中使用的对准***70。座架71设有电路板移动机构73,该电路板移动机构73沿着与电路板13的板表面平行的方向移动由电路板保持机构72保持的电路板13。电路板13由电路板保持机构72保持,使得电路板13的板平面处于水平位置且光学装置27面向下。
座架71还设有树脂构件保持机构74,该树脂构件保持机构74保持树脂构件32。树脂构件32由树脂构件保持机构74保持,其中,套筒34在下侧,而所述基部在上侧。树脂构件32由树脂构件保持机构74保持,使得套筒34的轴线43是竖直的。
座架71还设有摄像机移动机构82,该摄像机移动机构82构造成沿竖直方向移动由摄像机保持机构75保持的摄像机76。摄像机移动机构82还构造成沿水平方向移动摄像机76。在本实施例中,使用CCD摄像机作为摄像机76。然而,摄像机76可以是根据需要而适当选择的任何其它摄像机。
摄像机76经由缆线77连接到显示器78。显示器78显示由摄像机76捕获的图像。在本实施例中,显示器78连接到计算机79,且摄像机76经由上述缆线77连接到计算机79。然而,显示器78可以是根据需要而适当选择的任何其它显示器78,只要显示器78能够显示由摄像机76捕获的图像即可。
在本实施例中,显示器78的屏幕显示:第一目标场(aiming field)80,用于对准该摄像机76和树脂构件32的相对位置;以及第二目标场81,用于对准该摄像机76和光学装置活性层61的相对位置。在本实施例中,第一目标场80和第二目标场81通过印刷而印刷在合成树脂片(未示出)上,并且该印刷片贴附到显示器78的屏幕上。替代地,第一目标场80和第二目标场81例如也可以用计算机79绘成,且计算机79可以控制显示器78的屏幕,以在其上显示所绘制的图像。
第一目标场80的轮廓和尺寸与摄像机76捕获该套筒34中设置的退避孔41的孔边缘42时、在显示器78的屏幕上显示的退避孔41的孔边缘42的轮廓和尺寸大致相同。在本实施例中,第一目标场80为大致圆形的。此外,第一目标场80在上下方向和左右方向上均大致位于显示器78的屏幕的中心。
第二目标场81为大致圆形的,其直径小于第一目标场80的直径。在显示器78的屏幕上,第二目标场81的中心被设定为与具有大致圆形形状的第一目标场80的中心重合。第二目标场81被设定为使得:如果由摄像机76捕获并显示在显示器78的屏幕上的光学装置活性层61处于由第二目标场81限定的区域内,则充分确保了光纤18和光学装置27的结合效率。
3.现有技术
接着,将参照图4至9描述根据现有技术的对准方法。图4示出了附接有电路板13、树脂构件32和摄像机76的对准***70。在图4中,电路板13和树脂构件32的相对位置与图1、2所示的位置关于上下方向是相反的。
首先,用树脂构件保持机构74保持树脂构件32。然后,将电路板13从树脂构件32上方的位置向下移动,并将护罩35的电路板连接部38***到电路板13的通孔51中。随后,用电路板保持机构72保持电路板13。
接着,将摄像机76安装在摄像机保持机构75上。然后,通过摄像机移动机构82沿上下方向移动摄像机76。在施加白光的同时,调节摄像机76使得其焦点位于光纤联接平面60(即,套筒34的底表面)上。所述白光可以是来自附接到摄像机76的LED光装置的光,或替代地,也可利用来自与对准***70分开的光装置的光来照射该树脂构件32、电路板13和摄像机76。
下面将描述将摄像机76的焦点定位到光纤联接平面60上的意义。如上所述,在根据本实施例的光学模块50中,在光学通信中使用具有850nm波长的不可见光。因此,透镜39被设定成使得:透过透镜39的所述不可见光在光纤联接平面60处形成光学装置活性层61的图像。利用这种布置结构,预计会提高光纤18和光学装置27的结合效率。在图4中,该不可见光的光学路径由点划线表示。
然而,根据该现有技术,在将套筒34与光学装置27对准的过程中使用了白光。在图4中,透过透镜39的白光的光路径由虚线表示。焦距会根据波长而不同,并且,透过透镜39的白光将光学装置活性层61的图像形成在退避孔41内。这里,光学路径差L是光学装置活性层61的通过不可见光形成的图像的位置与光学装置活性层61的通过白光形成的图像的位置之间的距离。
在用白光进行照射的情况下由摄像机76(即,该摄像机已调节成使得其焦点位于光学联接平面60上)捕获的图像显示在显示器78的屏幕上。图5示出了由摄像机76捕获的图像的示例。该屏幕显示了第一目标场80和第二目标场81。该屏幕还显示了设置在套筒34的底表面处的退避孔41的孔边缘42。
利用透过透镜39的白光,在光纤联接平面60(即套筒34的底表面)上未形成光学装置活性层61的图像,因此在屏幕上也未显示该图像。
在退避孔41的孔边缘42径向外侧的区域处,显示了套筒34的内壁表面和底表面。然而,如上所述,由于摄像机76的焦点被调节成位于光纤联接平面60上,所以,所显示的套筒34的内壁表面的图像是散焦图像。此外,由于树脂构件32由透光的合成树脂制成,所以,套筒34的底表面的图像未被清楚地识别。
在退避孔41的孔边缘42径向内侧的区域处,显示了退避孔41的内侧表面和底表面。然而,由于摄像机76的焦点被调节成位于光纤联接平面60上,所以,所显示的退避孔41的内侧表面和底表面的图像是散焦图像。
总之,在图5所示的显示器78的屏幕上,透光的合成树脂(即树脂构件32的材料)被显示为散焦图像,仅退避孔41的孔边缘42被显示为清晰图像。
随后,如图6所示,摄像机移动机构82沿水平方向移动摄像机76,使得第一目标场80在显示器78的屏幕上与退避孔41的孔边缘42重合。通过该操作,对准了摄像机76和树脂构件32的相对位置。
然后,如图7所示,摄像机移动机构82使摄像机76沿着朝向电路板13的方向(即,向上方向)移动等于光学路径差L的距离。通过该操作,使摄像机76的焦点与如下的虚拟平面重合:利用透过透镜39的白光形成的光学装置活性层61的图像处于该虚拟平面处。在此状态下,显示器78的屏幕显示例如图8所示的图像。
显示器78的屏幕显示了第一目标场80、第二目标场81以及通过白光形成的光学装置活性层61的图像。由于摄像机76的焦点已经向上移动了等于光学路径差L的距离,所以,退避孔41的孔边缘42被显示为散焦图像。换言之,在此状态下,不能确定摄像机76和树脂构件32的相对位置是否对准。摄像机76和树脂构件32的相对位置取决于摄像机移动机构82的精度。
在图8中,显示器78的屏幕将透光的合成树脂(即树脂构件32的材料)显示为散焦图像。当光学装置活性层61形成为与光学装置27的表面齐平时,还可以显示光学装置27的表面。然而,当光学装置活性层61从光学装置27的表面突出或凹陷时,光学装置27的表面也被显示为散焦图像。此外,其上安装有光学装置27的电路板13的表面也被显示为散焦图像。
总之,当摄像机76的焦点向上移动等于光学路径差L的距离时,显示器78的屏幕将透光的合成树脂(即树脂构件32的材料)、光学装置27和电路板13显示为散焦图像,仅光学装置活性层61被显示为清晰图像。
随后,如图9所示,电路板移动机构73沿水平方向移动电路板13,使得光学装置活性层61的图像在显示器78的屏幕上位于由第二目标场81限定的区域内。通过该操作,对准了摄像机76和电路板13的相对位置。
电路板13的通孔51的内径尺寸被设定为:当电路板13沿水平方向移动时,避免与护罩35的电路板连接部38干涉。
如上所述,先对准摄像机76和树脂构件32的相对位置,然后对准摄像机76和电路板13的相对位置。通过该操作,对准了树脂构件32和电路板13的相对位置。随后,如图10所示,在维持摄像机76、树脂构件32和电路板13的如此对准的相对位置的同时,通过已知的方法将护罩35的电路板连接部38与电路板13的通孔51焊接在一起。因此,在该现有技术中,在树脂构件32和电路板13的相对位置被对准的情况下,将树脂构件32和电路板13固定在一起。
(现有技术中的问题)
下面,将描述现有技术中的问题。首先,根据该现有技术,在如图6所示地对准该摄像机76和树脂构件32的相对位置之后,摄像机76被如图7所示地向上移动等于光学路径差L的距离。因此,其操作变得很复杂。
此外,当摄像机76移动时,摄像机76的位置可能从套筒34的轴线43移位并相对于套筒34的轴线43倾斜。参照图11,将针对摄像机76向上移动时、该摄像机76的光学轴线从套筒34的轴线移位了角度θ的示例来描述。当摄像机76向上移动时,显示器78的屏幕仅作为散焦图像显示退避孔41的孔边缘42,这是因为摄像机76脱离了焦点。因此,操作者不能识别摄像机76从套筒34的轴线43的移位。
在上述状态下,当光学装置活性层61的图像被对准而在显示器78的屏幕上位于由第二目标场81限定的区域内时,则光学装置活性层61相对于光纤联接平面60的实际位置沿水平方向移位的距离等于光学路径差L与tanθ相乘的乘积。例如,在白光和具有850nm波长的不可见光之间的关系中,光学路径差L约为200μm。如果在该状态下、摄像机76从套筒34的轴线43移位例如θ=1°,则光学装置27沿水平方向的位移将为约3.5μm(因为tan1°约为0.017)。换言之,根据该现有技术,摄像机76的光学轴线从套筒34的轴线43移位1°将导致光学装置27沿水平方向移位约3.5μm。约3.5μm的水平位移是相对大的位移,因为光学装置活性层61的直径大约为10μm。因此,难以充分提高树脂构件32和光学装置27的位置对准的精度。
4.实施例
接着,将参照图12至15描述根据本发明一方面的光学装置27的制造方法的实施例。将不再重复描述与上述现有技术所采用的构造及步骤相同的构造和步骤。
首先,如图12所示,将电路板13、树脂构件32和摄像机76安装在对准***70上。然后,通过摄像机移动机构82沿上下方向移动摄像机76。在从光源(未示出)施加波长850nm的不可见光的同时,将摄像机76调节成使得其焦点位于光纤联接平面60(即,套筒34的底表面)上。在图12中,不可见光的光学路径由点划线表示。
在该状态下,显示器78的屏幕显示例如图13所示的图像。显示器78的屏幕显示了第一目标场80、第二目标场81、退避孔41的孔边缘42、以及利用透过透镜39的不可见光形成在光纤联接平面60上的光学装置27活性平面的图像。具体地,根据本实施例,第一目标场80和第二目标场81(即,位置对准的基准)、设置在树脂构件32处退避孔41的孔边缘42(即,位置对准的对象)、和光学装置活性层61(即,位置对准的对象)都作为清晰图像显示在同一屏幕上。
随后,如图14所示,摄像机移动机构82沿水平方向移动摄像机76,使得第一目标场80与退避孔41的孔边缘42重合。通过该操作,对准了摄像机76和树脂构件32的相对位置。
然后,如图15所示,电路板移动机构73沿水平方向移动电路板13,使得光学装置活性层61位于由第二目标场81限定的区域内。通过该操作,对准了摄像机76和光学装置活性层61的相对位置。通过这些操作,完成了摄像机76、树脂构件32和光学装置活性层61的相对位置的对准。
此后,如图16所示,在维持摄像机76、树脂构件32和光学装置活性层61的如此对准的相对位置的同时,通过已知的方法将护罩35的电路板连接部38和电路板13的通孔51焊接在一起。因此,在本实施例中,在树脂构件32和电路板13的相对位置被对准的情况下,将树脂构件32和电路板13固定在一起。
(本实施例的效果和优点)
下面,将描述本实施例的效果和优点。根据本实施例,通过将摄像机76的焦点调节成位于光纤联接平面60上,操作者能够用摄像机76同时观察位于光纤联接平面60处的树脂构件32和其图像形成在光纤联接平面60上的光学装置活性层61。因此,由于在位置对准期间无需改变摄像机76的焦点,减少了操作次数。
此外,由于无需移动摄像机76,所以,在位置对准期间,摄像机76几乎不相对于透镜39的轴线倾斜。结果,几乎不发生光学装置活性层61和树脂构件32相对于彼此的移位,因此提高了光学装置活性层61与树脂构件32的位置对准的精度。
此外,根据本实施例,在位置对准期间对设置在套筒34的底表面处的退避孔41的孔边缘42进行观察。因此,无需为树脂构件32提供用于位置对准步骤的专用结构。因此,简化了树脂构件32的结构,并降低了制造成本。
此外,在位置对准步骤中,本实施例使用了与光学通信中使用的不可见光具有相同波长的不可见光。因此,与位置对准步骤中使用的光的波长不同于光学通信中使用的光的波长的构造相比,提高了位置对准的精度。
此外,在本实施例中,通过把利用嵌件成型而与树脂构件32成一体的护罩35的电路板连接部38焊接到电路板13的通孔51的简单方法,将树脂构件32和电路板13固定在一起。因此,降低了制造成本。
<第二实施例>
1.光学模块150
首先,将参照图17和18描述根据本发明第二实施例的光学模块150。如图17所示,根据本实施例的光学模块150包括:光学装置127,该光学装置127安装在电路板113上;和套筒构件132,套筒构件132附接到电路板113的板表面并包括套筒134。附接到光纤118的末端上的套箍119嵌合到套筒134中。
(电路板113)
电路板113设有通过印刷布线而形成的导电路径(未示出)。在电路板113的顶表面上,光学装置127通过诸如回流焊的已知技术连接到导电路径。光学装置127是光发射元件和光接收元件中的至少一种。光学装置127的顶表面设有光学装置活性层161。光学装置活性层161将电信号转换成光输出或将光输出转换成电信号。在本实施例中,光学装置活性层161为大致圆形,其直径约为10μm。
电路板113设有多个通孔151,所述多个通孔151沿上下方向延伸穿过电路板113。通孔151的内周设有导电路径。
(护罩135)
其上安装有光学装置127的电路板113的板表面附接有护罩135,以覆盖光学装置127。通过利用压制加工将金属板构件形成为预定形状来提供护罩135。护罩135包括顶板136和从顶板136向电路板113延伸的侧板137。侧板137的下边缘设有向下延伸的电路板连接部138。电路板连接部138***到电路板113的通孔151中,并通过诸如流动焊的已知方法而与通孔151的导电路径焊接在一起。通孔151填充有熔融后固化的焊料153。
通孔151的内径被设定为大于电路板连接部138的外部形状。由于这种布置结构,电路板连接部138能够在与通孔151焊接在一起之前、在通孔151内沿着与电路板113的板表面平行的方向移动。
(套筒构件132)
套筒构件132附接到电路板113的板表面以覆盖光学装置127,光学装置127安装在电路板113的该板表面上。套筒构件132由透光的合成树脂(例如PEI、PC和PMMA)制成。套筒构件132包括:基部133,该基部133连接到电路板113;和套筒134,该套筒134从基部133向上延伸,附接到光纤118的末端上的套箍119***到该套筒134中。套筒134的轴线143大致垂直于电路板113的板表面。“大致垂直”的含义不仅包括套筒134的轴线143垂直于电路板113的板表面,而且还包括:当套筒134的轴线143不垂直于电路板113的板表面时,套筒34的轴线43大致垂直于电路板13的板表面。
如图18所示,当从上方观察时,基部133呈大致矩形。套筒134大致为管状。套筒134的底表面用作光纤联接平面160,当套箍119***到套筒134内的正常位置时,光纤118的末端表面位于该光纤联接平面160处。
如图17所示,套筒134设有从套筒134的底壁凹陷的、带有底部的孔。该带有底部的孔用作退避孔141,用于避免与***到套筒134中的光纤118干涉。该退避孔141的截面为大致圆形。
套筒构件132在套筒134与光学装置127之间的光学路径上、在套筒134下方一体地设有透镜139。透镜139沿向下方向朝向电路板113***。透镜139把来自光纤118的光输出聚集并聚焦在光学装置127上,并且,透镜139把来自光学装置127的光输出聚集并聚焦在光纤118的下端表面上。
在本实施例中,在光学通信中使用的光是具有850nm波长的不可见光。透过透镜139的该不可见光在上述光纤联接平面160处形成光学装置活性层161的图像。
套筒构件132的基部133通过利用合成树脂进行嵌件成型而与护罩135成一体。腿部152从套筒构件132的基部133向外突出,该腿部152是从护罩135的顶板136延伸的延伸部。通过把嵌件成型后的护罩135沿向下方向(即,朝向电路板113的方向)以直角弯曲来形成腿部152。腿部152的下端边缘与套筒构件132的下端边缘大致齐平。
护罩135的顶板136设有在光学装置127和透镜139之间的光学路径上的窗口140,该窗口140延伸穿过顶板136。窗口140确保了光学装置127和透镜139之间的光学路径。
(标记(Mark))
退避孔141的孔边缘设有锥形表面145,该锥形表面145使退避孔141的内径从孔边缘142朝向退避孔141的底表面逐渐减小。在锥形表面145和退避孔141的内表面之间存在边界146。边界146是标记的一个示例。
穿过透镜139的光被折射。光的折射率取决于其波长。例如,波长为850nm的不可见光的折射率与白光的折射率不同。结果,波长为850nm的不可见光在透过透镜139之后在上述光纤联接平面160处形成光学装置活性层161的图像。另一方面,白光在透过透镜139后在比光纤联接平面160更靠近光学装置127的位置处形成光学装置活性层161的图像,在此实施例中,光学装置活性层161的图像会形成在退避孔141内。在图17中,波长为850nm的不可见光的光学路径由点划线表示,而白光的光学路径由虚线表示。这里,光学路径差M是光纤联接平面160和图像形成平面144之间的距离。
如图17所示,图像形成平面144是虚拟平面,透过透镜139的白光将光学装置活性层161的图像形成在该虚拟平面处。上述边界146设置在与图像形成平面144相对应的位置。
本实施例中的白光至少是其波长与光学通信中使用的不可见光的波长不同的可见光。
2.对准***170
接着,将参照图19描述在根据本发明一方面的制造方法中使用的对准***170。座架171设有电路板移动机构173,该电路板移动机构173沿着与电路板113的板表面平行的方向移动由电路板保持机构172保持的电路板113。电路板113由电路板保持机构172保持,使得电路板113的板平面处于水平位置且光学装置127面向下。
座架171还设有套筒构件保持机构174,该套筒构件保持机构174保持套筒构件132。套筒构件132由套筒构件保持机构174保持,其中,套筒134在下侧,而所述基部在上侧。套筒构件132由套筒构件保持机构174保持,使得套筒134的轴线143是竖直的。
座架171还设有摄像机移动机构182,该摄像机移动机构182构造成沿竖直方向移动由摄像机保持机构175保持的摄像机176。摄像机移动机构182还构造成沿水平方向移动摄像机176。在本实施例中,使用CCD摄像机作为摄像机176。然而,摄像机176可以是根据需要而适当选择的任何其它摄像机。
摄像机176经由缆线177连接到显示器178。显示器178显示由摄像机176捕获的图像。在本实施例中,显示器178连接到计算机179,且摄像机176经由上述缆线177连接到计算机179。然而,显示器178可以是根据需要而适当选择的任何其它显示器178,只要显示器178能够显示由摄像机176捕获的图像即可。
在本实施例中,显示器178的屏幕显示:第一目标场180,用于对准该摄像机176和套筒构件132的相对位置;以及第二目标场181,用于对准该摄像机176和光学装置活性层161的相对位置。在本实施例中,第一目标场180和第二目标场181通过印刷而印刷在合成树脂片(未示出)上,并且该印刷片贴附到显示器178的屏幕上。替代地,第一目标场180和第二目标场181例如也可以用计算机179绘成,并且,所绘成的图像在计算机179的控制下显示在显示器178的屏幕上。
第一目标场180的轮廓和尺寸与摄像机176捕获该套筒134处设置的退避孔141的孔边缘142时、在显示器178的屏幕上显示的孔边缘142的轮廓和尺寸大致相同。在本实施例中,第一目标场180为大致圆形的。此外,第一目标场180在上下方向和左右方向上均大致位于显示器178的屏幕的中心。
第二目标场181为大致圆形的,其直径小于第一目标场180的直径。在显示器178的屏幕上,第二目标场181的中心与具有大致圆形形状的第一目标场180的中心重合。第二目标场181被设定为使得:如果由摄像机176捕获并显示在显示器178的屏幕上的光学装置活性层161处于由第二目标场181限定的区域内,则充分确保了光纤118和光学装置127的结合效率。
3.现有技术
接着,将参照图20至25描述根据现有技术的对准方法。与第二实施例中相同的部件将用相同的附图标记表示,且不再重复描述。图20示出了附接有电路板113、套筒构件132和摄像机176的对准***170。在图20中,电路板113和套筒构件132的相对位置与图17、18所示的位置关于上下方向是相反的。
根据该现有技术的光学模块150与根据第二实施例的光学模块150的不同之处在于:边界246不是设置在与图像形成平面144相对应的位置。在根据该现有技术的套筒构件132中,边界246设置在比图像形成平面144更靠近套筒134的底表面的位置。
首先,用套筒构件保持机构174保持套筒构件132。然后,将电路板113从套筒构件132上方的位置向下移动,并将护罩135的电路板连接部138***到电路板113的通孔151中。随后,用电路板保持机构172保持电路板113。
接着,将摄像机176安装在摄像机保持机构175上。然后,通过摄像机移动机构182沿上下方向移动摄像机176。在施加白光的同时,调节摄像机176,使得其焦点位于光纤联接平面160(套筒134的底表面)上。所述白光可以是来自附接到摄像机176的LED光装置的光,或替代地,也可利用来自与对准***170分开的光装置的光来照射该套筒构件132、电路板113和摄像机176。
下面将描述调节摄像机176使其焦点位于光纤联接平面160上的意义。如上所述,在根据本实施例的光学模块150中,在光学通信中使用具有850nm波长的不可见光。因此,透镜139被构造成使得:透过透镜139的所述不可见光在光纤联接平面160处形成光学装置活性层161的图像。利用这种布置结构,预计会提高光纤118与光学装置127的结合效率。在图20中,该不可见光的光学路径由点划线表示。
然而,根据该现有技术,在将套筒134与光学装置127对准的过程中使用了白光。在图20中,透过透镜139的白光的光路径由虚线表示。焦距会根据波长而不同。因此,透过透镜139的白光将光学装置活性层161的图像形成在退避孔141内。
在用白光进行照射的情况下由摄像机176(即,该摄像机已调节成使得其焦点位于光学联接平面160上)捕获的图像显示在显示器178的屏幕上。图21示出了由摄像机176捕获的图像的示例。该屏幕显示了第一目标场180和第二目标场181。该屏幕还显示了设置在套筒134的底表面处的退避孔141的孔边缘142。
利用透过透镜139的白光,在光纤联接平面160(即套筒134的底表面)上未形成光学装置活性层161的图像,因此在屏幕上也未显示该图像。
在退避孔141的孔边缘142的径向外侧区域处,显示了套筒134的内壁表面和底表面。然而,如上所述,由于摄像机176的焦点被调节成位于光纤联接平面160上,所以,所显示的套筒134的内壁表面的图像是散焦图像。此外,由于套筒构件132由透光的合成树脂制成,所以,套筒134的底表面的图像未被清楚地识别。
在退避孔141的孔边缘142的径向内侧的区域处,显示了退避孔141的内侧表面和底表面。然而,由于摄像机176的焦点被调节成位于光纤联接平面160上,所以,所显示的退避孔141的内侧表面和底表面的图像是散焦图像。
总之,在图21所示的显示器178的屏幕上,透光的合成树脂(即套筒构件132的材料)被显示为散焦图像,仅退避孔141的孔边缘142被显示为清晰图像。
随后,如图22所示,摄像机移动机构182沿水平方向移动摄像机176,使得第一目标场180在显示器178的屏幕上与退避孔141的孔边缘142重合。通过该操作,对准了摄像机176和套筒构件132的相对位置。
然后,如图23所示,摄像机移动机构182使摄像机176沿着朝向电路板113的方向(即,向上方向)移动等于光学路径差M的距离。通过该操作,使摄像机176的焦点位于如下的虚拟平面上:利用透过透镜139的白光形成的光学装置活性层161的图像处于该虚拟平面处。在此状态下,显示器178的屏幕显示例如图24所示的图像。
显示器178的屏幕显示了第一目标场180、第二目标场181以及通过白光形成的光学装置活性层161的图像。由于摄像机176的焦点已经向上移动了等于光学路径差M的距离,所以,退避孔141的孔边缘142被显示为散焦图像。换言之,在此状态下,不能确定摄像机176和套筒构件132的相对位置是否对准。摄像机176和套筒构件132的相对位置完全取决于摄像机移动机构182的精度。
在图24中,显示器178的屏幕将透光的合成树脂(即套筒构件132的材料)显示为散焦图像。当光学装置活性层161形成为与光学装置127的表面齐平时,还可以显示光学装置127的表面。然而,当光学装置活性层161从光学装置127的表面突出或凹陷时,光学装置127的表面也被显示为散焦图像。此外,其上安装有光学装置127的电路板113的表面也被显示为散焦图像。
总之,当摄像机176的焦点向上移动等于光学路径差M的距离时,显示器178的屏幕将透光的合成树脂(即套筒构件132的材料)、光学装置127和电路板113显示为散焦图像,仅光学装置活性层161被显示为清晰图像。
随后,如图25所示,电路板移动机构173沿水平方向移动电路板113,使得光学装置活性层161的图像在显示器178的屏幕上位于由第二目标场181限定的区域内。通过该操作,对准了摄像机176和电路板113的相对位置。
电路板113的通孔151的内径尺寸被设定为:当电路板113沿水平方向移动时,避免与护罩135的电路板连接部138干涉。
如上所述,首先对准摄像机176和套筒构件132的相对位置,然后对准摄像机176和电路板113的相对位置。通过该操作,对准了套筒构件132和电路板113的相对位置。随后,如图26所示,在维持摄像机176、套筒构件132和电路板113的相对位置的情况下,通过已知的方法将护罩135的电路板连接部138与电路板113的通孔151焊接在一起。因此,在该现有技术中,在套筒构件132和电路板113的相对位置被对准的情况下,将套筒构件132和电路板113固定在一起。
(现有技术中的问题)
在以下描述中,将描述现有技术中的问题。首先,根据该现有技术,在如图22所示地对准该摄像机176和套筒构件132的相对位置之后,摄像机176被如图23所示地向上移动等于光学路径差M的距离。因此,其操作可能变得很复杂。
此外,当摄像机176移动时,摄像机176的位置可能相对于套筒134的轴线143移位并倾斜。参照图27,将针对摄像机176向上移动时、该摄像机176的光学轴线从套筒134的轴线143移位了角度θ的示例来描述。当摄像机176向上移动时,显示器178的屏幕仅作为散焦图像显示退避孔141的孔边缘142,这是因为摄像机76脱离了焦点。因此,操作者不能识别摄像机176从套筒134的轴线143移位。
在上述状态下,当光学装置活性层161的图像在显示器178的屏幕上位于由第二目标场181限定的区域内时,光学装置活性层161相对于光纤联接平面160的实际位置沿水平方向移位的距离等于光学路径差M与tanθ相乘的乘积。例如,在白光和具有850nm波长的不可见光之间的关系中,光学路径差M约为200μm。如果在该状态下、摄像机176从套筒134的轴线143移位例如θ=1°,则光学装置127沿水平方向的位移将为约3.5μm(因为tan1°约为0.017)。换言之,根据该现有技术,摄像机176的光学轴线从套筒134的轴线143移位1°将导致光学装置127沿水平方向移位约3.5μm。约3.5μm的水平位移导致了相对大的位移,因为光学装置活性层161的直径大约为10μm。因此,难以充分提高套筒构件132和光学装置127的位置对准的精度。
4.根据第二实施例的光学模块的制造步骤
下面,将参照图28至31描述根据本实施例的光学模块150的示例性制造步骤。将不再重复描述与上述现有技术所采用的构造及步骤相同的构造和步骤。
首先,如图28所示,将电路板113、套筒构件132和摄像机176安装在对准***170上。然后,通过摄像机移动机构182沿上下方向移动摄像机176。在从光源(未示出)施加白光的同时,将摄像机176调节成使得其焦点位于图像形成平面144上。在图28中,白光的光学路径由虚线表示。
在该状态下,显示器178的屏幕显示例如图29所示的图像。显示器178的屏幕显示了第一目标场180、第二目标场181、边界146、以及利用透过透镜139的白光形成在图像形成平面144上的光学装置活性层161的图像。具体地,根据本实施例,第一目标场180和第二目标场181(即,位置对准的基准)、设置在套筒构件132处的边界146(即,位置对准的对象)、和光学装置活性层161(即,位置对准的对象)都作为清晰图像显示在同一屏幕上。
随后,摄像机移动机构182沿水平方向移动摄像机176,使得第一目标场180与边界146重合,如图30所示。通过该操作,对准了摄像机176和套筒构件132的相对位置。
然后,如图31所示,电路板移动机构173沿水平方向移动电路板113,使得光学装置活性层161的图像位于由第二目标场181限定的区域内。通过该操作,对准了摄像机176和光学装置活性层161的相对位置被对准。通过这些操作,完成了摄像机176、套筒构件132和光学装置活性层161的相对位置的对准。
此后,如图32所示,在维持摄像机176、套筒构件132和光学装置活性层161的相对位置的同时,通过已知的方法将护罩135的电路板连接部138和电路板113的通孔151焊接在一起。因此,在本实施例中,在套筒构件132和电路板113的相对位置被对准的情况下,将套筒构件132和电路板113固定在一起。
(本实施例的效果和优点)
在以下描述中,将描述本实施例的效果和优点。根据本实施例,通过将摄像机176的焦点调节成位于图像形成平面144上,操作者能够用摄像机176同时观察位于图像形成平面144处的边界146和其图像形成在图像形成平面144上的光学装置活性层161。因此,由于在位置对准期间无需改变摄像机176的焦点,减少了操作次数。
此外,由于无需移动摄像机176,所以,在位置对准期间,摄像机176几乎不相对于透镜139的轴线倾斜。结果,几乎不发生光学装置活性层161和套筒构件132相对于彼此的移位,因此提高了光学装置活性层161与套筒构件132的位置对准的精度。
此外,根据本实施例,在位置对准期间对设置在退避孔141内侧的边界146进行观察。因此,无需为套筒构件132提供用于位置对准的专用结构。因此,简化了套筒构件132的结构,并降低了制造成本。
根据本实施例,位于退避孔141的孔边缘142上设置的锥形表面145与退避孔141的内侧表面之间的边界146用作标记。利用这种布置结构,通过简单地提供锥形表面145,形成了用于将套筒构件132和光学装置127的位置对准的标记。
根据本实施例,未使用在光学通信中所用的不可见光。因此,无需用于不可见光的光源,并降低了制造成本。
此外,在本实施例中,通过把利用嵌件成型而与套筒构件132成一体的护罩135的电路板连接部138焊接到电路板113的通孔151的简单方法,将套筒构件132和电路板113固定在一起。因此,降低了制造成本。
<第三实施例>
在接下来的描述中,将参照图33描述本发明的第三实施例。在根据本实施例的光学模块190中,套筒构件132上的退避孔141的底表面设置在与图像形成平面144相对应的位置。因而,例如,退避孔141的底表面和退避孔141的内侧表面之间的边界用作标记191。
在套筒构件132中,边界346未设置在与图像形成平面144相对应的位置。更具体地,边界346比图像形成平面144更靠近套筒134的底表面设置(即,图33的上侧)。除此之外,第三实施例的结构基本与第二实施例的结构相同。因此,与第二实施例中相同的部件用相同的附图标记表示,且不再进行描述。
在本实施例中,退避孔141的底表面和退避孔141的内侧表面之间的边界用作标记191。利用这种布置结构,通过使标记191的位置与第一目标场180的位置相对地对准,操作者能够将摄像机176的位置与套筒构件132的位置对准。
如上所述,在本实施例中,简单地通过与图像形成平面144相对应地定位该退避孔141的底表面来提供标记191。因此,进一步简化了套筒构件132的结构。
<第四实施例>
接着,将参照图34描述本发明的第四实施例。在根据本实施例的光学模块192中,通过使套筒134的底表面凹陷而在与退避孔141的位置不同的位置处设置有凹部193。凹部193的底表面设置在与图像形成平面144相对应的位置。因而,例如,凹部193的底表面和凹部193的内侧表面之间的边界用作标记194。
在套筒构件132中,边界346未设置在与图像形成平面144相对应的位置。更具体地,边界346比图像形成平面144更靠近套筒134的底表面设置(即,图34的上侧)。除此之外,第四实施例的结构基本与第二实施例的结构相同。因此,与第二实施例中相同的部件用相同的附图标记表示,且不再进行描述。
在本实施例中,凹部193的底表面和凹部193的内侧表面之间的边界用作标记194。利用这种布置结构,通过使标记194的位置与第一目标场180的位置相对地对准,操作者能够将摄像机176的位置与套筒构件132的位置对准。
凹部193设置在与退避孔141的位置不同的位置处。因此,尽管退避孔141需要设置在与光纤118的末端表面对应的位置,但凹部193的定位相对较少地受到限制。因此,通过在便于操作者观察的位置处形成凹部193,容易进行光学装置127与套筒构件132的位置对准。
<其它实施例>
本发明不限于以上说明中描述和附图中示出的实施例,而是,在其技术范围内,例如还包括以下实施例:
(1)尽管在第一实施例中、观察了退避孔41的孔边缘42,但其构造不限于此。根据需要选择的诸如肋或凹部的任何结构均可在与光纤联接平面60对应的位置处设置于树脂构件32处,并可在位置对准步骤期间观察这些结构。
(2)尽管在第一实施例中使用了波长为850nm的不可见光,但本发明不限于此。也可使用根据需要而适当选择的、诸如波长为1.3μm或1.55μm的任何波长的不可见光,只要这种不可见光能用在光学通信中即可。
(3)尽管在第一实施例中、树脂构件32和电路板13通过焊接固定在一起,但本发明不限于此。树脂构件32和电路板13也可通过粘结而结合在一起,或替代地,可通过螺纹连接在一起。换言之,树脂构件32和电路板13可通过根据需要而适当选择的任何方法固定在一起。
(4)尽管在第二至第四实施例中、通过边界146、退避孔141的底表面和内侧表面之间的边界、以及上述凹部的底表面和内侧表面之间的边界来提供标记,但本发明不限于此。根据需要选择的诸如肋或凹部的任何结构均可在与图像形成平面144对应的位置处设置于套筒构件132处,并可在位置对准步骤期间观察这些结构。
(5)尽管在第二至第四实施例中使用白光进行位置对准步骤,但本发明不限于此。也可使用具有根据需要而适当选择的任何波长的可见光,例如单色光,只要这种可见光具有与光学通信中使用的不可见光的波长不同的波长即可。
(6)尽管在第二至第四实施例中、套筒构件132和电路板113通过焊接固定在一起,但本发明不限于此。套筒构件132和电路板113可通过粘结而结合在一起,或替代地,可通过螺纹连接在一起。换言之,套筒构件132和电路板113可通过根据需要而适当选择的任何方法固定在一起。
(7)尽管在第二至第四实施例中、通过使用合成树脂进行的嵌件成型来形成护罩135,但本发明不限于此。护罩135也可与套筒构件132分开地形成,并分开地固定到电路板113。
附图标记说明
13…电路板
18…光纤
19…套箍
27…光学装置
32…树脂构件
34…套筒
35…护罩
38…电路板连接部
39…透镜
41…退避孔
42…孔边缘
50…光学模块
53…焊料
60…光纤联接平面
61…光学装置活性层
76…摄像机
70…对准***
113…电路板
118…光纤
119…套箍
127…光学装置
132…套筒构件
134…套筒
135…护罩
138…电路板连接部
139…透镜
141…退避孔
146,346…边界
150,190,192…光学模块153…焊料
160…光纤联接平面
161…光学装置活性层
176…摄像机
170…对准***
191,193…标记
Claims (10)
1.一种制造光学模块的方法,所述光学模块包括电路板和树脂构件,光学装置安装在所述电路板上,所述树脂构件设置在所述电路板上并由透光的合成树脂形成,其中:
所述树脂构件包括:
套筒,套在光纤末端上的套箍***到所述套筒中,以及
透镜,所述透镜与所述套筒一体形成并位于所述套筒的轴线上;
所述光学装置包括光学装置活性层,所述光学装置活性层适于发射或接收在光学通信中使用的具有单一波长的不可见光;并且
所述透镜被构造成使得:透过所述透镜的所述不可见光在光纤联接平面处形成所述光学装置活性层的图像,所述光纤联接平面是所述套箍***到所述套筒内的正常位置时、所述光纤的末端表面所处的平面,
所述方法包括下列步骤:
位置对准步骤,通过所述位置对准步骤,在将所述不可见光施加到所述树脂构件和所述光学装置上的同时、通过使用摄像机观察位于所述光纤联接平面处的所述树脂构件以及由所述光学装置活性层形成在所述光纤联接平面处的图像,来对准所述树脂构件和所述电路板的相对位置;以及
固定步骤,通过所述固定步骤,在维持所述树脂构件和所述电路板的被对准的相对位置的同时、将所述树脂构件固定到所述电路板。
2.根据权利要求1所述的制造光学模块的方法,其中
所述套筒的底表面用作所述光纤联接平面并包括退避孔,所述退避孔在所述套箍***时与所述光纤的末端表面相对应的位置处从所述底表面凹陷,所述退避孔被构造成用于所述光纤的末端表面的退避空间,以及
在所述位置对准步骤期间,通过观察所述退避孔的孔边缘来对准所述树脂构件和所述电路板的相对位置。
3.根据权利要求1或2所述的制造光学模块的方法,其中,通过施加波长为850nm的不可见光来进行所述位置对准步骤。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的制造光学模块的方法,其中
所述树脂构件包括金属护罩,所述金属护罩通过利用所述合成树脂进行嵌件成型而与所述树脂构件成一体,所述金属护罩覆盖所述光学装置,
所述护罩包括电路板连接部,所述电路板连接部朝向所述电路板突出并连接到设于所述电路板处的导电路径,并且
通过将所述电路板连接部焊接到所述导电路径来进行所述固定步骤。
5.一种光学模块,包括:
光学装置,所述光学装置安装在电路板上;以及
套筒构件,所述套筒构件设置在所述电路板上,以覆盖所述光学装置,并且所述套筒构件由透光的合成树脂形成,所述套筒构件具有套筒,套在光纤末端上的套箍***在所述套筒中,其中
所述套筒构件包括透镜,所述透镜在所述套筒的轴线上,
所述光学装置包括光学装置活性层,所述光学装置活性层被构造成发射或接收在光学通信中使用的具有单一波长的不可见光,
所述透镜被构造成使得:透过所述透镜的所述不可见光在光纤联接平面处形成所述光学装置活性层的图像,当所述套箍***到所述套筒内的正常位置时,所述光纤的末端表面位于所述光纤联接平面处,并且
所述套筒构件在与图像形成平面相对应的位置处设有视觉可识别的标记,当施加具有与所述不可见光的波长不同的波长的可见光时,透过所述透镜的所述可见光在所述图像形成平面处形成所述光学装置的图像。
6.根据权利要求5所述的光学模块,其中
所述套筒构件包括金属护罩,所述金属护罩通过使用所述合成树脂进行嵌件成型而与所述套筒构件成一体,以覆盖所述光学装置,所述护罩包括在所述光学装置和所述透镜之间的光学路径上的窗口,所述窗口延伸穿过所述护罩,
所述护罩还包括电路板连接部,所述电路板连接部朝向所述电路板突出并连接到设于所述电路板处的导电路径,并且
所述电路板连接部被焊接到设于所述电路板处的所述导电路径。
7.根据权利要求5或6所述的光学模块,其中,
所述套筒构件包括退避孔,所述退避孔从所述套筒的底表面凹陷,所述退避孔被构造成用于避免与***在所述套筒中的所述光纤的末端表面干涉,并且
所述标记设置在所述退避孔的内表面处。
8.根据权利要求7所述的光学模块,其中
所述退避孔的孔边缘设有锥形表面,使得所述退避孔的直径朝向所述退避孔的底表面减小,并且
所述锥形表面与所述退避孔的内壁表面之间的边界位于与所述图像形成平面相对应的位置。
9.根据权利要求7所述的光学模块,其中,所述退避孔的底表面位于与所述图像形成平面相对应的位置。
10.根据权利要求5或6所述的光学模块,其中
所述套筒构件包括从所述套筒的底表面凹陷的凹部,并且
所述凹部的底表面位于与所述图像形成平面相对应的位置。
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