JP2009229613A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のレンズを高精度に位置合わせすることができると共に、生産性を高める。
【解決手段】 光送信モジュール１は、発光素子２を封止した樹脂パッケージ本体５およびスリーブ９によって構成する。また、樹脂パッケージ本体５には、筒体６を設けると共に、筒体６内には発光素子２と対面した位置に第１のレンズ７を設ける。このとき、樹脂パッケージ本体５、筒体６および第１のレンズ７は、一体化して形成する。また、スリーブ９には、第２のレンズ１１を一体化して形成すると共に、筒体６を収容する収容部１２を設ける。そして、収容部１２内に筒体６を収容した状態で、樹脂パッケージ本体５の溝部８とスリーブ９の爪部１４とを係合することによって、第１，第２のレンズ７，１１の光軸Ｏ1，Ｏ2が合った状態で樹脂パッケージ本体５にスリーブ９を取付けることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光素子と光ファイバとを結合させる光モジュールに関する。

一般に、光モジュールとして、光素子を光ファイバとを結合させるために、光素子を樹脂パッケージ本体に封止すると共に、この樹脂パッケージ本体に光ファイバを固定するスリーブを取付けた構成が知られている。このとき、光素子はリードフレーム等の電極端子に接続し、この状態で電極端子の一部と一緒に光素子を樹脂パッケージ本体の内部に封止している。

また、光素子と光ファイバとの距離が長くなると、これらの間を通過する光信号が平行光でなくなり、光学損失が増大する。このため、光素子と光ファイバとの間に複数枚のレンズを設けた構成が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

そして、特許文献１，２には、スリーブ自体に１枚のレンズを一体的に形成し、他の１枚のレンズをスリーブ内に接着剤等を用いて取付ける構成が開示されている。また、特許文献３には、発光素子の発光面側にマイクロレンズを設け、この発光素子を基板に取付けると共に、基板にスリーブを取付けた構成が開示されている。このとき、スリーブ自体にもレンズを一体的に形成している。

特開２００６−１５４０８４号公報 特開２００６−１６２８０６号公報 特開２００４−２７２０６１号公報

ところで、特許文献１，２には、２枚のレンズをスリーブ内に設ける構成が開示されている。しかし、特許文献１，２の光モジュールでは、２枚のレンズのうち一方のレンズは透光性の樹脂材料からなるスリーブと一体化して形成することができるものの、他方のレンズは別途接着等の取付工程によってスリーブに取付けて固定する必要がある。このとき、スリーブに後から取付けたレンズは位置合わせ精度が低下する傾向があるから、歩留まりが低下し易い。これに加えて、レンズの取付工程によって生産性が低下する傾向があり、製造コストが上昇するという問題もある。

また、特許文献３には、スリーブにレンズを一体的に形成すると共に、基板に取付けた発光素子にマイクロレンズを設ける構成が開示されている。しかし、特許文献３の光モジュールは、スリーブのレンズと発光素子のマイクロレンズとの光軸を合わせるためには、発光素子とマイクロレンズとの取付け精度、基板と発光素子との取付け精度、基板とスリーブとの取付け精度をいずれも高める必要があり、２枚のレンズに位置ずれが生じ易い傾向がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、複数のレンズを高精度に位置合わせすることができると共に、生産性を高めることができる光モジュールを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、光信号を発光または受光する光素子と、該光素子に接続された複数の電極端子と、該電極端子の一部を前記光素子と共に封止した樹脂パッケージ本体と、光信号を伝送する光ファイバを固定するために該樹脂パッケージ本体に取付けられた筒状のスリーブと、前記光素子とスリーブとの間に配置された第１のレンズと、前記スリーブの内部に設けられた第２のレンズとを備えた光モジュールに適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記樹脂パッケージ本体には、底部から開口部に向けて開口面積が大きくなる拡開穴を備えた有底の筒体を設けると共に、該筒体の底部に前記第１のレンズを配置し、前記樹脂パッケージ本体、第１のレンズおよび筒体は、透光性の樹脂材料を用いて一体化して形成し、前記スリーブと第２のレンズとは、透光性の樹脂材料を用いて一体化して形成し、前記スリーブには、前記筒体を収容することによって前記第１，第２のレンズの光軸を合わせる収容部を設けると共に、該収容部と第２のレンズとの間で軸方向に延び前記筒体の開口部の開口面積以上の断面面積を有する軸方向穴を設け、前記樹脂パッケージ本体とスリーブとには、前記スリーブを樹脂パッケージ本体に取付ける取付部をそれぞれ設ける構成としたことにある。

請求項２の発明では、前記第１のレンズは、前記樹脂パッケージ本体のうち前記スリーブが取付けられる取付面側に位置して前記第２のレンズに向けて突出して一体に形成された半球面レンズを用いて形成し、該半球面レンズの突出端は、前記筒体の開口部よりも底部側に配置している。

請求項３の発明では、前記樹脂パッケージ本体の取付部は、外縁側に設けられた複数の溝部からなり、前記スリーブの取付部は、前記複数の溝部にそれぞれ係合する複数の爪部からなる構成としている。

請求項４の発明では、前記光素子は、光信号を発光する発光素子によって構成し、前記第２のレンズは、光軸の両側に向けて突出した球面レンズによって構成している。

請求項５の発明では、前記光素子は、光信号を受光する受光素子によって構成し、前記第２のレンズは、前記第１のレンズに向けて突出した半球面レンズによって構成している。

請求項１の発明によれば、第１のレンズを樹脂パッケージ本体に一体化して形成し、第２のレンズをスリーブに一体化して形成したから、樹脂パッケージ本体やスリーブを形成するときに、これらと一緒に第１，第２のレンズを形成することができる。このため、例えば別途で形成されたレンズをスリーブに接着等した場合に比べて、レンズの取付工程を省くことができ、生産性を高めることができる。

また、樹脂パッケージ本体には第１のレンズを取囲む筒体を設けると共に、スリーブには筒体を収容する収容部を設けたから、筒体を収容部に収容することによって、第１，第２のレンズの光軸を互いに合わせることができる。さらに、樹脂パッケージ本体とスリーブとにはそれぞれ取付部を設けたから、これらの取付部を用いて、第１，第２のレンズを相互の光軸を合わせた状態でスリーブを樹脂パッケージ本体に取付けることができる。このとき、樹脂パッケージ本体およびスリーブは、レンズに比べて外形寸法が大きいから、レンズを単独で取付けた場合に比べて、取付け作業性が向上するのに加え、互いの位置合わせ精度を容易に高めることができる。これにより、第１，第２のレンズを高精度に位置合わせすることができ、光素子と光ファイバとの間で光信号を確実に結合させることができる。

また、筒体は底部から開口部に向けて開口面積が大きくなる拡開穴を備える構成とし、スリーブには収容部と第２のレンズとの間で軸方向に延びる軸方向穴を設けると共に、該軸方向穴の断面面積を筒体の開口部の開口面積以上に設定した。このため、第１，第２のレンズとの間に光信号の通過経路を多く確保することができるから、筒体や軸方向穴の内壁に邪魔されることなく、光信号が第１，第２のレンズ間を通過することができる。これにより、光学損失を低減して、光素子と光ファイバとの間の光信号の結合強度を高めることができる。

請求項２の発明によれば、第１のレンズは半球面レンズを用いて形成したから、樹脂パッケージ本体を金型成型するときに、樹脂パッケージ本体のうち取付面側に半球面状の突起を設けることによって、容易に第１のレンズ（半球面レンズ）を形成することができる。また、半球面レンズの突出端は、筒体の開口部よりも底部側に配置したから、半球面レンズ全体が筒体の拡開穴内に位置し、半球面レンズの突出端が筒体の開口部よりも突出することがなくなる。これにより、例えば樹脂パッケージ本体にスリーブを取付けるとき等でも、作業者の手が第１のレンズに触れることがなく、第１のレンズが汚れるのを防止することができる。

請求項３の発明によれば、樹脂パッケージ本体の取付部は外縁側に設けられた複数の溝部によって構成し、スリーブの取付部は複数の溝部にそれぞれ係合する複数の爪部によって構成したから、樹脂パッケージ本体の溝部にスリーブの爪部を係合させることによって、樹脂パッケージ本体にスリーブを容易に取付けることができる。

請求項４の発明によれば、光素子は発光素子によって構成し、第２のレンズは光軸の両端に向けて突出した球面レンズによって構成した。これにより、例えば発光素子が第１のレンズの光軸から位置ずれして配置されたときでも、第２のレンズを半球面レンズを用いて形成した場合に比べて、発光素子と光ファイバとの間の光学損失を低減することができる。

請求項５の発明によれば、光素子は受光素子によって構成し、第２のレンズは第１のレンズに向けて突出した半球面レンズによって構成した。これにより、例えばスリーブの第２のレンズが第１のレンズの光軸から位置ずれして配置されたときでも、第２のレンズを球面レンズを用いて形成した場合に比べて、受光素子と光ファイバとの間の光学損失を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態による光モジュールを光送信モジュール、光受信モジュールに適用した場合を例に挙げて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず、図１ないし図３は第１の実施の形態による光モジュールとしての光送信モジュール１を示し、該光送信モジュール１は、後述の発光素子２、リードフレーム４、樹脂パッケージ本体５、第１のレンズ７、スリーブ９、第２のレンズ１１等によって構成されている。

発光素子２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、面発光ダイオード（ＶＣＳＥＬ）等によって構成され、光信号を発光する。また、発光素子２は、駆動回路部品３を介して電極端子としてのリードフレーム４に接続されている。

リードフレーム４は、導電性金属材料によって細長い線状または板状に形成され、基端側が樹脂パッケージ本体５の内部に配置されると共に、先端側が樹脂パッケージ本体５の外部に突出している。さらに、リードフレーム４は、樹脂パッケージ本体５に複数本設けられ、発光素子２および駆動回路部品３の周囲から樹脂パッケージ本体５の外側に向けて互いに平行な状態で延びている。

樹脂パッケージ本体５は、例えば厚みをもった四角形の平板状に形成され、リードフレーム４のうち基端側の一部を発光素子２および駆動回路部品３と共に封止している。また、樹脂パッケージ本体５は、発光素子２の光信号を透過させる透光性をもった樹脂材料を用いて形成されている。具体的には、樹脂パッケージ本体５は、予め用意した金型の内部に発光素子２等を挿入した状態で、金型内に樹脂材料を流し込むことによって金型成型されている。

樹脂パッケージ本体５のうちスリーブ９が取付けられる取付面５Ａは、発光素子２の発光部分と対面している。このため、発光素子２による光信号は、樹脂パッケージ本体５の取付面５Ａから外部に向けて出力される。

筒体６は、発光素子２と対面した位置で樹脂パッケージ本体５の取付面５Ａに設けられている。ここで、筒体６は、取付面５Ａからスリーブ９に向けて突出した有底の円筒状に形成されている。そして、筒体６は、底部から開口部に向けて開口面積が大きくなる拡開穴６Ａを備えている。即ち、拡開穴６Ａの内径寸法は、底部から開口部に向けて漸次拡大している。

第１のレンズ７は、発光素子２とスリーブ９との間に位置して樹脂パッケージ本体５の取付面５Ａに設けられている。また、第１のレンズ７は、筒体６の底部に配置され、取付面５Ａからスリーブ９の第２のレンズ１１に向けて突出した半球面レンズによって形成されている。このとき、半球面レンズからなる第１のレンズ７は、その突出端が筒体６の開口部よりも底部側に配置されている。これにより、第１のレンズ７は、筒体６の開口部よりも突出することがなく、その全体が筒体６の拡開穴６Ａ内に位置している。

そして、第１のレンズ７および筒体６は、樹脂パッケージ本体５と同一の樹脂材料を用いて、樹脂パッケージ本体５と一体化して金型成型されている。このとき、第１のレンズ７は、樹脂パッケージ本体５の厚さ方向に向けて光軸Ｏ1が延びると共に、その光軸Ｏ1上に発光素子２が配置されている。

また、樹脂パッケージ本体５の外縁側には、第１のレンズ７の光軸Ｏ1と直交する幅方向の両側にそれぞれ２個ずつ、合計４個の溝部８が設けられている。このとき、４個の溝部８は、樹脂パッケージ本体５側の取付部を構成し、四角形状をなす樹脂パッケージ本体５の角隅側にそれぞれ配置されている。また、溝部８は、断面四角形の切欠きによって形成され、光軸Ｏ1に平行に延びている。さらに、溝部８のうち取付面５Ａの反対側（背面側）には、溝深さが大きな段部８Ａが形成されている。そして、溝部８は、樹脂パッケージ本体５側の取付部を構成し、後述するスリーブ９の爪部１４と係合するものである。

スリーブ９は、樹脂パッケージ本体５の取付面５Ａに取付けられ、第１のレンズ７の光軸Ｏ1に沿って延びる中空な円筒状に形成されている。また、スリーブ９は、光軸方向に延びる筒部９Ａと、筒部９Ａの軸方向基端側（取付面５Ａ側）に設けられ四角形の鍔状をなすフランジ部９Ｂとを備えている。さらに、スリーブ９は、樹脂パッケージ本体５と同様に透光性をもった樹脂材料を用いて金型成型されている。そして、スリーブ９は、フランジ部９Ｂが取付面５Ａに衝合した状態で樹脂パッケージ本体５に取付けられる。このとき、筒部９Ａの軸方向先端側には、中空な内部に光ファイバＦが挿入される挿入穴１０が設けられている。そして、挿入穴１０は、光ファイバＦを軸方向に対して位置決めするために、軸方向途中位置から縮径した縮径部１０Ａを備えている。

第２のレンズ１１は、筒部９Ａの軸方向の中間部位に位置してスリーブ９の筒部９Ａ内に設けられている。また、第２のレンズ１１は、その光軸Ｏ2がスリーブ９の軸方向に沿って配置されると共に、光軸の両側に向けて突出した球面レンズによって形成されている。このとき、第２のレンズ１１は、その光軸Ｏ2と筒部９Ａの中心軸とが一致し、光軸Ｏ2上に光ファイバＦのコア部Ｃが配置される構成となっている。また、第２のレンズ１１は、軸方向に対して発光素子２による光信号が光ファイバＦの端面で焦点を結ぶ位置に配置されている。そして、第２のレンズ１１は、スリーブ９と同一の樹脂材料を用いて、スリーブ９と一体化して金型成型されている。

また、スリーブ９の軸方向基端側には、筒体６を収容する円形穴からなる収容部１２が形成されている。このとき、収容部１２の内径寸法は、筒体６の外径寸法よりも僅かに大きな値に設定されている。これにより、収容部１２は、筒体６を収容することによって、第１，第２のレンズ７，１１の光軸Ｏ1，Ｏ2を合わせるものである。

さらに、スリーブ９には、収容部１２と第２のレンズ１１との間で軸方向に延びる断面円形状の軸方向穴１３が設けられている。このとき、軸方向穴１３の断面面積は、筒体６の開口部の開口面積以上の値となっている。即ち、軸方向穴１３の内径寸法（穴径寸法）は、拡開穴６Ａの最大の内径寸法と同じか、それよりも大きな値に設定されている。

また、スリーブ９のフランジ部９Ｂの外縁側には、溝部８と着脱可能に係合する爪部１４が設けられている。ここで、爪部１４は、スリーブ９側の取付部を構成し、溝部８と対応した位置に配置され、第２のレンズ１１の光軸Ｏ2と直交する幅方向の両側にそれぞれ２個ずつ、合計４個設けられている。そして、爪部１４は、樹脂パッケージ本体５を幅方向両側から挟み、筒体６が収容部１２に収容された状態で、スリーブ９を樹脂パッケージ本体５に取付ける。これにより、第１，第２のレンズ７，１１の光軸Ｏ1，Ｏ2が互いに合った（一致した）状態で、スリーブ９は樹脂パッケージ本体５に固定されるものである。

また、爪部１４は、スリーブ９と一緒に金型成型され、軸方向に突出した四角形の小片状に形成されている。このとき、爪部１４は、基端側がフランジ部９Ｂに取付けられると共に、先端側が溝部８に沿って光軸Ｏ1に平行に延びている。また、爪部１４の先端側には、溝部８の段部８Ａと係合する楔形の鉤部１４Ａが形成されている。そして、鉤部１４Ａが段部８Ａに係合することによって、スリーブ９は、樹脂パッケージ本体５に抜止め状態で取付けられる構成となっている。

本実施の形態による光送信モジュール１は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

発光素子２が光信号を発光すると、この光信号は第１のレンズ７によって光軸Ｏ1に平行な状態に収束した後に、第２のレンズ１１に入射される。そして、第２のレンズ１１は、この光信号を光ファイバＦのコア部Ｃに向けて集光する。これにより、発光素子２と光ファイバＦとの間で光信号が結合する。

また、光送信モジュール１は、発光素子２、第１，第２のレンズ７，１１等の光軸が互いに一致したときに光結合の効率が高くなる。これに対し、各部品（発光素子２等）が光軸に対して垂直方向に位置ずれした場合に、位置ずれの大きさに応じて光学損失が増加することが一般的に知られている（例えば、河野健治著，「光デバイスのための光結合系の基礎と応用」，現代工学社，１９９１年１月，ｐ８３参照）。そこで、第２のレンズ１１を球面レンズを用いて形成した場合（第１の実施の形態）と、半球面レンズを用いて形成した場合（第１の比較例）とについて、発光素子２に位置ずれが生じたときの光学損失を光学シミュレーションを用いて測定した。その結果を図４に示す。なお、半球面レンズを用いた場合には、第２のレンズ１１は、第１のレンズ７と同様に、光ファイバＦ側にのみ突出した形状とする。

図４に示すように、光送信モジュール１では、第２のレンズ１１を球面レンズを用いて形成した方が、半球面レンズを用いて形成した場合に比べて、光学損失が低減できることが分かる。これは、球面レンズでは、レンズの入射面で光信号が屈折するから、レンズの出射面で光信号が屈折する半球面レンズに比べて、より多くの光線を光ファイバＦのコア部Ｃに導くことができるためである。

然るに、本実施の形態では、第１のレンズ７を樹脂パッケージ本体５に一体化して形成すると共に、第２のレンズ１１をスリーブ９に一体化して形成したから、樹脂パッケージ本体５やスリーブ９を形成するときに、これらと一緒に第１，第２のレンズ７，１１を形成することができる。このため、例えば別途で形成されたレンズをスリーブに接着等した場合に比べて、レンズの取付工程を省くことができ、生産性を高めることができる。

また、樹脂パッケージ本体５には第１のレンズ７を取囲む筒体６を設けると共に、スリーブ９には筒体６を収容する収容部１２を設けたから、筒体６を収容部１２に収容することによって、第１，第２のレンズ７，１１の光軸を互いに合わせることができる。さらに、樹脂パッケージ本体５には取付部としての溝部８を設けると共に、スリーブ９には取付部としての爪部１４を設けたから、これらの溝部８および爪部１４を用いて、第１，第２のレンズ７，１１の光軸Ｏ1，Ｏ2が相互に合った状態でスリーブ９を樹脂パッケージ本体５に取付けることができる。このとき、樹脂パッケージ本体５およびスリーブ９は、レンズ７，１１に比べて外形寸法が大きいから、レンズ７，１１を単独で取付けた場合に比べて、取付け作業性が向上するのに加え、互いの位置合わせ精度を容易に高めることができる。これにより、第１，第２のレンズ７，１１を高精度に位置合わせすることができ、発光素子２と光ファイバＦとの間で光信号を確実に結合させることができる。

特に、樹脂パッケージ本体５の取付部は複数の溝部８によって構成し、スリーブ９の取付部は複数の溝部８にそれぞれ係合する複数の爪部１４によって構成したから、樹脂パッケージ本体５の溝部８にスリーブ９の爪部１４を係合させることによって、特殊な器具等を用いることなく、樹脂パッケージ本体５にスリーブ９を容易に取付けることができる。

また、筒体６は底部から開口部に向けて開口面積が大きくなる拡開穴６Ａを備える構成とし、スリーブ９には収容部１２と第２のレンズ１１との間で軸方向に延びる軸方向穴１３を設けると共に、該軸方向穴１３の断面面積を筒体６の開口部の開口面積以上に設定した。このため、第１，第２のレンズ７，１１との間に光信号の通過経路を多く確保することができるから、筒体６や軸方向穴１３の内壁に邪魔されることなく、光信号が第１，第２のレンズ７，１１間を通過することができる。これにより、光学損失を低減して、発光素子２と光ファイバＦとの間の光信号の結合強度を高めることができる。

また、第１のレンズ７は半球面レンズを用いて形成したから、樹脂パッケージ本体５を金型成型するときに、樹脂パッケージ本体５のうち取付面５Ａ側に半球面状の突起を設けることによって、容易に第１のレンズ７を形成することができる。また、半球面レンズからなる第１のレンズ７の突出端は、筒体６の開口部よりも底部側に配置したから、第１のレンズ７全体が筒体の拡開穴６Ａ内に位置し、第１のレンズ７の突出端が筒体６の開口部よりも突出することがなくなる。これにより、例えば樹脂パッケージ本体５にスリーブ９を取付けるとき等でも、作業者の手が第１のレンズ７に触れることがなく、第１のレンズ７が汚れるのを防止することができる。

さらに、スリーブ９に設けた第２のレンズ１１は球面レンズによって構成したから、例えば発光素子２を樹脂パッケージ本体５に封止するときに、発光素子２が第１のレンズ７の光軸Ｏ1から位置ずれして配置されたときでも、第２のレンズを半球面レンズを用いて形成した場合に比べて、発光素子２と光ファイバＦとの間の光学損失を低減することができる。

次に、図５ないし図７は本発明による第２の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、光素子を受光素子によって構成すると共に、第２のレンズを半球面レンズによって構成したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

光受信モジュール２１は、第２の実施の形態による光モジュールをなし、受光素子２２、リードフレーム４、樹脂パッケージ本体５、第１のレンズ７、スリーブ９、第２のレンズ２４等によって構成されている。

受光素子２２は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）、フォトトランジスタ等によって構成され、光信号を受光して電流、電圧等の検出信号を出力する。また、受光素子２２は、検出信号を増幅するプリアンプ２３を介して電極端子としてのリードフレーム４に接続されている。

また、受光素子２２は、プリアンプ２３と共に樹脂パッケージ本体５の内部に封止されている。また、受光素子２２の受光部分は、樹脂パッケージ本体５の取付面５Ａと対面している。このため、光ファイバＦから出力された光信号は、樹脂パッケージ本体５の取付面５Ａから受光素子２２に向けて入力される。

また、受光素子２２は、第１の実施の形態による発光素子２と同様に、樹脂パッケージ本体５の取付面５Ａに設けられた第１のレンズ７と対面している。このとき、第１のレンズ７は、樹脂パッケージ本体５の取付面５Ａに設けられた半球面レンズによって構成され、樹脂パッケージ本体５の厚さ方向に向けて光軸Ｏ1が延びると共に、その光軸Ｏ1上に受光素子２２が配置されている。また、第１のレンズ７は、軸方向に対して光ファイバＦからの光信号が受光素子２２の受光部分で焦点を結ぶ位置に配置されている。

第２のレンズ２４は、スリーブ９の筒部９Ａ内に設けられている。また、第２のレンズ２４は、その光軸Ｏ2がスリーブ９の軸方向に沿って配置されると共に、第１のレンズ７に向けて突出した半球面レンズによって形成されている。このため、第２のレンズ２４は、光ファイバＦ側の端面（入射面）は平面となり、受光素子２２側の端面（出射面）は球面となっている。

また、第２のレンズ２４は、その光軸Ｏ2と筒部９Ａの中心軸とが一致し、光軸Ｏ2上に光ファイバＦのコア部Ｃが配置される構成となっている。そして、第２のレンズ２４は、スリーブ９と同一の樹脂材料を用いて、スリーブ９と一体化して金型成型されている。

本実施の形態による光受信モジュール２１は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

光ファイバＦから光信号が出力されると、この光信号は第２のレンズ２４によって光軸Ｏ2に平行な状態に収束した後に、第１のレンズ７に入射される。そして、第１のレンズ７は、この光信号を受光素子２２の受光部分に向けて集光する。これにより、受光素子２２と光ファイバＦとの間で光信号が結合する。

また、光受信モジュール２１でも、第１の実施の形態による光送信モジュール１と同様に、第２のレンズ２４が光軸に対して垂直方向に位置ずれした場合に、位置ずれの大きさに応じて光学損失が増加する。そこで、第２のレンズ２４を半球面レンズを用いて形成した場合（第２の実施の形態）と、球面レンズを用いて形成した場合（第２の比較例）とについて、第２のレンズ２４に位置ずれが生じたときの光学損失を光学シミュレーションを用いて測定した。その結果を図８に示す。図８に示すように、光受信モジュール２１では、第２のレンズ２４を半球面レンズを用いて形成した方が、球面レンズを用いて形成した場合に比べて、光学損失が低減できることが分かる。これは、半球面レンズでは、球面レンズに比べて、光線の拡がりが小さいから、第２のレンズに位置ずれが生じても、第１のレンズ７に入射する光線が多くなり、より多くの光線を受光素子２２に入射することができるためである。

本実施の形態では、第２のレンズ２４は第１のレンズ７に向けて突出した半球面レンズによって構成したから、例えば金型の精度によって第２のレンズ２４が第１のレンズ７の光軸Ｏ1から位置ずれして配置されたときでも、第２のレンズを球面レンズを用いて形成した場合に比べて、受光素子２２と光ファイバＦとの間の光学損失を低減することができる。

なお、前記各実施の形態では、樹脂パッケージ本体５に溝部８を設け、スリーブ９に爪部１４を設ける構成としたが、樹脂パッケージ本体に爪部を設け、スリーブに溝部を設ける構成としてもよい。

本発明の第１の実施の形態による光送信モジュールを示す斜視図である。 図１中の樹脂パッケージ本体とスリーブとを分解した状態で示す分解斜視図である。 光送信モジュールを図１中の矢示III−III方向からみた断面図である。 球面レンズおよび半球面レンズを用いて第２のレンズを形成した場合について、発光素子の位置ずれ量と光学損失との関係を示す特性線図である。 第２の実施の形態による光受信モジュールを示す斜視図である。 図５中の樹脂パッケージ本体とスリーブとを分解した状態で示す分解斜視図である。 光受信モジュールを図５中の矢示VII−VII方向からみた断面図である。 球面レンズおよび半球面レンズを用いて第２のレンズを形成した場合について、第２のレンズの位置ずれ量と光学損失との関係を示す特性線図である。

符号の説明

１ 光送信モジュール（光モジュール）
２ 発光素子（光素子）
４ リードフレーム（電極端子）
５ 樹脂パッケージ本体
６ 筒体
６Ａ 拡開穴
７ 第１のレンズ
８ 溝部（取付部）
９ スリーブ
１１，２４ 第２のレンズ
１２ 収容部
１３ 軸方向穴
１４ 爪部（取付部）
２１ 光受信モジュール（光モジュール）
２２ 受光素子（光素子）

Claims (5)

1. 光信号を発光または受光する光素子と、該光素子に接続された複数の電極端子と、該電極端子の一部を前記光素子と共に封止した樹脂パッケージ本体と、光信号を伝送する光ファイバを固定するために該樹脂パッケージ本体に取付けられた筒状のスリーブと、前記光素子とスリーブとの間に配置された第１のレンズと、前記スリーブの内部に設けられた第２のレンズとを備えた光モジュールにおいて、
   前記樹脂パッケージ本体には、底部から開口部に向けて開口面積が大きくなる拡開穴を備えた有底の筒体を設けると共に、該筒体の底部に前記第１のレンズを配置し、
   前記樹脂パッケージ本体、第１のレンズおよび筒体は、透光性の樹脂材料を用いて一体化して形成し、
   前記スリーブと第２のレンズとは、透光性の樹脂材料を用いて一体化して形成し、
   前記スリーブには、前記筒体を収容することによって前記第１，第２のレンズの光軸を合わせる収容部を設けると共に、該収容部と第２のレンズとの間で軸方向に延び前記筒体の開口部の開口面積以上の断面面積を有する軸方向穴を設け、
   前記樹脂パッケージ本体とスリーブとには、前記スリーブを樹脂パッケージ本体に取付ける取付部をそれぞれ設ける構成としたことを特徴とする光モジュール。
2. 前記第１のレンズは、前記樹脂パッケージ本体のうち前記スリーブが取付けられる取付面側に位置して前記第２のレンズに向けて突出して一体に形成された半球面レンズを用いて形成し、
   該半球面レンズの突出端は、前記筒体の開口部よりも底部側に配置してなる請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記樹脂パッケージ本体の取付部は、外縁側に設けられた複数の溝部からなり、
   前記スリーブの取付部は、前記複数の溝部にそれぞれ係合する複数の爪部からなる請求項１または２に記載の光モジュール。
4. 前記光素子は、光信号を発光する発光素子によって構成し、
   前記第２のレンズは、光軸の両側に向けて突出した球面レンズによって構成してなる請求項１，２または３に記載の光モジュール。
5. 前記光素子は、光信号を受光する受光素子によって構成し、
   前記第２のレンズは、前記第１のレンズに向けて突出した半球面レンズによって構成してなる請求項１，２または３に記載の光モジュール。

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