JPWO2017115412A1 - 光伝送モジュールおよび内視鏡 - Google Patents

Abstract

光伝送モジュール１は、断面が円形で端面が傾斜面２０ＳＡの光ファイバ２０と、光素子１０を含む光素子部６０と、を具備し、光ファイバ２０の端部の外周に、光軸方向に延在する切り欠き面２０ＳＡがあり、切り欠き面２０ＳＡにより傾斜面２０ＳＡの光素子１０の主面１０ＳＡに対する角度が光ファイバ２０を導光される光が光素子１０と光結合する角度に規定されている。

Description

本発明は、光素子と、前記光素子の光信号を伝送する光ファイバと、を具備する光伝送モジュール、および、前記光伝送モジュールを具備する内視鏡に関する。

内視鏡は、挿入部の硬性先端部にＣＣＤ等の撮像素子を有する。近年、高画素数の撮像素子の内視鏡への使用が検討されている。高画素数の撮像素子を使用した場合には、撮像素子から信号処理装置（プロセッサ）へ伝送する信号量が増加するため、電気信号によるメタル配線を介した電気信号伝送に替えて光伝送モジュールを用いた光信号による細い光ファイバを介した光信号伝送が好ましい。

内視鏡の硬性先端部に配設される光伝送モジュールは、低侵襲化のため、小型化、特に細径化が重要な課題である。

日本国特開２０１５−１０４３８７号公報に開示されている内視鏡の光伝送モジュールは、光素子と、配線板と、保持部材（フェルール）４０と、光ファイバと、を具備する。この光伝送モジュールでは、光素子と配線板と保持部材とが、光素子の厚さ方向に並べて配置されている。

一方、光ファイバの端面を傾斜面とすることで、光伝送モジュールの細径化をはかることができる。例えば、日本国特開平１０−３２５９１７号公報には、光ファイバの端面を傾斜面とし、傾斜面で反射された光を受光素子で受光する光受信装置が開示されている。

しかし、光ファイバの端面を傾斜面とした光伝送モジュールでは、光素子の主面と光ファイバの傾斜面とがなす角度、すなわち、光ファイバの回転方向を正確に規定する必要がある。例えば、実際に光ファイバに光を導光しながら、光ファイバを回転して最も光量が大きい回転角度を見出して、その回転角度で固定するという調整工程が必要であった。光ファイバの端面を傾斜面とした光伝送モジュールは繁雑な調整工程を行うため、製造が容易ではないおそれがあった。さらに、光ファイバの固定時には回転方向だけでなく、光素子に対する面内方向の位置決め調整も必要であった。

特開２０１５−１０４３８７号公報 特開平１０−３２５９１７号公報

本発明の実施形態は、製造が容易な光伝送モジュール、および、前記光伝送モジュールを挿入部の硬性先端部に具備する内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の実施形態の光伝送モジュールは、断面が円形で、端面が傾斜面の光ファイバと、発光面が主面の発光素子または受光面が主面の受光素子である光素子を含む光素子部と、を具備し、前記光ファイバの端部の外周に、光軸方向に延在する切り欠き面があり、前記切り欠き面により、前記傾斜面の前記光素子の主面に対する角度が、前記光ファイバを導光される光が前記光素子と光結合する角度に規定されている。

また別の実施形態の内視鏡は、光伝送モジュールを、挿入部の硬性先端部に具備し、前記光伝送モジュールは、断面が円形で、端面が傾斜面の光ファイバと、発光面が主面の発光素子または受光面が主面の受光素子である光素子を含む光素子部と、を具備し、前記光ファイバの端部の外周に、光軸方向に延在する切り欠き面があり、前記切り欠き面により、前記傾斜面の前記光素子の主面に対する角度が、前記光ファイバを導光される光が前記光素子と光結合する角度に規定されている。

本発明の実施形態によれば、製造が容易な光伝送モジュール、および、前記光伝送モジュールを挿入部の硬性先端部に具備する内視鏡を提供できる。

第１実施形態の光伝送モジュールの分解図である。 第１実施形態の光伝送モジュールの図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 第１実施形態の変形例１の光伝送モジュールの分解図である。 第１実施形態の変形例２の光伝送モジュールの分解図である。 第１実施形態の変形例３の光伝送モジュールの分解図である。 第１実施形態の変形例４の光伝送モジュールの分解図である。 第２実施形態の光伝送モジュールの分解図である。 第２実施形態の変形例１の光伝送モジュールの分解図である。 第２実施形態の変形例２の光伝送モジュールの分解図 第２実施形態の変形例３の光伝送モジュールの分解図である。 第２実施形態の変形例４の光伝送モジュールの分解図である。 第３実施形態の光伝送モジュールの分解図である。 第３実施形態の光伝送モジュールの断面図である。 第３実施形態の変形例１の光伝送モジュールの光ファイバの断面図である。 第３実施形態の変形例２の光伝送モジュールの光ファイバの断面図である。 第４実施形態の内視鏡の斜視図である。

＜第１実施形態＞
図１および図２に示すように、本実施形態の光伝送モジュール１は、光素子部６０である光素子１０と、光ファイバ２０と、ケーブル３０と、を具備する。

なお、図面は、いずれも模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示を省略する場合がある。なお、図１等において、左側、すなわち、光ファイバ２０の先端方向（Ｘ軸値増加方向）を「前」といい、光素子１０に対する光ファイバ２０の方向、すなわち、Ｚ軸値増加方向を「上」という。

光素子１０は、例えば、主面である発光面１０ＳＡに光信号の光を出力する発光部１１を有する、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直共振器面発光レーザ）型の発光素子である。例えば、平面視寸法が２５０μｍ×３００μｍと超小型の光素子１０は、直径が２０μｍの発光部１１と、発光部１１に駆動信号を供給するための接合用バンプ１２とを発光面１０ＳＡに有する。ケーブル３０は、光素子１０の接合用バンプ１２と接合されている。光素子１０は発光面１０ＳＡに垂直方向に光を出射する。

接合用バンプ１２は、高さが１０μｍから１００μｍで、例えば、金または半田からなる、スタッドバンプ、めっきバンプまたはボールバンプ等である。

断面が円形の光ファイバ２０は、例えば、アライメントが容易なMMF（Multi Mode Fiber）であり、光を伝送するコア２１は直径５０μｍ、コア２１の外周を覆うクラッド２２は直径１２５μｍである。例えば、コア２１は屈折率１．５０〜１．６０であり、クラッド２２よりも屈折率が０．０１以上大きい。

光ファイバ２０は、断面は円形であるが、端面が傾斜面２０ＳＡに加工されている。光ファイバ２０は、さらに端部の外周が加工され、光軸方向に延在する長方形の切り欠き面２０ＳＢのある切り欠きＣ２０がある。切り欠きＣ２０は、切り欠き面２０ＳＢの光軸方向に平行な中心線ＬＣ２０が、傾斜面２０ＳＡの長軸Ｌ２０と交差するように形成されている。また、切り欠きＣ２０は、後端壁面２０ＳＣは切り欠き面２０ＳＢに垂直に形成されている。

光ファイバ２０は、切り欠き面２０ＳＢが光素子１０の主面１０ＳＡと当接した状態で接着されている。このため、傾斜面２０ＳＡの光素子１０の主面１０ＳＡに対する角度θ、すなわち、光ファイバ２０の回転方向が、光ファイバ２０を導光される光が光素子１０と光結合する角度に自動的に規定されている。

なお、傾斜面２０ＳＡに反射膜を配設してもよい。例えば、スパッタ法により反射率の高い、金またはアルミニウム等からなる反射膜を配設することで、より効率良く、光を反射できる。

また、光伝送モジュール１は、光ファイバ２０の端部を含めて全体が遮光樹脂で覆われていてもよい。遮光樹脂により、光素子１０からの漏光が防止されるとともに、傾斜面２０ＳＡも遮光樹脂に覆われるため反射効率が改善する。

光ファイバ２０の傾斜面２０ＳＡの傾斜角度θは、光素子１０との相対位置関係において適宜、設定される。例えば、傾斜角度が４５度であれば光素子１０の発光部１１が発光面１０ＳＡに垂直に出射した光は、傾斜面２０ＳＡで方向が９０度曲げられる。傾斜角度θは、３５度以上５５度以下であれば、効率良く、光ファイバ２０のコア２１に導光できる。

光伝送モジュール１は、光素子１０に対する光ファイバ２０の回転方向が自動的に規定されるため、繁雑な調整工程が不要であり、製造が容易である。

さらに、光伝送モジュール１は、光ファイバ２０に切欠きＣ２０があるため、切欠きＣ２０の深さｄだけ光路が短い。このため、光伝送モジュール１は、光損失が少ない。また、切欠きＣ２０の深さｄだけ高さ（Ｚ方向寸法）が低いため、光伝送モジュール１は、細径である。

なお、効率良く光ファイバ２０に導光するためには、光ファイバ２０は、回転角度θだけでなく、光素子１０に対する面内方向（ＸＹ面方向）の位置決めも重要である。すなわち、発光部１１の直上に光ファイバ２０の傾斜面２０ＳＡの中心が配置する必要がある。光ファイバ２０では、切り欠きＣ２０の後端壁面２０ＳＣが、光素子１０の後方側面１０ＳＳと当接することで、面内方向位置決めが自動的に行われる。

光ファイバ２０と光素子１０とは、図示しないが、例えば紫外線硬化型樹脂からなる接着剤で接着されている。光路となる領域に接着剤が浸入するおそれがある場合には、光ファイバ２０のクラッド２２と同じ屈折率の透明樹脂からなる接着剤が用いられる。

なお、光素子はフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子であってもよい。例えば、フォトダイオードからなる光素子は、主面である受光面に対して垂直方向から入射した光を電気信号に変換して出力する。例えば、平面視寸法が３５０μｍ×３００μｍと超小型の受光素子は、直径が５０μｍの受光部と、受光部と電気的に接続された受信電気信号を出力するための接続端子と、を受光面に有する。

光素子が受光素子の光伝送モジュールであっても、光伝送モジュール１と同じように細径で、かつ、製造が容易であることは言うまでも無い。

すなわち、実施形態の光伝送モジュールは、断面が円形で、端面が傾斜面の光ファイバと、発光素子または受光素子である光素子を含む光素子部と、を具備し、光ファイバの端部の外周に、光軸方向に延在する長方形の切り欠き面があり、切り欠き面が光素子の主面と当接した状態で接着されていることにより、傾斜面の光素子の主面に対する角度、すなわち、回転方向が、光ファイバを導光される光が光素子と光結合する角度に固定されている。

＜第１実施形態の変形例＞
次に、第１実施形態の変形例１〜４の光伝送モジュール１Ａ〜１Ｄについて説明する。光伝送モジュール１Ａ〜１Ｄは、光伝送モジュール１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

すでに説明したように、光伝送モジュール１では、光ファイバ２０の面内方向の位置決めは、切り欠きＣ２０の後端壁面２０ＳＣにより規定されていた。しかし、光ファイバ２０の切り欠きの長さおよび後端壁面２０ＳＣの形状を正確に加工することは容易ではないおそれがあった。

これに対して、光伝送モジュール１Ａ〜１Ｄでは、光素子１０の発光面（主面）１０ＳＡに、光ファイバ２０Ａの端部が当接している位置決め部材が配設されている。なお、光伝送モジュール１Ａ〜１Ｄの光ファイバ２０Ａは、光伝送モジュール１の光ファイバ２０よりも切り欠きＣ２０の長さが長く、かつ、切り欠きＣ２０Ａの長さ等は正確には管理する必要がないため、加工が容易である。

＜第１実施形態の変形例１＞
図３に示すように、第１実施形態の変形例１の光伝送モジュール１Ａでは、位置決め部材が、位置決め用バンプである第１のバンプ１３である。すなわち、光ファイバ２０の端部が光素子１０Ａの第１のバンプ１３と当接することで、光軸方向（Ｘ方向）の位置が自動的に規定されている。

主面である発光面１０ＳＡに配設されている第１のバンプ１３は、接合用バンプ１２と略同じ構成である。すなわち、第１のバンプ１３は、高さが１０μｍから１００μｍで、例えば、金または半田からなる、スタッドバンプ、めっきバンプまたはボールバンプ等である。

第１のバンプ１３は接合用バンプ１２と略同じ構成であるので、光素子１０Ａの作製時に同時に略同じ工程で配設できる。また、光素子１０Ａの接合用バンプ１２および第１のバンプ１３は、例えば、ウエハ状態でフォトリソグラフィ法を用いて正確な位置に配置されている。

なお、接合用バンプ１２の高さが低い場合には第１のバンプ１３を２段バンプで構成してもよい。例えば、第１のバンプ１３を配設する位置に接合用バンプ１２と同じ構成のバンプを配設し、さらに、その上にバンプを配設することで、所定の位置に高さの高い第１のバンプ１３を容易に作製できる。

光伝送モジュール１Ａは、光伝送モジュール１よりも更に製造が容易である。

なお、光ファイバ２０Ａの端部が当接している複数の第１のバンプ１３が光素子１０Ａに列設されていてもよい。端部が複数の第１のバンプ１３が当接している光ファイバ２０Ａでは、光軸直交方向（Ｙ方向）の位置決めも自動的に行われる。

＜第１実施形態の変形例２＞
図４に示すように、第１実施形態の変形例２の光伝送モジュール１Ｂでは、光素子１０Ｂは、主面である発光面１０ＳＡに、光ファイバ２０Ａの端部と当接している光軸方向位置決め用バンプである第１のバンプ１３に加えて、さらに光ファイバ２０Ａの側面と当接している光軸直交方向位置決め用バンプである第２のバンプ１４を具備する。

第２のバンプ１４は、接合用バンプ１２および第１のバンプ１３と同じ構成である。すなわち、第２のバンプ１４は、接合用バンプ１２および第１のバンプ１３と同時に同じ工程で配設される。

側面が第２のバンプ１４が当接している光ファイバ２０Ａは、光軸直交方向（Ｙ方向）の位置決めも自動的に行われているため、光伝送モジュール１Ｂは、光伝送モジュール１、１Ａよりも更に製造が容易である。

なお、光ファイバ２０Ａは、一方の側面が少なくとも１つの第２のバンプ１４と当接していれば、光軸直交方向（Ｙ方向）の位置決めを自動的に行うことができる。しかし、より位置決めを容易に行うためには、光素子１０Ｂは、光ファイバ２０Ａの両側面とそれぞれが当接している複数の第２のバンプ１４を有することが、より好ましい。

＜第１実施形態の変形例３＞
図５に示すように、第１実施形態の変形例３の光伝送モジュール１Ｃでは、光素子１０の発光面（主面）１０ＳＡに配設された位置決め部材４０に、光ファイバ２０Ａの端部が挿入され嵌合している凹部Ｈ４０がある。

位置決め部材４０は、例えば、セラミック、Ｓｉ（シリコン）、ガラス、樹脂または金属からなる。なお、凹部Ｈ４０は、位置決め部材４０の底面にも開口のある溝状である。凹部Ｈ４０の内寸は、挿入される光ファイバ２０Ａの外寸と略同じである。ここで「略同じ」とは、光ファイバ２０Ａの外周面と凹部Ｈ４０の壁面とが当接状態となるような、双方の寸法が実質的に「同じ」サイズであることを意味する。例えば、光ファイバ２０Ａの外寸に対して、凹部Ｈ４０の内寸は１μｍ〜５μｍだけ大きく作製される。

そして、光ファイバ２０Ａは、切り欠き面２０ＳＢが光素子１０の発光面１０ＳＡと当接することで、回転方向が自動的に規定され、端部が位置決め部材４０の凹部Ｈ４０と嵌合することで、面内方向（ＸＹ方向）の位置決めが自動的に行われている。

このため、光伝送モジュール１Ｃは、光伝送モジュール１よりも更に製造が容易である。

なお、光素子１０に位置決め部材４０を接着するときの位置決めに、すでに説明した第１のバンプ１３または第２のバンプ１４を用いてもよい。

＜第１実施形態の変形例４＞
図６に示すように、第１実施形態の変形例４の光伝送モジュール１Ｄでは、位置決め部材が、第１の主面５０ＳＡと第１の主面５０ＳＡと対向している第２の主面５０ＳＢとを有する配線板５０である。

配線板５０の基体には、樹脂基板、セラミック基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、または、シリコン基板等が使用される。なお、配線板５０は、小型化およびフレキシブル性の観点から、ポリイミド等を基体とする、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）基板が特に好ましい。

配線板５０の第１の主面５０ＳＡには光素子１０の接合用バンプ１２と接合されている電極５１が配設されている。そして、第２の主面５０ＳＢには、接合用バンプ１２と図示しない貫通配線等を介して電気的に接続されている接合用バンプ５２が配設されている。ケーブル３０は、配線板５０の接合用バンプ５２と接合されている。

なお、光素子１０と配線板５０との間には、図示しないが、アンダーフィル材やサイドフィル材等が封止部材として注入されている。また、配線板５０の第２の主面５０ＳＢには、チップコンデンサまたはＩＣ等の電子部品５９が実装されていてもよい。

そして、配線板５０には、平面視矩形で、短辺の長さＷ５０が光ファイバ２０Ａの幅と同じ切り欠きＮ５０ある。そして、光ファイバ２０Ａの端部（先端および両側面）が配線板５０の切り欠きＮ５０の壁面（例えばＮ５０Ｓ）に当接している。

すなわち、光ファイバ２０Ａは、切り欠き面２０ＳＢが光素子１０の発光面１０ＳＡと当接し、端部が配線板５０の切り欠きＮ５０の壁面と当接することで、面内方向（ＸＹ方向）の位置決めが自動的に行われている。

光伝送モジュール１Ｄは、光素子１０にケーブル３０を接合していないので、光伝送モジュール１よりも更に製造が容易である。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の光伝送モジュール１Ｅについて説明する。光伝送モジュール１Ｅは、光伝送モジュール１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

図７に示すように、光伝送モジュール１Ｅの光素子部６５は、光素子１０と配線板５０Ｅとを含む。配線板５０Ｅは、第１の主面５０Ｓと第１の主面５０ＳＡと対向している第２の主面５０ＳＢとを有する。

配線板５０Ｅは、すでに説明した配線板５０と略同じ構成で、第１の主面５０ＳＡに光素子１０が実装されている。しかし、切り欠きＮ５０のあった配線板５０と異なり、配線板５０Ｅには、貫通孔Ｈ５０がある。

貫通孔Ｈ５０は、発光部１１が出射した光が通過する光路となっている。例えば、配線板５０Ｅの第１の主面５０ＳＡには光素子１０が、その発光部１１が配線板５０の貫通孔Ｈ５０と対向する位置に配置された状態で実装されている。光素子１０の発光面１０ＳＡは配線板５０Ｅの第１の主面５０ＳＡおよび第２の主面５０ＳＢと平行に配置されている。

そして、図示しないが、光伝送モジュール１Ｅの光ファイバ２０は、光伝送モジュール１の光ファイバ２０と同じ構成で、切り欠き面２０ＳＢの中心線ＬＣ２０が傾斜面２０ＳＡの長軸Ｌ２０と交差している。

光伝送モジュール１Ｅでは、光ファイバ２０の切り欠き面２０ＳＢは、配線板５０Ｅの第２の主面５０ＳＢと当接している。このため、傾斜面２０ＳＡの光素子１０の主面１０ＳＡに対する角度θ、すなわち、光ファイバ２０の回転方向が、光ファイバ２０を導光される光が光素子１０と光結合する角度に自動的に規定されている。

なお、光ファイバ２０は切り欠きＣ２０の後端壁面２０ＳＣが、配線板５０Ｅの後方側面５０ＳＳと当接することで、面内方向位置決めが自動的に行われている。

光伝送モジュール１Ｅは光素子１０にケーブル３０を接合していないので、光伝送モジュール１よりも製造が容易である。

＜第２実施形態の変形例＞
次に、第２実施形態の変形例１〜４の光伝送モジュール１Ｆ〜１Ｊについて説明する。光伝送モジュール１Ｆ〜１Ｊは、光伝送モジュール１〜１Ｅと類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

すでに説明したように、光伝送モジュール１Ｅでは、光ファイバ２０の面内方向（ＸＹ方向）の位置決めは、切り欠きＣ２０の後端壁面２０ＳＣにより規定されていた。

これに対して、光伝送モジュー１Ｆ〜１Ｈでは、光素子１０の発光面（主面）１０ＳＡと平行に配置されている配線板の第２の主面５０ＳＢに、光ファイバ２０Ａの端部が当接している位置決め部材が配設されている。

＜第２実施形態の変形例１＞
図８に示すように、第２実施形態の変形例１の光伝送モジュール１Ｆは、光伝送モジュール１Ａと特に類似している。すなわち、光伝送モジュール１Ｆでは、位置決め部材が、配線板５０Ｆの第２の主面に配設された第３のバンプ５３である。すなわち、光ファイバ２０Ａの端部が配線板５０Ｆの第３のバンプ５３と当接することで、光軸方向（Ｘ方向）の位置が自動的に規定されている。

光伝送モジュール１Ｅでは、光ファイバ２０は切り欠きＣ２０の後端壁面２０ＳＣにより面内方向位置決めが行われていた。しかし、光ファイバ２０の切り欠きを正確に加工することは容易ではないおそれがあった。

光軸方向位置決めバンプである第３のバンプ５３は接合用バンプ５２と同じ構成であるので、配線板５０Ｅの作製時に同時に同じ工程で配設できる。このため、光伝送モジュール１Ｆは光伝送モジュール１Ｅよりも製造が容易である。

＜第２実施形態の変形例２＞
図９に示すように、第１実施形態の変形例２の光伝送モジュール１Ｇでは、位置決め部材が、配線板５０Ｇの第２の主面５０ＳＢに実装されている光軸方向位置決め部材である第１の電子部品５９Ａである。図９に示すように、光ファイバ２０Ａの端部が、第１の電子部品５９Ａに当接するように配置されている光伝送モジュール１Ｇは、光ファイバ２０Ａの光軸方向（Ｘ方向）の位置を自動的に規定することができる。

電子部品５９、５９Ａは、配線板５０Ｇの作製時に配設された電極パッドに接合されている。電気回路形成のための電子部品５９Ａは光伝送モジュール１Ｇに必要な部品であり、その電子部品５９Ａに位置決め部材の機能が付加されている。なお、電子部品５９Ａは、位置決めのために必要十分な高さを有している。

光伝送モジュール１Ｇでは、配線板５０Ｇに位置決め専用の第３のバンプ５３を配設する必要がない。配線板５０Ｇの第２の主面５０ＳＢの面積を小さくできるため、光伝送モジュール１Ｇは、光伝送モジュール１Ｆよりも細径である。

＜第２実施形態の変形例３＞
図１０に示すように、第２実施形態の変形例３の光伝送モジュール１Ｈは、光伝送モジュール１Ｂと特に類似している。すなわち、光伝送モジュール１Ｈでは、第３のバンプ５３に加えて、さらに光ファイバ２０Ａの側面と当接している第４のバンプ５４を、配線板５０Ｈの第２の主面５０ＳＢに具備する。

光軸直交方向位置決め用バンプである第４のバンプ５４は、接合用バンプ５２および第３のバンプ５３と略同じ構成である。すなわち、第４のバンプ５４は、接合用バンプ５２および第３のバンプ５３と同時に略同じ工程で配設できる。

側面が第４のバンプ５４と当接している光ファイバ２０Ａは、光軸直交方向（Ｙ方向）の位置決めが自動的に行われているため、光伝送モジュール１Ｈは、光伝送モジュール１Ｅ、１Ｆよりも更に製造が容易である。

なお、光ファイバ２０Ａは、一方の側面が少なくとも１つの第４のバンプ５４と当接していれば、光軸直交方向（Ｙ方向）の位置決めを自動的に行うことができる。しかし、位置決めをより容易に行うためには、配線板５０Ｈは、光ファイバ２０Ａの両側面と当接している複数の第４のバンプ５４を有することが好ましい。

なお、図示しないが、光ファイバ２０Ａの側面が、配線板の第２の主面５０ＳＢに実装されている光軸直交方向位置決め部材である第２の電子部品に当接するように配置されていても、光ファイバ２０Ａの光軸直交方向（Ｙ方向）の位置を自動的に規定することができる。

そして、光軸方向位置決め部材である第１の電子部品および光軸直交方向位置決め部材である第２の電子部品が配設されている配線板を具備する光伝送モジュールでは、光ファイバ２０Ａの面内方向（ＸＹ方向）の位置を自動的に規定することができることは言うまでも無い。

＜第２実施形態の変形例４＞
図１１に示すように、第２実施形態の変形例４の光伝送モジュール１Ｉは、光伝送モジュール１Ｃと特に類似している。すなわち、光伝送モジュール１Ｉは、配線板５０Ｅの第２の主面に配設された位置決め部材４０Ｉに、光ファイバ２０Ａの端部が挿入され嵌合している凹部Ｈ４０がある。

すなわち、位置決め部材４０Ｉは、位置決め部材４０と略同じ構成である。

そして、光ファイバ２０Ａは、切り欠き面２０ＳＢが配線板５０Ｅの発光面１０ＳＡと当接し、端部が位置決め部材４０Ｉの凹部Ｈ４０に挿入され嵌合することで、面内方向（ＸＹ方向）の位置決めが自動的に行われている。

このため、光伝送モジュール１Ｉは、光伝送モジュール１Ｅよりも更に製造が容易である。

なお、配線板５０Ｅに位置決め部材４０Ｉを接着するときの位置決め部材として、光伝送モジュール１Ｆ〜１Ｈに示したようなバンプまたは電子部品を用いてもよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の光伝送モジュール１Ｊについて説明する。光伝送モジュール１Ｊは、光伝送モジュール１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。

図１２および図１３に示すように、光伝送モジュール１Ｊの光素子部６５は、光素子１０と配線板５０Ｅとを含む。

そして、光伝送モジュール１Ｊでは、光ファイバ２０Ｊの切り欠き面２０ＳＡが、外周に形成された光軸方向に延設されている溝Ｎ２０の壁面である。言い替えれば、光ファイバ２０Ｊの溝Ｎ２０は、光軸方向に延在する２つの長方形の切り欠き面２０ＳＳを有する。溝Ｎ２０はクラッド２２に形成されており、コア２１には到達していない。

光素子部６５は、第１の主面５０ＳＡと第２の主面５０ＳＢとを有し、第１の主面５０ＳＡに光素子１０が実装されている配線板５０Ｅを含む。配線板５０Ｅの第１の主面５０ＳＡには、内壁面に凸部Ｈ４０Ｎを有する凹部Ｈ４０Ｊのある位置決め部材４０Ｊが配設されている。

位置決め部材４０Ｊは、光ファイバ２０Ｊのクラッド２２と同じ屈折率の透明樹脂からなることが好ましい。また、位置決め部材４０Ｊの凹部Ｈ４０Ｊと光ファイバ２０Ｊの外面との間にはクラッド２２と同じ屈折率の透明樹脂が充填されていることが好ましい。

そして、光ファイバ２０Ｊと決め部材４０Ｊの凹部Ｈ４０Ｊが嵌合している。すなわち、光ファイバ２０Ｊの溝Ｎ２０は、位置決め部材４０Ｊの凹部Ｈ４０Ｊの凸部Ｈ４０Ｎと嵌合している。

そして、光ファイバ２０Ｊの溝Ｎ２０の２つの切り欠き面２０ＳＳが、位置決め部材４０Ｊの凸部Ｈ４０Ｎの両壁面と当接することにより、光ファイバ２０Ｊの傾斜面２０ＳＡの光素子１０の発光面１０ＳＡに対する角度（回転方向）が、光ファイバ２０Ｊを導光される光が光素子１０と光結合する角度に自動的に規定されているとともに、面内方向（ＸＹ方向）の位置決めが自動的に行われ、固定されている。

なお、凹部Ｈ４０Ｊは壁面が光ファイバ２０Ｊの外周面と嵌合していれば、先端面が円形の円筒状でもよいし、貫通孔でもよい。また、図１２に示した光伝送モジュール１Ｊでは、溝Ｎ２０は、光ファイバ２０Ｊの上面に形成されているが、底部がコア２１に到達していなければ下面以外の横面等に形成されていてもよい。

なお、図１４Ａに示すように光伝送モジュール１Ｋでは、光ファイバ２０Ｋの溝Ｎ２０Ｋは断面がＵ字状である。また図１４Ｂに示すように光伝送モジュール１Ｌでは、光ファイバ２０Ｌは断面が矩形で、言い替えれば、側面に溝Ｎ２０Ｌがある。

光ファイバの端部の外周に光軸方向に延在する切り欠き面があり、位置決め部材に光ファイバの切り欠き面と嵌合している凸部のある孔がある光伝送モジュール１Ｋ、１Ｌは、光伝送モジュール１Ｊと同じ効果を有する。

なお、位置決め部材４０Ｊでは下面に光ファイバ２０の外周部が露出していているが、貫通孔に光ファイバ２０Ｌが挿入されていてもよい。ただし、光路長を短くするために、位置決め部材４０Ｊの下面の長さは短いほど好ましい。

＜第４実施形態＞
次に、第４の実施の形態の内視鏡９について説明する。

図１５に示すように、内視鏡９は、光伝送モジュール１〜１Ｌが硬性先端部９Ａに配設された挿入部９Ｂと、挿入部９Ｂの基端側に配設された操作部９Ｃと、操作部９Ｃから延出するユニバーサルコード９Ｄと、を具備する。なお、硬性先端部９Ａに配設された光伝送モジュール１〜１Ｌから発信され、挿入部９Ｂを挿通する光ファイバ２０が導光した光信号は、例えば、操作部９Ｃに配設された光伝送モジュール１Ｘにより電気信号に変換される。

内視鏡９は、細径の光伝送モジュール１〜１Ｌを有するため硬性先端部９Ａが細径である。さらに、内視鏡９は、光伝送モジュール１〜１Ｌを有するため製造が容易である。

本発明は、上述した実施形態および変形例等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。

１、１Ａ〜１Ｌ・・・光伝送モジュール
９・・・内視鏡
１０・・・光素子
１１・・・発光部
１２・・・接合用バンプ
１３・・・第１のバンプ
１４・・・第２のバンプ
２０・・・光ファイバ
３０・・・ケーブル
４０・・・位置決め部材
５０・・・配線板
５２・・・接合用バンプ
５３・・・第１のバンプ
５４・・・第２のバンプ
５９・・・電子部品
６０・・・光素子部
７０・・・光ファイバ

Claims (14)

1. 断面が円形で、端面が傾斜面の光ファイバと、
   発光面が主面の発光素子または受光面が主面の受光素子である光素子を含む光素子部と、を具備する光伝送モジュールであって、
   前記光ファイバの端部の外周に、光軸方向に延在する切り欠き面があり、
   前記切り欠き面により、前記傾斜面の前記光素子の主面に対する角度が、前記光ファイバを導光される光が前記光素子と光結合する角度に規定されていることを特徴とする光伝送モジュール。
2. 前記光ファイバの前記切り欠き面が、長方形であり、
   前記切り欠き面の前記光軸方向に平行な中心線が、前記傾斜面の長軸と交差しており、
   前記光ファイバの前記切り欠き面が、前記光素子の前記主面と当接していることを特徴とする請求項１に記載の光伝送モジュール。
3. 前記光素子の前記主面に、前記光ファイバの前記端部が当接している位置決め部材が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の光伝送モジュール。
4. 前記位置決め部材が、第１のバンプであることを特徴とする請求項３に記載の光伝送モジュール。
5. 前記光ファイバの側面と当接している第２のバンプを前記主面に具備することを特徴とする請求項４に記載の光伝送モジュール。
6. 前記位置決め部材に、前記光ファイバの前記端部が挿入され嵌合している凹部があることを特徴とする請求項３に記載の光伝送モジュール。
7. 前記位置決め部材が、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記光素子が実装されている配線板であり、
   前記配線板に、平面視矩形で、短辺の長さが前記光ファイバの幅と同じ、切り欠きがあり、
   前記光ファイバの前記端部が、前記配線板の前記切り欠きの壁面に当接していることを特徴とする請求項３に記載の光伝送モジュール。
8. 前記光素子部が、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第１の主面に前記光素子が実装されており、光路となっている貫通孔のある配線板を含み、
   前記光ファイバの前記切り欠き面の中心線が、前記傾斜面の長軸と交差しており、
   前記切り欠き面が、前記配線板の前記第２の主面と当接していることを特徴とする請求項１に記載の光伝送モジュール。
9. 前記配線板の前記第２の主面に、前記光ファイバの前記端部が当接している位置決め部材が配設されていることを特徴とする請求項８に記載の光伝送モジュール。
10. 前記位置決め部材が、第３のバンプまたは第１の電子部品であることを特徴とする請求項９に記載の光伝送モジュール。
11. 前記光ファイバの側面と当接している第４のバンプまたは第２の電子部品を前記配線板の前記第２の主面に具備することを特徴とする請求項１０に記載の光伝送モジュール。
12. 前記位置決め部材に、前記光ファイバの前記端部が挿嵌されている凹部があることを特徴とする請求項９に記載の光伝送モジュール。
13. 前記光ファイバの前記切り欠き面が、溝の壁面であり、
    前記光素子部が、第１の主面と前記第１の主面と対向している第２の主面とを有し、前記第２の主面に前記光素子が実装されている配線板を含み、
    前記配線板の前記第１の主面に、内壁面に凸部を有する孔のある位置決め部材が配設されており、
    前記溝と前記凸部とが嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の光伝送モジュール。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の前記光伝送モジュールを、挿入部の硬性先端部に具備することを特徴とする内視鏡。

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