JP4770551B2 - Optical module - Google Patents

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Description

本発明は、光通信で用いられる光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical module used in optical communication.

従来から、光通信を行うために、基板に実装した発光素子および/または受光素子と、光ファイバと、光ファイバを位置決め固定するレセプタクル等を主要な構成要素とする光モジュールが用いられている(例えば、特許文献1、2参照)。   Conventionally, in order to perform optical communication, an optical module having a light emitting element and / or a light receiving element mounted on a substrate, an optical fiber, a receptacle for positioning and fixing the optical fiber, and the like as main components has been used ( For example, see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、光半導体素子と光ファイバとを光結合させ、これらを基板に固定し、光半導体素子と光ファイバの先端部を覆うように透明樹脂材で封止した光モジュールが記載されている。   Patent Document 1 describes an optical module in which an optical semiconductor element and an optical fiber are optically coupled, fixed to a substrate, and sealed with a transparent resin material so as to cover the tip of the optical semiconductor element and the optical fiber. ing.

また、特許文献2には、電気信号を光信号に変換して光ファイバへ発信する発光素子と、発光素子を搭載しこの発光素子の搭載位置を基準として決定された位置に貫通挿入孔を有するリードフレームと、貫通挿入孔に嵌められてリードフレームの位置を相対的に固定する突起部、および、光ファイバの端部が嵌め込まれ光ファイバの位置を相対的に固定するスリーブを有し、発光素子と光ファイバとを光学的に連結するレセプタクルとを備えた光電送デバイスが記載されている。   Patent Document 2 discloses a light-emitting element that converts an electrical signal into an optical signal and transmits the optical signal to an optical fiber, and has a through-insertion hole at a position that is determined based on the mounting position of the light-emitting element. A lead frame, a protrusion that is fitted into the through-insertion hole and relatively fixes the position of the lead frame, and a sleeve that is fitted with the end of the optical fiber and relatively fixes the position of the optical fiber, and emits light A photoelectric transmission device is described that includes a receptacle for optically coupling an element and an optical fiber.

特開2005−284015号公報JP 2005-284015 A 特開2005−062842号公報JP 2005-062842 A

しかし、前記した光モジュールおよび光電送デバイスは、発光素子、受光素子等の光半導体素子を、直接樹脂で封止するため、光半導体素子の放熱が十分にできないという問題を有する。   However, the optical module and the photoelectric transmission device described above have a problem that the optical semiconductor element cannot be sufficiently radiated because the optical semiconductor element such as the light emitting element and the light receiving element is directly sealed with resin.

また、前記した光モジュールは、光ファイバと光半導体素子を封止する樹脂として、屈折率の小さい樹脂を選択する必要がある。しかし、かかる樹脂は、希少であり、非常に高価なため、光モジュール全体のコストが上昇するという問題がある。   In the optical module described above, it is necessary to select a resin having a small refractive index as a resin for sealing the optical fiber and the optical semiconductor element. However, since such a resin is rare and very expensive, there is a problem that the cost of the entire optical module increases.

さらに、前記した光モジュールは、封止樹脂の固化に伴う樹脂の収縮により、光半導体素子と光ファイバの光軸がずれるという問題がある。つまり、光ファイバの先端の位置が光軸に垂直な方向にずれると、光半導体素子からの光量または光半導体素子へ伝える光量が減るという問題が生じる。   Furthermore, the above-described optical module has a problem that the optical axes of the optical semiconductor element and the optical fiber shift due to the shrinkage of the resin accompanying the solidification of the sealing resin. That is, when the position of the tip of the optical fiber is shifted in a direction perpendicular to the optical axis, there arises a problem that the light amount from the optical semiconductor element or the light amount transmitted to the optical semiconductor element is reduced.

また、光ファイバの先端の位置が光軸方向にずれると、レンズの焦点位置からずれることになるので、光半導体素子からの光量または光半導体素子へ伝える光量が減るという問題が生じる。かかる問題は、光ファイバのコアの直径が小さくなれば小さくなるほど、顕著なものとなる。   In addition, if the position of the tip of the optical fiber is shifted in the optical axis direction, the lens is shifted from the focal position of the lens, which causes a problem that the amount of light from the optical semiconductor element or the amount of light transmitted to the optical semiconductor element is reduced. Such a problem becomes more prominent as the diameter of the core of the optical fiber becomes smaller.

この点、前記した光電送デバイスは、基板に固定された光半導体素子に対して、レセプタクル、光電送コネクタおよびフェルールによって光ファイバが相対的に位置決めされており、光半導体素子と光ファイバの位置決めが容易にできるようになっている。   In this respect, in the photoelectric transmission device described above, the optical fiber is relatively positioned by the receptacle, the photoelectric transmission connector, and the ferrule with respect to the optical semiconductor element fixed to the substrate, and the optical semiconductor element and the optical fiber are positioned. It can be easily done.

しかし、レセプタクル、フェルール、光電送コネクタ等の部品を高精度に加工することが必要であり、各部品のコストアップ、ひいては、光電送デバイスのコストアップになるという問題がある。   However, it is necessary to process parts such as a receptacle, a ferrule, and a photoelectric transmission connector with high accuracy, and there is a problem that the cost of each part is increased, and consequently, the cost of the photoelectric transmission device is increased.

また、レセプタクル、フェルール、光電送コネクタ等の各部品を高精度に加工しても、各部品は加工誤差を有しているため、光電送デバイスを組み立てた場合に加工誤差が累積するという問題がある。したがって、光半導体素子と光ファイバの位置決めには限界があり、各部品の加工技術の技術水準を考慮すると、コアの直径が50μm以上の光ファイバに適用される技術であると思われる。すなわち、メカ的な位置決めのみでは、コアの直径が50μm以下の光ファイバには適用が困難であるという問題がある。   In addition, even if each part such as a receptacle, ferrule, and photoelectric connector is processed with high accuracy, each part has a processing error, so that when the photoelectric device is assembled, the processing error accumulates. is there. Therefore, there is a limit to positioning of the optical semiconductor element and the optical fiber. Considering the technical level of the processing technology for each component, it is considered that the technology is applied to an optical fiber having a core diameter of 50 μm or more. That is, there is a problem that it is difficult to apply to an optical fiber having a core diameter of 50 μm or less only by mechanical positioning.

また、前記した光電送デバイスは、フェルールにより光ファイバと光半導体素子との位置決めをしているが、ここでの光ファイバとは、光ファイバのコアのことである。光ファイバのコアは、コアの被覆とは異なり、加工精度が高いため、フェルールにより、高精度な位置決めができるからである。
このため、光ファイバの1次被覆(および2次被覆)を光電送デバイスに対して動かないように、別途固定する器具が必要であるという問題がある。
Moreover, although the above-described photoelectric transmission device positions an optical fiber and an optical semiconductor element by a ferrule, the optical fiber here is a core of the optical fiber. This is because, unlike the core coating, the optical fiber core has high processing accuracy, so that the ferrule can be used for highly accurate positioning.
For this reason, there exists a problem that the apparatus which fixes separately so that the primary coating | coated (and secondary coating | coated) of an optical fiber may not move with respect to a photoelectric sending device occurs.

なぜなら、光ファイバの先端におけるコアのみを光電送デバイスに固定し、光ファイバの一次被覆(および2次被覆)を固定せず、光ファイバをフリーな状態にすると、固定されたコアの部分と固定されていないコアの部分の境界で破断が生じるからである。   Because, only the core at the tip of the optical fiber is fixed to the photoelectric transmission device, the primary coating (and secondary coating) of the optical fiber is not fixed, and the optical fiber is free, the fixed core portion is fixed. This is because the fracture occurs at the boundary between the core portions that are not formed.

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、従来複数の部品から構成されていた光半導体素子と光ファイバの光学的連結部品を簡素化・小型化してコストダウンを図りつつ、光学的連結に伴う作業をも容易にした光モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, while simplifying and downsizing the optical connecting element between the optical semiconductor element and the optical fiber, which has conventionally been composed of a plurality of parts, and reducing costs, An object of the present invention is to provide an optical module that facilitates work associated with optical coupling.

本発明は、光半導体素子を実装した基板と、基板上に取り付けたレセプタクルとからなる光モジュールにおいて、基板は、複数の取付穴が形成され、レセプタクルは、取付穴に挿入する複数の突起と、光半導体素子を収容する収容凹部と、光ファイバを挿入し、光ファイバの先端が当接する先端面を有する挿入孔と、先端面と収容凹部の間において光ファイバの先端から出射した光または光半導体素子から出射した光を反射する反射面とを透明な樹脂により一体的に成形したものであり、取付穴の内周面と、突起の外周面との間にレセプタクルの位置決め調整用のクリアランスを設けることにより、光ファイバと光半導体素子の位置を微調整できる調整機能を持たせたことを特徴とする。この調整用のクリアランスは、0.1mm〜0.3mmの範囲内であることが望ましい。
前記光ファイバは、コアと、前記コアの外周に設けられた被覆と、を有し、前記挿入孔は、前記先端面側に設けられ前記コアよりも直径が大きく且つ前記被覆よりも直径が小さく設定され前記コアを保持する小径部と、前記先端面と反対側に設けられ前記被覆よりも直径が大きく設定され前記被覆を保持する大径部と、が連結された構成とされ、前記小径部に保持された前記コアの先端が前記先端面に当接し、前記レセプタクルの外面には、前記挿入孔を構成する前記大径部に至る深さの凹溝が、平面視において前記大径部に重なるように形成され、前記凹溝に接着剤が充填され固化されることで、前記光ファイバの前記被覆が前記レセプタクルに固定されていることを特徴とする。
The present invention provides an optical module comprising a substrate on which an optical semiconductor element is mounted and a receptacle attached on the substrate, wherein the substrate has a plurality of attachment holes, and the receptacle has a plurality of protrusions inserted into the attachment holes, A housing recess for housing the optical semiconductor element, an insertion hole having a distal end surface into which the distal end of the optical fiber is inserted, and light or an optical semiconductor emitted from the distal end of the optical fiber between the distal end surface and the housing recess The reflective surface that reflects the light emitted from the element is formed integrally with a transparent resin, and a clearance for positioning the receptacle is provided between the inner peripheral surface of the mounting hole and the outer peripheral surface of the protrusion. Thus, an adjustment function capable of finely adjusting the positions of the optical fiber and the optical semiconductor element is provided. The clearance for adjustment is preferably in the range of 0.1 mm to 0.3 mm.
The optical fiber includes a core and a coating provided on an outer periphery of the core, and the insertion hole is provided on the distal end surface side and has a diameter larger than the core and a diameter smaller than the coating. The small-diameter portion that is set and holds the core and the large-diameter portion that is provided on the side opposite to the tip surface and has a diameter larger than that of the coating and that holds the coating are connected to each other. A tip of the core held by the core abuts the tip surface, and a concave groove having a depth reaching the large-diameter portion constituting the insertion hole is formed in the large-diameter portion in plan view on the outer surface of the receptacle. It is formed so that it may overlap, and the above-mentioned covering of the above-mentioned optical fiber is fixed to the above-mentioned receptacle by filling the above-mentioned concave groove with an adhesive and solidifying it.

そして、光半導体素子および光ファイバの対は、複数であってもよい。すなわち、基板には、複数の光半導体素子が実装され、レセプタクルには、光半導体素子の数と同数の光ファイバを挿入するための挿入孔が設けられていても良い。
この場合は、隣接する光半導体素子と光ファイバの対から来る迷光の影響を無くすために、挿入孔の先端面から光半導体素子が収容されている収容凹部に至る一の光路と、この光路に隣接する他の光路との間に溝を設けて、両光路を溝により隔絶することが望ましい。
また、この隔絶は、両光路間に、光を反射または吸収する部材を設けることにより行なっても良い。
A plurality of pairs of optical semiconductor elements and optical fibers may be provided. That is, a plurality of optical semiconductor elements may be mounted on the substrate, and the receptacle may be provided with insertion holes for inserting the same number of optical fibers as the number of optical semiconductor elements.
In this case, in order to eliminate the influence of the stray light coming from the pair of the adjacent optical semiconductor element and the optical fiber, there is one optical path from the distal end surface of the insertion hole to the accommodating recess in which the optical semiconductor element is accommodated, It is desirable to provide a groove between other adjacent optical paths and to isolate both optical paths by the groove.
Further, this isolation may be performed by providing a member that reflects or absorbs light between both optical paths.

また、光半導体素子を収容しているレセプタクルの収容凹部における光半導体素子の光軸上に、凸レンズを設けても良い。   In addition, a convex lens may be provided on the optical axis of the optical semiconductor element in the receiving recess of the receptacle that stores the optical semiconductor element.

さらに、レセプタクルに設けた反射面にミラーコーティングを施しても良く、反射面を集光ミラーにしても良い。
また、基板には、光半導体素子の動作を制御する制御素子を実装しても良い。
Further, the reflecting surface provided on the receptacle may be mirror-coated, or the reflecting surface may be a condensing mirror.
Further, a control element for controlling the operation of the optical semiconductor element may be mounted on the substrate.

また、レセプタクルにおける挿入孔は、直径が異なる複数の孔を連結して形成し、この挿入孔に光ファイバを1次被覆が付いたまま挿入しても良い。さらに、挿入孔を直径が異なる複数の孔を連結して形成し、この挿入孔に、光ファイバを2次被覆および1次被覆が付いたまま挿入しても良い。   The insertion hole in the receptacle may be formed by connecting a plurality of holes having different diameters, and the optical fiber may be inserted into the insertion hole with the primary coating attached. Further, the insertion hole may be formed by connecting a plurality of holes having different diameters, and the optical fiber may be inserted into the insertion hole with the secondary coating and the primary coating attached.

本発明により、光半導体素子と光ファイバの光学的連結用部品を簡素化・小型化してコストダウンを図りつつ、光学的連結に伴う作業を容易にした光モジュールの提供が可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical module that facilitates the work associated with optical connection while simplifying and downsizing the optical connection component between the optical semiconductor element and the optical fiber to reduce the cost.

以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.

本発明に係る第1実施例を、図1および図2を用いて説明する。
図1および図2は、本発明にかかる光モジュールの側部断面図である。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1 and 2 are side sectional views of an optical module according to the present invention.

図1に示すように、光モジュール1は、光を受光して電気信号に変換する受光素子および/または電気信号に応じて光を発光する発光素子等の光半導体素子2と、この光半導体素子2を実装した基板3と、基板3に固定されたレセプタクル4とを有するものである。   As shown in FIG. 1, an optical module 1 includes an optical semiconductor element 2 such as a light receiving element that receives light and converts it into an electric signal and / or a light emitting element that emits light according to the electric signal, and the optical semiconductor element. 2 and a receptacle 4 fixed to the substrate 3.

このレセプタクル4は、光半導体素子2を収容する収容凹部5と、光ファイバ6を挿入する挿入孔7と、基板3に設けられた取付穴31に挿入し、基板3にレセプタクル4を固定するための突起8と、反射面9とを有しており、これらが、透明の樹脂(例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等)を用いて一体的に成形されている。   The receptacle 4 is inserted into an accommodating recess 5 for accommodating the optical semiconductor element 2, an insertion hole 7 for inserting the optical fiber 6, and an attachment hole 31 provided in the substrate 3, so as to fix the receptacle 4 to the substrate 3. The projection 8 and the reflecting surface 9 are integrally formed using a transparent resin (for example, acrylic resin, polycarbonate resin, etc.).

このレセプタクル6に形成された挿入孔7は、光ファイバ6の1次被覆62の直径よりも若干大きい直径に設定された大径部と、光ファイバ6のコア61よりも若干大きい直径に設定された小径部とが連結して形成されている。   The insertion hole 7 formed in the receptacle 6 is set to have a large diameter portion set to a diameter slightly larger than the diameter of the primary coating 62 of the optical fiber 6 and a diameter slightly larger than the core 61 of the optical fiber 6. The small-diameter portion is formed to be connected.

そして、挿入孔7は、先端面71を有しているので、光ファイバ6は、1次被覆62が付いたまま挿入孔7に挿入し、コア61の先端を先端面71に突き当てることにより、光ファイバ6の光軸方向の位置決めが容易にできるようになっている。   Since the insertion hole 7 has the distal end surface 71, the optical fiber 6 is inserted into the insertion hole 7 with the primary coating 62 attached, and the distal end of the core 61 is abutted against the distal end surface 71. The optical fiber 6 can be easily positioned in the optical axis direction.

この光ファイバ6を、表面精度が悪い1次被覆が付いたまま挿入孔7に挿入し、その後、接着剤10によりレセプタクル4と光ファイバ6を固定すれば、光ファイバ6がレセプタクル4に強固に固定される。   If the optical fiber 6 is inserted into the insertion hole 7 with the primary coating with poor surface accuracy attached, and then the receptacle 4 and the optical fiber 6 are fixed by the adhesive 10, the optical fiber 6 is firmly attached to the receptacle 4. Fixed.

すなわち、レセプタクル4は、光ファイバ6のコア61の固定のみならず、光ファイバ6自体を固定する機能を有している。このため、光ファイバ6を固定する器具が不要であるため、光ファイバ6の位置決めに要するコストを下げることができる。しかし、本発明は、前記した従来技術のように、光ファイバ6のコア61を直接部品に固定するものではなく、挿入孔7の内周面とコア61の外周面の間には隙間が空いているため、コア61の位置にバラツキが生じる。   That is, the receptacle 4 has a function of fixing not only the core 61 of the optical fiber 6 but also the optical fiber 6 itself. For this reason, since the instrument which fixes the optical fiber 6 is unnecessary, the cost required for positioning of the optical fiber 6 can be reduced. However, the present invention does not directly fix the core 61 of the optical fiber 6 to the component as in the prior art described above, and there is a gap between the inner peripheral surface of the insertion hole 7 and the outer peripheral surface of the core 61. Therefore, the position of the core 61 varies.

このため、図1に示すように、基板3の取付穴31と、レセプタクル4に形成した突起8とのクリアランスを0.1〜0.3mmに設定し、このクリアランスを利用して、調整作業を行う必要がある。   For this reason, as shown in FIG. 1, the clearance between the mounting hole 31 of the substrate 3 and the protrusion 8 formed on the receptacle 4 is set to 0.1 to 0.3 mm, and adjustment work is performed using this clearance. There is a need to do.

本実施例では、クリアランスを0.2mmに設定したので、レセプタクル4は、基板3に対して、±0.1mm位置を調整することができる。そうすると、前記した光ファイバ6のコア61の外周面と挿入孔7の内周面の相対的な位置のバラツキを十分吸収できる。   In this embodiment, since the clearance is set to 0.2 mm, the receptacle 4 can be adjusted with respect to the substrate 3 by ± 0.1 mm. Then, the variation in the relative position between the outer peripheral surface of the core 61 of the optical fiber 6 and the inner peripheral surface of the insertion hole 7 can be sufficiently absorbed.

レセプタクル4の位置を調整する作業は、光半導体素子2が受光素子である場合は、光ファイバ6の図示しない後端に発光装置を接続し、この発光装置から光ファイバ6を通って受光素子に送られてくる光の光量が最大となる位置を、受光素子2に接続した図示しない光量モニタを観察しながらレセプタクル4を動かして探すという一般的な方法を採用することができる。   When the optical semiconductor element 2 is a light receiving element, the operation of adjusting the position of the receptacle 4 is performed by connecting a light emitting device to a rear end (not shown) of the optical fiber 6 and passing the optical fiber 6 from the light emitting device to the light receiving element. A general method of searching the position where the light quantity of the transmitted light is maximum by moving the receptacle 4 while observing a light quantity monitor (not shown) connected to the light receiving element 2 can be employed.

また、光半導体素子2が発光素子である場合は、光ファイバ6の図示しない後端に受光装置を接続し、発光素子から光ファイバ6を通って送られてきた光の光量が最大となる位置を、受光装置に接続した光量モニタを観察しながらレセプタクル4を動かして探すという一般的な方法を採用することができる。   In the case where the optical semiconductor element 2 is a light emitting element, a light receiving device is connected to the rear end (not shown) of the optical fiber 6, and the position where the amount of light transmitted from the light emitting element through the optical fiber 6 is maximized. The general method of moving the receptacle 4 while observing the light amount monitor connected to the light receiving device can be employed.

かかる調整作業により、光量が最大となる位置が見つかり次第、図2に示すように、突起8を加熱・溶解等することにより、レセプタクル4を基板2に強固に固定することができる。
このようにして、本発明においては、光ファイバ6をレセプタクル4に固定した後、レセプタクル4を動かすことにより、基板2に実装された光半導体素子2との位置決め調整を行うため、光ファイバ6のコア61の直径が50μm以下、具体的には直径が10μmコアの光ファイバであっても光モジュールとして用いることができる。
As a result of such adjustment work, as soon as a position where the light quantity becomes maximum is found, the receptacle 4 can be firmly fixed to the substrate 2 by heating and melting the protrusion 8 as shown in FIG.
Thus, in the present invention, after the optical fiber 6 is fixed to the receptacle 4, the receptacle 4 is moved to adjust the positioning with the optical semiconductor element 2 mounted on the substrate 2. Even an optical fiber having a core 61 with a diameter of 50 μm or less, specifically a core with a diameter of 10 μm, can be used as an optical module.

本発明の他の実施例を図3および図4を用いて詳細に説明する。
図3は、光モジュールの斜視図であり、図4は、光モジュールの平面図である。
尚、第1実施例にかかる光モジュールと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
Another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is a perspective view of the optical module, and FIG. 4 is a plan view of the optical module.
In addition, about the part same as the optical module concerning 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本第2実施例にかかる光モジュールにおける第1実施例との相違点は、光半導体素子2として、受光素子22と発光素子21を設けた点と、一方の光ファイバ6の先端(挿入孔7の先端面71)から受光素子22に至る光路(光の通り道)におけるレセプタクル部分と、他方の光ファイバ6の先端(挿入孔7の先端面71)から発光素子21に至る光路におけるレセプタクル部分の間に、溝11を設けた点と、光ファイバの1次被覆62のみならず2次被覆もレセプタクルの挿入孔7に挿入した点と、レセプタクルの上面から挿入孔7に至る凹溝をレセプタクルの上面に設けた点である。   The optical module according to the second embodiment differs from the first embodiment in that a light receiving element 22 and a light emitting element 21 are provided as the optical semiconductor element 2 and the tip of one optical fiber 6 (insertion hole 7). Between the receptacle portion in the optical path (light path) from the distal end surface 71 of the optical fiber 6 to the light receiving element 22 and the receptacle portion in the optical path from the distal end of the other optical fiber 6 (tip surface 71 of the insertion hole 7) to the light emitting element 21. In addition, a point where the groove 11 is provided, a point where not only the primary coating 62 of the optical fiber but also the secondary coating is inserted into the insertion hole 7 of the receptacle, and a concave groove extending from the top surface of the receptacle to the insertion hole 7 are formed on the top surface of the receptacle. It is a point provided in.

図3に示すように、光モジュール1の基板3には、光半導体素子2としての受光素子21と発光素子22が実装され、これらは、レセプタクル4に形成された収容凹部5により、外界と断絶されている。   As shown in FIG. 3, a light receiving element 21 and a light emitting element 22 as optical semiconductor elements 2 are mounted on the substrate 3 of the optical module 1, and these are disconnected from the outside by an accommodation recess 5 formed in the receptacle 4. Has been.

また、レセプタクル4には、光ファイバ6のコア61を挿入する小径部72、光ファイバ6の1次被覆62を挿入する中径部73および光ファイバ6の2次被覆63を挿入する大径部74が連結して形成された挿入孔7が設けられている。   The receptacle 4 has a small diameter portion 72 into which the core 61 of the optical fiber 6 is inserted, a medium diameter portion 73 into which the primary coating 62 of the optical fiber 6 is inserted, and a large diameter portion into which the secondary coating 63 of the optical fiber 6 is inserted. An insertion hole 7 formed by connecting 74 is provided.

そして、レセプタクル4には、光ファイバ6のコア61の先端から発光素子21に至る光路と、他の光ファイバ6のコア61の先端から受光素子22に至る光路との間において溝11が形成されている。すなわち、挿入孔7の先端面71から光半導体素子2が収容されている収容凹部5に至る2つの光路の略中間におけるレセプタクルの部分において、溝11が設けられている。尚、収容凹部5に、光半導体素子2を外界から断絶する機能を持たせていることから、溝11は、収容凹部に到達する直前までの深さで形成されている。   In the receptacle 4, a groove 11 is formed between the optical path from the tip of the core 61 of the optical fiber 6 to the light emitting element 21 and the optical path from the tip of the core 61 of the other optical fiber 6 to the light receiving element 22. ing. That is, the groove 11 is provided in a portion of the receptacle approximately in the middle of the two optical paths from the distal end surface 71 of the insertion hole 7 to the accommodating recess 5 in which the optical semiconductor element 2 is accommodated. Since the receiving recess 5 has a function of disconnecting the optical semiconductor element 2 from the outside, the groove 11 is formed with a depth up to just before reaching the receiving recess.

この溝11は、本実施例においては、光半導体素子2が2つあり、レセプタクル4が透明樹脂で成形されているため、一方の光路において発生した迷光が、他方の光路に入り込み、他方の光路における光信号に悪影響を与える可能性があるため、これを防止するために設けたものである。   In this embodiment, the groove 11 has two optical semiconductor elements 2 and the receptacle 4 is formed of a transparent resin. Therefore, stray light generated in one optical path enters the other optical path, and the other optical path. This is provided in order to prevent the optical signal from being adversely affected.

すなわち、発光素子21から出射した光の一部が迷光となって受光素子22に入射したり、受光素子22に送られてきた光の一部が迷光となって発光素子21の出射光に入り込む可能性があるが、この2つの光路間に溝11を設けることにより、レセプタクルを構成する樹脂と屈折率が異なる空間を形成できるので、迷光の進入を効果的に防止することができる。   That is, a part of the light emitted from the light emitting element 21 enters the light receiving element 22 as stray light, or a part of the light transmitted to the light receiving element 22 enters the light emitted from the light emitting element 21 as stray light. Although there is a possibility, by providing the groove 11 between the two optical paths, a space having a refractive index different from that of the resin constituting the receptacle can be formed, so that the entry of stray light can be effectively prevented.

また、レセプタクル4には、さらに、上面から凹溝19が設けられている。
この凹溝19は、2本の光ファイバ6をレセプタクル4の挿入孔7へ挿入し、コア61を挿入孔7の底部71に突き当てた後、この凹溝19に図示しない接着剤を充填し、レセプタクル4に光ファイバ6を強固に固定するものである。
Further, the receptacle 4 is further provided with a concave groove 19 from the upper surface.
The concave groove 19 is formed by inserting the two optical fibers 6 into the insertion hole 7 of the receptacle 4 and abutting the core 61 against the bottom 71 of the insertion hole 7 and then filling the concave groove 19 with an adhesive (not shown). The optical fiber 6 is firmly fixed to the receptacle 4.

図4に示したように、凹溝19は、光ファイバ6の1次被覆62を挿入する挿入孔73と、2次被覆63を挿入する挿入孔74に至る深さに形成されている。そうすると、凹溝19にUV接着剤を流し込み、かかるUV 接着剤に紫外線を当ててUV接着剤を硬化させることにより、レセプタクル4に光ファイバ6の一次被覆及び2次被覆を短時間で強固に固定することができる。 As shown in FIG. 4, the concave groove 19 is formed to a depth reaching the insertion hole 73 for inserting the primary coating 62 of the optical fiber 6 and the insertion hole 74 for inserting the secondary coating 63. Then, the UV adhesive is poured into the concave groove 19 and the UV adhesive is cured by applying ultraviolet rays to the UV adhesive, thereby firmly fixing the primary coating and the secondary coating of the optical fiber 6 to the receptacle 4 in a short time. can do.

本実施例で示した光ファイバ6は、メガネ形2芯光ファイバであり、レセプタクル4に、このような多芯の光ファイバ6を直接固定できる点で、光モジュール1の低コスト化を図ることができる。
尚、2つの光半導体素子2における受光量および発光量の調整方法は、第1実施例に記載したものと同じなので、説明を省略する。
The optical fiber 6 shown in the present embodiment is a glasses-type two-core optical fiber, and the cost of the optical module 1 can be reduced in that such a multi-core optical fiber 6 can be directly fixed to the receptacle 4. Can do.
Note that the method for adjusting the amount of received light and the amount of emitted light in the two optical semiconductor elements 2 is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

本発明の他の実施例を図5を用いて詳細に説明する。
図5は、光モジュールの側部断面図である。
尚、第1実施例に係る光モジュールと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
Another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 5 is a side sectional view of the optical module.
The same parts as those of the optical module according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例に係る光モジュールにおける第1実施例との相違点は、レセプタクル4の反射面9に、ミラーコーティングを施した点と、光半導体素子2の光軸上における凹部5において、レンズ12を一体的に成形した点と、突起8を基板3に固定するに際してUV接着剤20を用いた点のみである。   The difference of the optical module according to this embodiment from the first embodiment is that the reflecting surface 9 of the receptacle 4 is mirror-coated and the concave portion 5 on the optical axis of the optical semiconductor element 2 is provided with a lens 12. The only point is that they are integrally molded and the point that the UV adhesive 20 is used when fixing the protrusions 8 to the substrate 3.

レセプタクル4の反射面9は、レセプタクル4を構成する樹脂と、空気との屈折率の違いにより、光ファイバ6から送られてきた光の大部分が反射し光半導体素子2に到達する。また、光半導体素子2から出射した光は、大部分が反射して光ファイバ6に入光する。   The reflection surface 9 of the receptacle 4 reflects most of the light transmitted from the optical fiber 6 and reaches the optical semiconductor element 2 due to the difference in refractive index between the resin constituting the receptacle 4 and air. Further, most of the light emitted from the optical semiconductor element 2 is reflected and enters the optical fiber 6.

しかし、本実施例に示したように、反射面9の表面にミラーコーティング13を施すことにより、光の反射率を高めることができる。   However, as shown in the present embodiment, the light reflectance can be increased by applying the mirror coating 13 to the surface of the reflecting surface 9.

そして、レセプタクル4の収納凹部5における光半導体素子2の光軸上に凸レンズ12を一体的に成形することにより、光ファイバ6から送られてきた光を光半導体素子2の受光点に集光することができる。また、逆に、光半導体素子2から出射した光を集光または平行光にして光ファイバ6に入光させることができる。   Then, the convex lens 12 is integrally formed on the optical axis of the optical semiconductor element 2 in the housing recess 5 of the receptacle 4, thereby condensing the light transmitted from the optical fiber 6 on the light receiving point of the optical semiconductor element 2. be able to. Conversely, the light emitted from the optical semiconductor element 2 can be condensed or collimated to enter the optical fiber 6.

この凸レンズは、一体的に成形しなくても、別部品であっても良い。この場合は、凸レンズは、収納凹部5の上面に接着剤等で固定すれば良い。   This convex lens does not have to be integrally molded, and may be a separate part. In this case, the convex lens may be fixed to the upper surface of the housing recess 5 with an adhesive or the like.

本発明の他の実施例を図6を用いて詳細に説明する。
図6は、光モジュールの側部断面図である。
尚、第1実施例にかかる光モジュールと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
Another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 6 is a side sectional view of the optical module.
In addition, about the part same as the optical module concerning 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施例にかかる光モジュールの第1実施例との相違点は、レセプタクル4の反射面9に、集光ミラーとなるミラーコーティング14を施した点のみである。   The only difference from the first embodiment of the optical module according to this embodiment is that the reflecting surface 9 of the receptacle 4 is provided with a mirror coating 14 serving as a condenser mirror.

つまり、反射面9における光路において、凸部を設け、この凸部の表面にミラーコーティング14を施したものである。
かかる構成により、実施例3と同様の効果を得ることができる。
That is, a convex portion is provided in the optical path on the reflecting surface 9, and the mirror coating 14 is applied to the surface of the convex portion.
With this configuration, the same effect as in the third embodiment can be obtained.

本発明の他の実施例を図7を用いて詳細に説明する。
図7は、光モジュールの側部断面図である。
尚、第1実施例にかかる光モジュールと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
Another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7 is a side sectional view of the optical module.
In addition, about the part same as the optical module concerning 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施例にかかる光モジュールにおける第1実施例との相違点は、光ファイバ6の1次被覆62をコア61の先端部近傍まで延長した点のみである。   The difference of the optical module according to this embodiment from the first embodiment is only that the primary coating 62 of the optical fiber 6 is extended to the vicinity of the tip of the core 61.

かかる構成により、挿入孔7の加工を容易にすることができ、コア61へ迷光が進入し難くすることができる。   With this configuration, the processing of the insertion hole 7 can be facilitated, and stray light can hardly enter the core 61.

本発明の他の実施例を図8を用いて詳細に説明する。
図8は、本発明にかかる光モジュールを用いた機器18の模式図である。
尚、第1実施例にかかる光モジュール1と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
Another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 8 is a schematic view of a device 18 using the optical module according to the present invention.
In addition, about the part same as the optical module 1 concerning 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施例にかかる光モジュール1における第1実施例との主な相違点は、基板3に、光半導体素子2としての受光素子の制御素子15と、発光素子の制御素子17を搭載し、筐体16で全体を囲った点のみである。尚、説明を容易にするため、筐体16は、輪郭のみ図示している。   The main difference of the optical module 1 according to this embodiment from the first embodiment is that a substrate 3 is mounted with a control element 15 of a light receiving element as an optical semiconductor element 2 and a control element 17 of a light emitting element. It is only a point surrounded by the body 16. For ease of explanation, only the outline of the housing 16 is shown.

図8に示すように、本実施例にかかる光モジュール1は、基板3が光ファイバ6とは反対方向に突出しており、この突出部に、光半導体素子2の制御素子15、17が実装されている。   As shown in FIG. 8, in the optical module 1 according to the present embodiment, the substrate 3 protrudes in the direction opposite to the optical fiber 6, and the control elements 15 and 17 of the optical semiconductor element 2 are mounted on the protruding portion. ing.

ここで、制御素子15および17は、チップの状態であり、基板3に接着剤等で固定した後、ワイヤボンデイングにより、基板3の配線と電気的に接続されている。   Here, the control elements 15 and 17 are in a chip state, and are electrically connected to the wiring of the substrate 3 by wire bonding after being fixed to the substrate 3 with an adhesive or the like.

このように、本発明にかかる光モジュール1を用いることにより、光通信に用いられる機器18の全体を小型化することができる。
本実施例においては、筐体15の幅および高さをそれぞれ6mmに設定することができる。
Thus, by using the optical module 1 according to the present invention, the entire device 18 used for optical communication can be reduced in size.
In the present embodiment, the width and height of the housing 15 can be set to 6 mm.

したがって、本発明は、他の機能部品を基板3に実装することにより、小型光通信モジュールとして利用することができる。   Therefore, the present invention can be used as a small optical communication module by mounting other functional components on the substrate 3.

本発明の他の実施例を図10を用いて詳細に説明する。
図10は、本発明にかかる光モジュールの斜視図である。
尚、第2実施例にかかる光モジュール1と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
Another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 10 is a perspective view of an optical module according to the present invention.
In addition, about the part same as the optical module 1 concerning 2nd Example, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施例にかかる光モジュール1における第2実施例との主な相違点は、図3における溝11の位置に、図10に示すように、光を吸収する部材または光を反射する部材を設けた点である。   The main difference of the optical module 1 according to this embodiment from the second embodiment is that a member that absorbs light or a member that reflects light is provided at the position of the groove 11 in FIG. 3, as shown in FIG. It is a point.

この部材は、具体的には、表面処理が施された金属板、黒色系樹脂等の不透明板や、反射防止植毛処理板であれば良い。そして、かかる不透明板等は、レセプタクル4を透明樹脂により一体成形する際に予めインサートしておいても良く、図3における溝11を形成した後、溝11に圧入しても良い。また、不透明板等は、光の吸収率が高いものか、逆に光を吸収せず、光を反射するものでも良い。   Specifically, the member may be a metal plate that has been subjected to surface treatment, an opaque plate such as a black resin, or an antireflection flocking treatment plate. Such an opaque plate or the like may be inserted in advance when the receptacle 4 is integrally formed of a transparent resin, or may be press-fitted into the groove 11 after forming the groove 11 in FIG. Further, the opaque plate or the like may have a high light absorption rate, or conversely, may not absorb light and reflect light.

また、2色成形法により、図3における溝11の位置(光路間に)不透明樹脂を充填成形しても良い。不透明樹脂としては、光の吸収率の高い黒色系樹脂が望ましい。   Further, opaque resin may be filled and molded by the two-color molding method at the position of the groove 11 in FIG. 3 (between the optical paths). As the opaque resin, a black resin having a high light absorption rate is desirable.

上述の実施例は、説明のために例示したもので、本発明としてそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。   The above-described embodiments are merely illustrative and are not intended to limit the present invention. The present invention can be recognized by those skilled in the art from the claims, the detailed description of the invention, and the drawings. Modifications and additions can be made without departing from the technical idea of the invention.

例えば、前記した実施例においては、光半導体素子2として、1個または2個のものを示したが、3個以上であっても良く、光ファイバ6も3本以上であっても良い。この場合は、光路が3本以上になるため、実施例2においては、レセプタクル4に溝11を2個以上設けることになる。   For example, in the above-described embodiments, one or two optical semiconductor elements 2 are shown, but three or more optical fibers 6 may be used. In this case, since there are three or more optical paths, in the second embodiment, two or more grooves 11 are provided in the receptacle 4.

また、基板3へのレセプタクル4の固定は、突起8の溶解、変形、UV接着剤に限定するものではなく、ネジによる固定であっても良い。   Moreover, the fixing of the receptacle 4 to the substrate 3 is not limited to the dissolution, deformation, and UV adhesive of the protrusions 8, and may be fixed by screws.

また、図3における溝11に、光の吸収率が高い黒色めっきをしても良く、反射面9の表面処理を行う際に、溝11についても同じ材料(例えば、反射用のめっき等)で同時に表面処理をしても良い。反射率を高めるための薄膜コーティングの例としては、蒸着、スパッタ、CVD等があげられる。   Further, the groove 11 in FIG. 3 may be black-plated with a high light absorption rate. When the surface treatment of the reflective surface 9 is performed, the groove 11 is also made of the same material (for example, reflective plating). Surface treatment may be performed at the same time. Examples of thin film coatings for increasing the reflectivity include vapor deposition, sputtering, and CVD.

また、本発明は、図9に示すように、実施例6に記載した部品以外の部品、例えば、カメラ23、カメラの制御部品24等を基板3に実装することにより、直径が6mm程度である小型の車載カメラ、セキュリティーカメラ、内視鏡等に応用することができる。   In addition, as shown in FIG. 9, the present invention has a diameter of about 6 mm by mounting components other than the components described in the sixth embodiment, for example, the camera 23, the camera control component 24, and the like on the substrate 3. It can be applied to small in-vehicle cameras, security cameras, endoscopes and the like.

本発明は、光通信に用いられる光モジュールに適用される。   The present invention is applied to an optical module used for optical communication.

本発明に係る光モジュールの側部断面図である(実施例1)(Example 1) which is side sectional drawing of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの側部断面図である(実施例1)(Example 1) which is side sectional drawing of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの斜視図である(実施例2)(Example 2) which is a perspective view of the optical module which concerns on this invention 本発明に係る光モジュールの平面図である(実施例2)(Example 2) which is a top view of the optical module which concerns on this invention 本発明に係る光モジュールの側部断面図である(実施例3)(Example 3) which is side sectional drawing of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの側部断面図である(実施例4)(Example 4) which is side sectional drawing of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの側部断面図である(実施例5)(Example 5) which is side sectional drawing of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの模式図である(実施例6)(Example 6) which is a schematic diagram of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの模式図であるIt is a schematic diagram of the optical module which concerns on this invention. 本発明に係る光モジュールの斜視図である(実施例7)(Example 7) which is a perspective view of the optical module which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光モジュール
2 光半導体素子
3 基板
4 レセプタクル
5 凹部
6 光ファイバ
7 挿入孔
8 突起
9 反射面
31 取付穴
71 底部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical module 2 Optical semiconductor element 3 Board | substrate 4 Receptacle 5 Recessed part 6 Optical fiber 7 Insertion hole 8 Protrusion 9 Reflecting surface 31 Mounting hole 71 Bottom

Claims (8)

光半導体素子を実装した基板と、
該基板上に取り付けたレセプタクルとからなる光モジュールにおいて、
前記基板は、複数の取付穴が形成され、
前記レセプタクルは、前記取付穴に挿入する複数の突起と、
前記光半導体素子を収容する収容凹部と、
光ファイバを挿入し、該光ファイバの先端が当接する先端面を有する挿入孔と、
該先端面と前記収容凹部の間において前記光ファイバの先端から出射した光または前記光半導体素子から出射した光を反射する反射面とを透明な樹脂により一体的に成形したものであり、
前記取付穴の内周面と、前記突起の外周面との間に前記レセプタクルの位置決め調整用のクリアランスを設け、
前記光ファイバは、コアと、前記コアの外周に設けられた被覆と、を有し、
前記挿入孔は、前記先端面側に設けられ前記コアよりも直径が大きく且つ前記被覆よりも直径が小さく設定され前記コアを保持する小径部と、前記先端面と反対側に設けられ前記被覆よりも直径が大きく設定され前記被覆を保持する大径部と、が連結された構成とされ
前記小径部に保持された前記コアの先端が前記先端面に当接し、
前記レセプタクルの外面には、前記挿入孔の前記大径部に至る深さの凹溝が、平面視において前記大径部に重なるように形成され、
前記凹溝に接着剤が充填され固化されることで、前記光ファイバの前記被覆が前記レセプタクルに固定されていることを特徴とする光モジュール。
A substrate on which an optical semiconductor element is mounted;
In an optical module comprising a receptacle attached on the substrate,
The substrate is formed with a plurality of mounting holes,
The receptacle includes a plurality of protrusions that are inserted into the mounting holes,
A housing recess for housing the optical semiconductor element;
Inserting an optical fiber, an insertion hole having a tip surface with which the tip of the optical fiber abuts,
A reflection surface that reflects light emitted from the tip of the optical fiber or light emitted from the optical semiconductor element between the tip surface and the housing recess is integrally formed of a transparent resin,
A clearance for positioning adjustment of the receptacle is provided between the inner peripheral surface of the mounting hole and the outer peripheral surface of the protrusion,
The optical fiber has a core and a coating provided on an outer periphery of the core,
The insertion hole has a small diameter portion for holding the core is set smaller in diameter than and the covering larger in diameter than said core is provided on the front-end surface side, from the coating provided on the opposite side to the front end face The diameter is also set to be large and the large-diameter portion that holds the coating is connected to each other .
Tip of the core held in the small diameter portion is in contact with the tip surface,
A concave groove having a depth reaching the large diameter portion of the insertion hole is formed on the outer surface of the receptacle so as to overlap the large diameter portion in plan view.
The optical module is characterized in that the coating of the optical fiber is fixed to the receptacle by filling the concave groove with an adhesive and solidifying .
前記基板には、前記光半導体素子が複数実装され、
前記レセプタクルには、前記光半導体素子と同数の前記挿入孔が設けられ、
該挿入孔の前記先端面から前記収容凹部に至る一の光路と、該光路に隣接する他の光路との間に、溝または光を反射若しくは吸収する部材を設けた請求項1に記載の光モジュール。
A plurality of the optical semiconductor elements are mounted on the substrate,
The receptacle is provided with the same number of insertion holes as the optical semiconductor element,
2. The light according to claim 1, wherein a groove or a member that reflects or absorbs light is provided between one optical path from the distal end surface of the insertion hole to the housing recess and another optical path adjacent to the optical path. module.
前記収容凹部における前記光半導体素子の光軸上に、凸レンズを取り付けた請求項1または請求項2に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 1, wherein a convex lens is attached on the optical axis of the optical semiconductor element in the housing recess. 前記反射面にミラーコーティングを施した請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の光モジュール。   The optical module according to claim 1, wherein the reflective surface is mirror-coated. 前記反射面が集光ミラーである請求項4に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 4, wherein the reflecting surface is a condensing mirror. 複数の前記挿入孔が、並列に並んで形成され、  A plurality of the insertion holes are formed side by side,
前記凹溝は、複数の前記挿入孔の前記大径部に跨って形成されている、  The concave groove is formed across the large diameter portion of the plurality of insertion holes,
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光モジュール。  The optical module according to claim 1.
前記被覆は、前記コアの外周に設けられた一次被覆と、前記一次被覆の外周に設けられた二次被覆と、を有し、  The coating has a primary coating provided on the outer periphery of the core, and a secondary coating provided on the outer periphery of the primary coating,
前記挿入孔を構成する前記大径部は、前記小径部側に形成され前記一次被覆が挿入され保持される第一大径部と、前記第一大径部の前記小径部側と反対側に形成され前記二次被覆が挿入され保持される第二大径部と、が連結した構成とされ、  The large-diameter portion constituting the insertion hole is formed on the small-diameter portion side, on a first large-diameter portion on which the primary coating is inserted and held, and on the opposite side of the first large-diameter portion to the small-diameter portion side. The second large diameter portion that is formed and inserted and held by the secondary coating is connected,
前記凹溝は、前記第一大径部と前記第二大径部とに跨って形成されている、  The concave groove is formed across the first large diameter portion and the second large diameter portion,
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の光モジュール。  The optical module of any one of Claims 1-6.
前記一次被覆を保持する前記第一大径部における前記小径部側の端部は、前記小径部側に向かって先細のテーパーが形成されている、  The end portion on the small diameter portion side of the first large diameter portion that holds the primary coating is formed with a tapered taper toward the small diameter portion side.
請求項7に記載の光モジュール。  The optical module according to claim 7.
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