特開 2016-35532 光装置及び光装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-35532(P2016-35532A)

(43)【公開日】2016年3月17日

(54)【発明の名称】光装置及び光装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/42 20060101AFI20160219BHJP

   H01S 5/022 20060101ALI20160219BHJP

   H01L 31/0232 20140101ALI20160219BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/42

   H01S5/022

   H01L31/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-158808(P2014-158808)

(22)【出願日】2014年8月4日

(71)【出願人】

【識別番号】000154325

【氏名又は名称】住友電工デバイス・イノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(72)【発明者】

【氏名】金丸 聖

【テーマコード（参考）】

2H137

5F088

5F173

【Ｆターム（参考）】

2H137AB01

2H137AB05

2H137AB06

2H137AC01

2H137BA02

2H137BA11

2H137BA12

2H137BA13

2H137BB02

2H137BB12

2H137BB25

2H137BB31

2H137BB33

2H137CA22A

2H137CA28A

2H137CA75

2H137CA78

2H137CB22

2H137CB32

2H137CC12

2H137DA13

2H137DB01

2H137EA07

2H137FA00

2H137HA11

2H137HA15

5F088AA01

5F088BA20

5F088BB01

5F088JA05

5F088JA14

5F173MA02

5F173MB04

5F173MC23

5F173ME24

5F173MF23

(57)【要約】

【課題】被保護部材の設計変更に柔軟に対応し得る保護部材を備えた光装置を提供する。
【解決手段】光装置１は、光ファイバ３と、光素子８を収容する本体６、及び光ファイバ３を保持すると共に光ファイバ３を光素子８に対して光学的に結合させるように本体に連結された光導入管７を有するパッケージ４と、熱収縮して光導入管７及び光ファイバ３に取り付けられた熱収縮保護部１３と、を備えている。光導入管７は、光ファイバ３を保持する円筒部７ａと、円筒部７ａと異なる外径であり本体６に固定された円筒部７ｄと、を有している。熱収縮保護部１３は、円筒部７ａを被覆する光導入管被覆部１３ａと、円筒部７ａから突出した光ファイバ３ａを被覆する光ファイバ被覆部１３ｅと、を有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバと、
光素子を収容する本体、及び前記光ファイバを前記光素子に対して光学的に結合させる光導入管を有するパッケージと、
前記光導入管及び前記光ファイバに対して熱収縮により取り付けられた熱収縮保護部と、を備え、
前記熱収縮保護部は、前記光導入管を被覆する第１の被覆部と、前記光導入管から突出した前記光ファイバを被覆する第２の被覆部と、を有する、光装置。

【請求項2】

前記光導入管は、前記光ファイバを保持する第１の管部と、前記第１の管部よりも大きい外径を有する第２の管部と、を有し、前記第１の管部と前記第２の管部の境界に段差を備える、請求項１に記載の光装置。

【請求項3】

前記熱収縮保護部は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、又はポリフッ化ビニリデンからなる、請求項１又は２に記載の光装置。

【請求項4】

光素子を収容した本体を準備する準備工程と、
光ファイバを保持した光導入管を熱収縮可能な熱収縮管に挿入する挿入工程と、
前記光導入管を前記本体に固定する工程と、
前記熱収縮管を熱収縮させて、前記光導入管と前記光ファイバの境界を含む領域に前記熱収縮管を収縮固定する工程と、を有する光装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光装置及び光装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ファイバ付光モジュールが記載されている。この光モジュールは、本体をなす封止体を備えている。封止体の内部空間には、光ダイオードが搭載されている。また、封止体には、管状のジャケットが取り付けられている。ジャケットは、封止体の内部空間から封止体の外部へ延在している。ジャケットの内部には、光ファイバが挿通されている。また、ジャケットの外周面は、シリコーンゴムからなる保護カバーに覆われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−３３２９９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の保護カバーは、チューブ形状に形成されている。より具体的には、保護部材である保護カバーの内径が、被保護部材であるジャケットの外径に略一致するように形成されている。このような保護カバーは、特定の形状及び寸法を有するジャケットにのみ取り付けることが可能である。すなわち、ジャケットの形状や寸法が変更された場合には、保護カバーを新たに設計し直す必要がある。

【0005】

本発明は、被保護部材の設計変更に柔軟に対応し得る保護部材を備えた光装置、及び光装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係る光装置は、光ファイバと、光素子を収容する本体、及び光ファイバを光素子に対して光学的に結合させる光導入管を有するパッケージと、光導入管及び光ファイバに対して熱収縮により取り付けられた熱収縮保護部と、を備え、熱収縮保護部は、光導入管を被覆する第１の被覆部と、光導入管から突出した光ファイバを被覆する第２の被覆部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、被保護部材の設計変更に柔軟に対応し得る保護部材を備えた光装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の一側面に係る光装置を示す図である。

【図2】図２は、図１に示された光装置の主要部を示す図である。

【図3】図３は、光装置の製造方法における主要な工程を示すフロー図である。

【図4】図４（ａ）は準備工程を示す図であり、図４（ｂ）は挿入工程を示す図である。

【図5】図５（ａ）は溶接工程を示す図であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は形成工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。

【0010】

本発明の一側面に係る光装置は、光ファイバと、光素子を収容する本体、及び光ファイバを光素子に対して光学的に結合させる光導入管を有するパッケージと、光導入管及び光ファイバに対して熱収縮により取り付けられた熱収縮保護部と、を備え、熱収縮保護部は、光導入管を被覆する第１の被覆部と、光導入管から突出した光ファイバを被覆する第２の被覆部と、を有する。

【0011】

この光装置では、光導入管から光ファイバが突出している。これら光導入管及び光ファイバは、熱収縮保護部に被覆されている。この熱収縮保護部は、熱収縮によって光導入管及び光ファイバに取り付けられている。このため、光導入管及び光ファイバの形状や寸法が変更されたとしても、熱収縮保護部を新たに設計し直す必要がない。従って、光導入管及び光ファイバの設計変更に柔軟に対応し得る熱収縮保護部を備えた光装置が提供される。

【0012】

光導入管は、光ファイバを保持する第１の管部と、第１の管部よりも大きい外径を有する第２の管部と、を有し、第１の管部と第２の管部の境界に段差を備えていてもよい。このような第２の管部によれば、本体に対する光導入管の接触面積及び境界縁の長さが長くなる。従って、本体に対して光導入管を確実に固定することができる。

【0013】

熱収縮保護部は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、又はポリフッ化ビニリデンからなることとしてもよい。このような材料によれば、第２の被覆部における光ファイバの曲げを抑制することができる。

【0014】

本発明の別の側面に係る光装置の製造方法は、光素子を収容した本体を準備する準備工程と、光ファイバを保持した光導入管を熱収縮可能な熱収縮管に挿入する挿入工程と、光導入管を本体に固定する工程と、熱収縮管を熱収縮させて、光導入管と光ファイバの境界を含む領域に熱収縮管を収縮固定する工程と、を有する。

【0015】

この光装置の製造方法では、光ファイバを保持した光導入管を熱収縮可能な熱収縮管に挿入した後に、熱収縮管を熱収縮させている。この熱収縮により、熱収縮管は光導入管及び光ファイバのそれぞれの形状に沿うように収縮する。従って、光導入管及び光ファイバの形状や寸法が変更されたとしても、熱収縮保護部を新たに設計し直す必要がない。従って、光導入管及び光ファイバの設計変更に柔軟に対応し得る光装置の製造方法が提供される。

【0016】

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明に係る光装置及び光装置の製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0017】

図１に示されるように、光装置１は、筐体２に搭載されている。光装置１は、電気信号を光信号に変換して送信する。また、光装置１は、外部から送信された光信号を電気信号に変換して回路基板へ出力する。光装置１は、光ファイバ３と、パッケージ４と、を備えている。パッケージ４は、本体６と、本体６に固定された光導入管７とを有している。

【0018】

本体６は、その内部にレーザダイオードやフォトダイオードといった光素子８を収容するものである。本体６は、鉄―ニッケル―コバルト合金といった金属製の箱状の部品である。本体６は、光ファイバ３の光軸Ｌと直交する前端面４ａと後端面４ｂとを有している。前端面４ａには、光導入管７が固定されると共に、一方のフランジ９が設けられている。また、後端面４ｂには、他方のフランジ９が設けられている。本体６は、これらフランジ９によって筐体２に機械的に固定されている。また、本体６は、前端面４ａ及び後端面４ｂのそれぞれに直交する一対の側面４ｃを有している。一対の側面４ｃのそれぞれには、リードピン１１が設けられている。本体６は、これらリードピン１１によって回路基板に電気的に接続されている。

【0019】

図２に示されるように、光導入管７は、本体６に対して光ファイバ３の位置を保持するものである。光導入管７は、光ファイバ３の一端側を保持している。また、光ファイバ３の他端側にはコネクタ１２（図１参照）が設けられている。光導入管７は、本体６と同様に、鉄―クロム合金といった金属からなる。光導入管７は、複数の円筒部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを有している。円筒部７ａ〜７ｄは、互いに異なる外径Ａａ〜Ａｄを有している。これら円筒部７ａ〜７ｄは、光ファイバ３側から本体６側に向かって外径Ａａ〜Ａｄが段階的に大きくなるように同軸上に配置されている。

【0020】

円筒部（第１の筒部）７ａは、光ファイバ３を保持する部分である。この円筒部７ａの外径Ａａは、光導入管７において最も細い。また、円筒部（第２の筒部）７ｄは、本体６に溶接される部分である。この円筒部７ｄの外径Ａｄは、光導入管７において最も太い。そして、円筒部７ａと円筒部７ｄとの間には、円筒部７ｂ及び円筒部７ｃが配置されている。円筒部７ｂの外径Ａｂは、円筒部７ａの外径Ａａよりも大きく、円筒部７ｃの外径Ａｃよりも小さい。円筒部７ｃの外径Ａｃは、円筒部７ｂの外径Ａｂよりも大きく、円筒部７ｄの外径Ａｄよりも小さい。

【0021】

光装置１は、更に、熱収縮保護部１３を備えている。熱収縮保護部１３は、光ファイバ３を保護するものである。例えば、熱収縮保護部１３は、被覆した部分における光ファイバ３の湾曲を抑制することによって光ファイバ３を保護する。この熱収縮保護部１３は、例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル又はポリフッ化ビニリデンといった熱収縮性を有する樹脂材料からなる。

【0022】

熱収縮保護部１３は、光ファイバ３の光軸Ｌの方向に沿って延在している。熱収縮保護部１３は、光導入管７の外周面と、光導入管７から延出した光ファイバ３ａの外周面とを被覆している。熱収縮保護部１３に被覆された光ファイバ３ａの長さＤ１は、例えば３ｍｍである。従って、熱収縮保護部１３の長さＤ２は、光導入管７の長さＤ３よりも長い。熱収縮保護部１３は、光ファイバ３ａの外周面に密着した光ファイバ被覆部（第２の被覆部）１３ｅと、円筒部７ａの外周面に密着した光導入管被覆部（第１の被覆部）１３ａとを有している。光ファイバ被覆部１３ｅは、熱収縮保護部１３における一端側に形成されている。ここで、光ファイバ３の湾曲を抑制するためには、光ファイバ被覆部１３ｅの形状が重要である。具体的には、光ファイバ被覆部１３ｅの直径が、光ファイバ３ａの直径と略同じであることが望ましい。光導入管被覆部１３ａは、光ファイバ被覆部１３ｅに隣接するように形成されている。また、熱収縮保護部１３は、光導入管被覆部１３ａから他端側に向かって延在する追加被覆部１３ｂを有している。この追加被覆部１３ｂは、円筒部７ｂ，７ｃ，７ｄの外周面に密着している。

【0023】

熱収縮保護部１３は、チューブ状の熱収縮管１４（図４（ｂ）等参照）が熱収縮したものである。熱収縮管１４は、熱を加えると熱収縮管１４自身の直径方向に沿って収縮するものである。この熱収縮量は、熱収縮管１４を構成する材料、外径寸法、内径寸法、及び肉厚などにより制御可能である。熱収縮保護部１３に保護される被保護部において、最も細い寸法を有するものは光ファイバ３である。従って、熱収縮管１４の収縮後の直径は、光ファイバ３の外径よりも僅かに小さくなるように設定されている。このような熱収縮管１４によれば、光導入管７及び光ファイバ３の外径が互いに異なっていても、それぞれの外周面に密着する熱収縮保護部１３を形成することができる。

【0024】

上述した光装置１によれば、光導入管７の円筒部７ａから光ファイバ３ａが突出している。これら円筒部７ａ及び光ファイバ３ａは、熱収縮保護部１３に被覆されている。この熱収縮保護部１３は、熱収縮によって光導入管７及び光ファイバ３に取り付けられている。このため、光導入管７及び光ファイバ３の形状や寸法が変更されたとしても、熱収縮保護部１３を新たに設計し直す必要がない。従って、光導入管７及び光ファイバ３の設計変更に柔軟に対応し得る熱収縮保護部１３を備えた光装置１が提供される。

【0025】

また、光装置１では、円筒部７ｄの外径Ａｄが光導入管７において最も太い。このような円筒部７ｄによれば、本体６に対する光導入管７の溶接長さが長くなるので、本体６に対して光導入管７を強固に取り付けることができる。

【0026】

また、熱収縮保護部１３は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル又はポリフッ化ビニリデンといった熱収縮性を有する樹脂材料からなる。このような材料によれば、熱収縮保護部１３の曲げ剛性が光導入管７の曲げ剛性よりも小さくなる。また、このような材料によれば、熱収縮保護部１３の曲げ剛性が光ファイバ３の曲げ剛性よりも大きくなる。すなわち、熱収縮保護部１３の曲げ剛性の値は、光ファイバ３の曲げ剛性と光導入管７の曲げ剛性の中間値をとる。従って、熱収縮保護部１３内における光ファイバ３の曲げを抑制することができる。

【0027】

次に、図３〜図５を参照しつつ、光装置１の製造方法について説明する。

【0028】

まず、準備工程Ｓ１を実施する。図４（ａ）に示されるように、準備工程Ｓ１では、本体６を準備する。まず、本体６をなす筐体６ａの内部に光素子８を配置する。その後、筐体６ａに蓋６ｂを取り付けることにより本体６が準備される。

【0029】

次に、挿入工程Ｓ２を実施する。図４（ｂ）に示されるように、挿入工程Ｓ２では、まず、光導入管７の円筒部７ａに光ファイバ３を取り付ける。続いて、熱収縮管１４を準備する。この熱収縮管１４の内径寸法は円筒部７ｄの外径Ａｄよりも大きいので、光導入管７側から挿入する。

【0030】

次に、溶接工程Ｓ３を実施する。図５（ａ）に示されるように、溶接工程Ｓ３では、まず、円筒部７ｄを側面４ｃに接触させる。続いて、光ファイバ３と光素子８（図１等参照）との間における光軸調整を行う。そして、光軸調整の後に、側面４ｃに対して円筒部７ｄの外周面を溶接する。この溶接には、ＹＡＧレーザ装置１６を利用したレーザスポット溶接が好適である。

【0031】

次に、形成工程Ｓ４を実施する。図５（ｂ）に示されるように、形成工程Ｓ４では、まず、熱収縮管１４の端面１４ａが側面４ｃに接触するように熱収縮管１４を配置する。ここで、熱収縮管１４は光導入管７よりも長い。従って、熱収縮管１４は、光ファイバ３ａと円筒部７ａとを囲むように光導入管７及び光ファイバ３に対して配置される。続いて、図５（ｃ）に示されるように、ヒートガンなどを用いて、熱収縮管１４に熱Ｈを加える。この加熱により熱収縮管１４は、熱収縮管１４の直径方向に収縮する。従って、光導入管７の外径形状及び光ファイバ３ａの外径形状に沿った熱収縮保護部１３が形成される。

【0032】

上述した光装置１の製造方法によれば、円筒部７ａと光ファイバ３とを覆うように熱収縮管１４を配置した後に、熱収縮管１４を加熱している。この加熱により、熱収縮管１４は円筒部７ａ及び光ファイバ３ａのそれぞれの形状に沿うように収縮する。従って、光導入管７及び光ファイバ３の形状や寸法が変更されたとしても、熱収縮保護部１３を新たに設計し直す必要がない。従って、光導入管７及び光ファイバ３の設計変更に柔軟に対応し得る熱収縮保護部１３を備えた光装置１の製造方法が提供される。また、熱収縮による取付によれば、被保護部材の素材等に制限されることがなく光ファイバ３ａと光導入管７とを連続的に被覆することが可能になる。

【0033】

［変形例］
本発明は、前述した実施形態に限定されない。本発明は、要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0034】

熱収縮保護部１３は、光導入管７の外周面上の全体に形成されていた。しかし、熱収縮保護部１３は、少なくとも円筒部７ａと円筒部７ａから突出した光ファイバ３ａを被覆していればよい。従って、例えば、熱収縮保護部１３の他端が、側面４ｃまで延びておらず、円筒部７ｄ等を被覆していなくてもよい。

【0035】

上記製造方法では、挿入工程Ｓ２の後に溶接工程Ｓ３を実施していた。しかし、熱収縮管１４の内径が、コネクタ１２の外形寸法よりも大きい場合には、溶接工程Ｓ３の後に挿入工程Ｓ２を実施してもよい。この順番によれば、溶接工程Ｓ３の際に熱収縮管１４が挿入されていないので、溶接工程Ｓ３を容易に実施することができる。

【0036】

光装置の製造方法では、熱収縮管１４の内径を所望の熱収縮量を満たす範囲で適宜設定することが可能である。例えば、熱収縮管１４の内径を光導入管７の外径よりも大きく且つコネクタ１２よりも小さくした場合には、光導入管７を光ファイバ３に取り付けた後であり且つ光導入管７を本体６に溶接する前に熱収縮管１４を配置すればよい。また、例えば、熱収縮管１４の内径を光導入管７及びコネクタ１２の外径よりも大きくした場合には、光導入管７を本体６に溶接した後であっても熱収縮管１４を配置することが可能である。このように、光装置の製造方法では、熱収縮管１４を取り付ける工程を実施するタイミングを変更することが可能である。従って、光装置１の組立効率を向上させることができる。

【符号の説明】

【0037】

１…光装置、２…筐体、３，３ａ…光ファイバ、４…パッケージ、６…本体、７…光導入管、７ａ…円筒部（第１の管部）、７ｂ，７ｃ…円筒部、７ｄ…円筒部（第２の管部）、８…光素子、１３…熱収縮保護部、１３ａ…光導入管被覆部（第１の被覆部）、１３ｂ…追加被覆部、１３ｅ…光ファイバ被覆部（第２の被覆部）、１４…熱収縮管、Ｓ１…準備工程、Ｓ２…挿入工程、Ｓ３…溶接工程、Ｓ４…形成工程。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】