光通信模块的制作方法

专利名称：光通信模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将光纤和光电转换元件组件相互光学地耦合的光通信模块。
背景技术：
在使用光纤能够以高速传播通过光电转换大容量数字信息所得到的光信息的光 通信中，光通信模块用于将光纤与装配在光电转换元件组件中的作为光发射元件和光接收 元件中的任一个的光电转换元件光学地耦合。作为这种类型的光通信模块(光模块)，已经开发出了多种结构形式。作为传统的 示例，有这样一种光通信模块，其中非球面透镜和保持器由塑料一体地模制，并且光电转换 元件组件与非球面透镜相对地容纳在保持器的圆筒形部分中(例如，参见专利引文1)。图1是示出了传统的光模块的纵向剖视图。图1中所示的传统的光模块100在专利引文1中公开，并且参照专利引文1简略 地进行解释。如图1中所示，传统的光模块100包括光电转换元件组件110，在所述光电转换 元件组件110中，光电转换元件112配合到壳体111的一个侧部111a ；和保持器115，所述 保持器115布置在光电转换元件组件110的壳体111的所述一个侧部111a上，以用于与光 纤(未示出)耦合，并且所述保持器115包括与其一体地模制的非球面透镜115g(下文中 描述)。保持器115组装成与光电转换元件组件110的壳体111的上侧部111b和下侧部 111c接合。首先，在光电转换元件组件110中，壳体111的所述一个侧部111a配合有作为半 导体光发射元件(半导体激光器)和半导体光接收元件(光电二极管)中的任一个的光电 转换元件112，并且连接到光电转换元件112的引线113从壳体111的与所述一个侧部111a 相对的另一个侧部11 Id突出。接下来，使用光透射塑料(例如，PEI、PC或者PMMA)通过注射成型而形成保持器 115。在一个侧部115a上形成用于配合光纤的具有底部的阶梯孔115b，并且另一个端面 115c形成为圆筒形部分115d。凹陷部115e形成用于将光电转换元件组件110容纳在圆筒 形部分115d的内侧，并且非球面透镜115g—体地模制在定位在具有底部的阶梯孔115b与 凹陷部115e之间的分隔壁115f上，使得非球面透镜115g的凸曲面突出到凹陷部115e中。另外，保持器115和光电转换元件组件110相互接合并且组装在一起，使得当光电 转换元件组件110被容纳在保持器115的凹陷部115e中时，一体地模制在保持器115中的 非球面透镜115g面对配合到光电转换元件组件110的壳体111的一个侧部111a的光电转 换元件112，其中该非球面透镜115g和该一个侧部111a之间具有一定的间隙；非球面透镜 115g的顶点P1和焦点P2位于光电转换元件组件110的光轴K上，并且非球面透镜115g的 焦点P2与光电转换元件112的光发射点或者光接收点大致一致。因此，根据传统的光模块100，即使环境温度改变，一体地模制在保持器115中的 非球面透镜115g的焦点P2的位置也与配合到光电转换元件组件110的壳体111的一个侧部111a上的光电转换元件112的光发射点或者光接收点大致相一致。因此，提高了光耦合 效率，由此能够进行有效的光通信。在专利引文1中描述了以上内容。专利引文1 日本专利申请特开No. 2005-32688
发明内容
技术问题在传统的光模块100中，可以通过将非球面透镜115g—体地模制在保持器115中 而减少部件的数量。然而，当保持器115和光电转换元件组件110相互接合以形成光模块 100时，一体地模制在保持器115中的非球面透镜115g的焦点P2的位置可能不会总是与配 合到光电转换元件组件110的壳体111的一个侧部111a上的光电转换元件112的光发射 点或者光接收点相一致。这是因为当使用光透射塑料(例如，PEI、PC或者PMMA)注射成型保持器115时， 在注射成型之后可能会立刻在保持器115中发生热变形，或者当保持器115在高温或低温 下使用时，由于温度变化，保持器115中会发生变形，由此导致一体地模制在保持器115中 的非球面透镜115g发生变形。因此，非球面透镜115g的顶点P1的位置或者焦点P2的位 置可能会从光电转换元件组件110的光轴K偏离。因此，当一体地模制在保持器115中的非球面透镜115g发生变形时，会出现这样 的问题，即，使用传统的光模块100不能实现令人满意的光通信。另外，因为具有高光学透明度的树脂材料需要用于保持器115以便一体地模制非 球面透镜115g，所以保持器115变得昂贵。因此，期望获得这样的一种光通信模块，当光通信模块被构造成包括光电转换元 件组件和光纤耦合器时，安装在树脂壳体的一个侧部上的树脂透镜保持框架中的用于与光 纤耦合的透镜不会导致光轴相对于光电转换元件的光轴错位，其中作为光发射元件和光接 收元件中的任一个的光电转换元件配合到所述光电转换元件组件以面对树脂壳体的一个 侧部，并且在所述光纤耦合器中透镜容纳在形成在树脂透镜保持框架中的光透射孔中。技术方案已经鉴于以上提及的问题作出了本发明，并且第一发明提供一种光通信模块，所 述光通信模块包括光电转换元件组件，作为光发射元件和光接收元件中的任一个的光电 转换元件与所述光电转换元件组件相配合，以面对树脂壳体的一个侧部；和光纤耦合器，所 述光纤耦合器安装在树脂壳体的所述一个侧部上，以与光纤耦合，其中，在所述光纤耦合器 中，透镜经由金属透镜保持板而容纳在形成在树脂透镜保持框架中的光透射孔中，使得透 镜与光电转换元件的光轴对准，其中所述树脂透镜保持框架安装在树脂壳体的所述一个侧 部上。第二发明提供一种光通信模块，所述光通信模块包括光电转换元件组件，作为光 发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件与所述光电转换元件组件相配合，以面 对树脂壳体的一个侧部；和光纤耦合器，所述光纤耦合器安装在树脂壳体的所述一个侧部 上，以与光纤耦合，其中，所述光纤耦合器包括金属透镜保持板，所述金属透镜保持板保持 布置成面对光电转换元件的透镜；和树脂透镜保持框架，所述树脂透镜保持框架安装在树 脂壳体的所述一个侧部上，并且将保持在金属透镜保持板上的透镜容纳在形成在所述树脂透镜保持框架中的光透射孔中，使得透镜与光电转换元件的光轴对准。根据第三发明，在根据第一发明和第二发明的光通信模块中，金属透镜保持板包 括外部框架，所述外部框架中形成有配合孔，模具的导销配合到所述配合孔中；透镜保持 段，所述透镜保持段保持透镜；和多个撑条，所述多个撑条用于将外部框架和透镜保持段相 互连接，并且在保持在金属透镜保持板上的透镜被容纳在树脂透镜保持框架中之后，分离 至少外部框架。根据第四实施例，在根据第一至第三发明中的任一个的光通信模块中，金属透镜 保持板具有用于模制和保持透镜的透镜保持段，其中保持透镜的透镜保持段的外圆周部分 被埋入到树脂透镜保持框架中。根据第五发明，在根据第四发明的光通信模块中，在埋入到树脂透镜保持框架中 的透镜保持段的外圆周部分中，金属透镜保持板具有多个内侧和外侧连接孔，所述多个内 侧和外侧连接孔用于通过树脂透镜保持框架的树脂材料连接金属透镜保持板的内侧和外 侧。根据第六发明，在根据第一至第五发明中的任一个的光通信模块中，树脂透镜保 持框架通过将圆筒形部分与矩形实心部分连接而形成，所述圆筒形部分中形成有光透射 孔，以用于与光纤耦合，所述矩形实心部分安装在树脂壳体的所述一个侧部上，并且在所述 矩形实心部分中埋入有保持透镜的金属透镜保持板。根据第七发明，在根据第六发明的光通信模块中，当光纤耦合器的树脂透镜保持 框架安装在光电转换元件组件的树脂壳体上时，金属透镜保持板的透镜保持段形成为矩形 形状，将透镜保持段在其每个拐角部分处钻通而形成定位孔，使得每个定位孔都暴露在树 脂透镜保持框架的矩形实心部分的每个拐角部分处，在形成为矩形实心形状的树脂壳体的 所述一个侧部上的每个拐角部分处通过挤出而形成定位凸台，并且在每个定位凸台都配合 到每个定位孔中之后，树脂透镜保持框架和树脂壳体通过热焊接而结合。根据第八发明，在根据第六发明的光通信模块中，当光纤耦合器的树脂透镜保持 框架安装在光电转换元件组件的树脂壳体上时，将树脂透镜保持框架的矩形实心部分和形 成为矩形实心形状的树脂壳体中的任一个在其每个拐角部分处钻通而形成定位孔，将树脂 透镜保持框架的矩形实心部分和形成为矩形实心形状的树脂壳体中的另一个在其每个拐 角部分处通过挤出而形成定位凸台，并且在每个定位凸台都配合到每个定位孔中之后，树 脂透镜保持框架和树脂壳体通过热焊接而结合。有益效果根据本发明的光通信模块，当光通信模块包括光电转换元件组件和光纤耦合器 时，其中作为光发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件与所述光电转换元件组 件相配合以面对树脂壳体的一个侧部，所述光纤耦合器安装在树脂壳体的所述一个侧部上 以与光纤耦合，特别地，光纤耦合器在形成在树脂透镜保持框架中的光透射孔中容纳保持 在金属透镜保持板上的透镜，以便与光电转换元件的光轴对准。因此，透镜被保持在不发 生热变形的金属透镜保持板上，并且在金属透镜保持板埋入到树脂透镜保持框架中的状态 下，透镜容纳在树脂透镜保持框架中，因此，根本不会发生光轴错位。因为透镜是与树脂透镜保持框架分离的本体，所以在模制树脂透镜保持框架时不 需要使用具有高光学透明度的树脂材料，并且通过使用现有的树脂材料，可以以较低的成本模制树脂透镜保持框架。另外，金属透镜保持板具有外部框架，所述外部框架中形成有配合孔，模具的导 销配合到所述配合孔；透镜保持段，所述透镜保持段保持透镜；和多个撑条，所述多个撑条 用于连接外部框架和透镜保持段。因此，可以通过使用注射成型机的模具进行的基体上注 塑成型(outsert molding)而将透镜定位和保持在金属透镜保持板上，并且保持透镜的金 属透镜保持板的外圆周部分可以通过使用注射成型机的模具进行的夹物模压而定位和埋 入到树脂透镜保持框架中。另外，在埋入到树脂透镜保持框架中的透镜保持段的外圆周部分中，金属透镜保 持板包括多个内侧和外侧连接孔，所述多个内侧和外侧连接孔用于使用树脂透镜保持框架 的树脂材料连接金属透镜保持板的内侧和外侧。因此，可以防止金属透镜保持板从树脂透 镜保持框架脱出。此外，当光纤耦合器的树脂透镜保持框架安装在光电转换元件组件的树脂壳体上 时，在分别设置在树脂透镜保持框架的矩形实心部分的拐角部分处和形成为矩形实心形状 的树脂壳体的拐角部分处的定位孔和定位凸台相互配合之后，树脂透镜保持框架和树脂壳 体通过热焊接结合。因此，不会发生光轴错位，并且可以提供刚性的光通信模块。


[图1]图1是传统的光模块的纵向剖视图。[图2]图2是根据本发明的第一实施例的光通信模块的透视图。[图3]图3是根据本发明的第一实施例的光通信模块的纵向剖视图。[图4]图4是用于解释图1和2中所示的光电转换元件组件的透视图和前视图。[图5]图5是示出了制造图2和3中所示的金属透镜保持板的状态的透视图。[图6]图6是图2、3和5中所示的金属透镜保持板的放大比例的前视图。[图7]图7(a)是透视图，图7(b)是沿着线7B-7B得到的剖视图，并且图7 (c)示 出了透镜本体，这些视图用于解释在金属透镜保持板上模制图2和3中所示的高耐热性的 透镜23的状态。[图8]图8是用于解释保持高耐热性的透镜的金属透镜保持板被埋入到图2和3 中所示的树脂透镜保持框架中的状态的透视图。[图9]图9是图2和3中所示的光纤耦合器的透视图。[图10]图10是根据本发明的第二实施例的光通信模块的透视图。[图11]图11是用于解释图10中所示的光电转换元件组件的透视图。[图12]图12是图10中所示的金属透镜保持板的放大比例的前视图。[图13]图13是图10中所示的光纤耦合器的透视图。附图标记解释1根据第一实施例的光通信模块1A根据第二实施例的光通信模块10根据第一实施例的光电转换元件组件10A根据第二实施例的光电转换元件组件11根据第一实施例的树脂壳体
11A根据第二实施例的树脂壳体11a —个侧部lib矩形凹陷部11c具有底部的定位孔lid 底面lie定位凸台12光电转换元件13 驱动 IC14 衬底15引线端子20根据第一实施例的光纤耦合器20A根据第二实施例的光纤耦合器21根据第一实施例的树脂透镜保持框架21A根据第二实施例的树脂透镜保持框架21a圆筒形部分21al光透射孔21b矩形实心部分21bl光透射孔21b2 前端面21b3 后端面21b4定位凸台21b5 凹口22根据第一实施例的金属透镜保持板22A根据第二实施例的金属透镜保持板22a外部框架部分22b导销配合圆孔22c撑条(支撑件)22c 1窄撑条部分22c2宽撑条部分22d环状的透镜保持段22e内侧和外侧连接长孔22f透镜配合圆孔22g矩形的透镜保持段22h定位圆孔23高耐热性的透镜23a平坦表面23b中间部分23c凹曲面K光电转换元件的光轴
具体实施例方式按照第一实施例和第二实施例的顺序，参照图2至13详细地解释根据本发明的光 通信模块的实施例。(第一实施例)图2是根据本发明的第一实施例的光通信模块的透视图，并且图3是示出了根据 所述第一实施例的光通信模块的纵向剖视图。如图2和3中所示，根据本发明的第一实施例的光通信模块1包括光电转换元件 组件10，作为光发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件12与所述光电转换元 件组件10相配合，以面对形成为矩形实心形状的树脂壳体11的一个侧部11a ；和光纤耦合 器20，所述光纤耦合器20通过夹物模压而一体地组装，使得保持在金属透镜保持板22上 的高耐热性的透镜23被容纳在树脂透镜保持框架21中，以与光电转换元件12的光轴K对 准。树脂透镜保持框架21包括用于与光纤(未示出)联接的圆筒形部分21a和待安装在 树脂壳体11的所述一个侧部11a上的矩形实心部分21b。在第一实施例中，当光电转换元件组件10的树脂壳体11与光纤耦合器20的树脂 透镜保持框架21联接时，如下文中将要描述的那样，通过使定位孔和定位凸台彼此配合而 执行定位，并且树脂壳体11和树脂透镜保持框架21通过粘结剂结合和联接。光纤耦合器20是第一实施例的重要部分。在光纤耦合器20中的树脂透镜保持框 架21的圆筒形部分21a中，形成用于插入或拔出(deinsert)光纤(未示出)的光透射孔 21al。保持高耐热性的透镜23的金属透镜保持板22被埋入到矩形实心部分21b中，并且 在金属透镜保持板22后面形成光透射孔21bl (仅在图2中示出)。光纤耦合器20的树脂透镜保持框架21继而安装在光电转换元件组件10的树脂 壳体11的一个侧部11a上，使得保持在金属透镜保持板22上的高耐热性的透镜23面对形 成在树脂透镜保持框架21的圆筒形部分21a中的光透射孔21al。当高耐热性的透镜23定 位成经由形成在树脂透镜保持框架21的矩形实心部分21b中的光透射孔21bl (仅在图3 中示出)以一定间隙与光电转换元件组件10中的光电转换元件12相对时，高耐热性的透 镜23被保持在树脂透镜保持框架21中的金属透镜保持板22上，使得透镜23不会导致光 轴相对于光电转换元件12的光轴K的错位，其中所述金属透镜保持板22不会发生热变形。依次参照图4至9解释构成根据第一实施例的光通信模块1的相应构成元件。图4(a)和4(b)分别是用于解释图2和3中所示的光电转换元件组件的透视图和 前视图。图5是示出了制造图2和3中所示的金属透镜保持板的状态的透视图。图6是示 出了图2、3和5中所示的金属透镜保持板的放大比例的前视图。图7(a)、7(b)和7 (c)分 别是透视图、沿着线7B-7B得到的剖视图和透镜本体的简图，图7 (a)、7(b)和7 (c)用于解 释在金属透镜保持板上模制图2和3中所示的高耐热性的透镜23的状态。图8是用于解 释保持高耐热性的透镜的金属透镜保持板被埋入到图2和3中所示的树脂透镜保持框架中 的状态的透视图。图9是图2和3中所示的光纤耦合器的透视图。在光电转换元件组件10中，如图4中所示，在通过使用树脂材料形成为矩形实心 形状的树脂壳体11的一个侧部11a的中心部分中形成有矩形凹陷部11b，并且在所述一个 侧部11a上的四个拐角部分处分别形成有具有底部的定位孔11c，所述定位孔11c用于与树脂透镜保持框架21的定位凸台21b4(图9)配合。另外，在形成在树脂壳体11的所述一个侧部11a上的矩形凹陷部lib中，作为光 发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件12和用于驱动光电转换元件12的驱动 IC 13在被焊接在衬底14上的状态下装配，以便面对树脂壳体11的所述一个侧部11a，并 且连接到衬底14的多个引线端子15从树脂壳体11的底面lid突出。当光发射元件用作光电转换元件12时，LED(发光二级管)或者VCSEL(垂直腔面 发射激光器)用作光发射元件。另一方面，当光接收元件用作光电转换元件12时，PD(光 电二极管)用作光接收元件。如图5中所示，用于保持高耐热性的透镜23(图2和3)的金属透镜保持板22通 过使用具有刚度的、厚度约为1mm的金属板(例如铁板、不锈钢板或者黄铜板)作为模制载 体、通过压力加工在模制载体中连续冲压出多个金属透镜保持板22并沿着由双点划线所 示的破裂线(CL)从这些金属透镜保持板22分离出一个金属透镜保持板22。具体地，如图6中放大地示出的那样，在金属透镜保持板22中，使用金属板将外部 框架部分22a冲压成矩形形状，并且在外部框架部分22a的上部和下部中在对角线的拐角 部分处将外部框架部分22a钻通而形成导销配合圆孔22b，用于将模具的导销(未示出)装 配到所述导销配合圆孔22b中，并且在外部框架22a的内侧经由多个撑条(支撑件)22c而 形成环状的透镜保持段22d。此时，在金属透镜保持板22中的外部框架22a和环状的透镜保持段22d之间连接 有总共五个撑条22c，即，在环状的透镜保持段22d的外圆周的上面有两个撑条22c，在环状 的透镜保持段22d的外圆周的左右各有一个撑条22c，并且在环状的透镜保持段22d的外圆 周的下面有一个撑条22c，并且除了五个撑条22c以外的部分都被冲压出以形成空腔。在撑条22c中，连接到外部框架22a的具有较窄的宽度的窄撑条部分22cl和连接 到环状的透镜保持段22d的具有较宽的宽度的宽撑条部分22c2相互连接。如下文中描述 的那样，通过沿着由双点划线所示的破裂线(CL)切割窄撑条部分22cl和宽撑条部分22c2 之间的连接部分，框架的由双点划线所示的内侧最终用作用于保持高耐热性的透镜23(图 2和3)的金属透镜保持板22。到包括金属透镜保持板22的环状的透镜保持段22d的宽撑 条部分22c2被看作是待埋入到树脂透镜保持框架(图2和3)中的环状的透镜保持段22d 的外圆周部分。另外，在用于保持高耐热性的透镜23 (图2和3)的环状的透镜保持段22d的外圆 周部分中，沿着环状的透镜保持段22d的圆周钻通而形成多个内侧和外侧连接长孔22e，并 且将多个内侧和外侧连接长孔22e的内侧钻通而形成透镜配合圆孔22f。当执行在树脂透镜保持框架21 (图2和3)中夹物模压金属透镜保持板22时，如 下文中描述的那样，所述多个内侧和外侧连接长孔22e具有通过树脂透镜保持框架21的树 脂材料连接金属透镜保持板22的内侧和外侧的功能。另一方面，透镜配合圆孔22f具有固 定高耐热性的透镜23(图2和3)的平坦表面23a(图7)的功能。透镜配合圆孔22f的中心位置相对于外部框架22a的竖直方向大致对称；但是，透 镜配合圆孔22f的中心位置相对于外部框架22a的横向方向在附图中向右偏离。这是因为 该位置与参照图4所解释的装配在光电转换元件组件10中的光电转换元件12的位置相匹 配。
如图7(a)和7(b)中所示，通过使用具有高耐热性的透明的树脂材料在接下来参 照图6所解释的金属透镜保持板22上通过基体上注塑成型而制造高耐热性的透镜23，并且 基体上注塑成型用于将树脂模制在作为工件的金属透镜保持板22上。这里使用的金属透镜保持板22是在从撑条22c的窄撑条部分22cl和宽撑条部分 22c2之间的连接部分分离外部框架22a之前的金属透镜保持板22。保持在金属透镜保持 板22上的高耐热性的透镜23通过将设置在注射成型机的模具(未示出)中的导销插入到 导销配合圆孔22b中而定位和模制，其中所述导销配合圆孔22b是在外部框架22a的上部 和下部上钻孔而形成的，用于定位金属透镜保持板22。之后，当溶化而用于模制高耐热性的透镜23的高耐热性的树脂材料被注射到模 具(未示出)中时，溶化的高耐热性的树脂材料被倒入到形成在金属透镜保持板22的环状 的透镜保持段22d的内侧的透镜配合圆孔22f中，以模制高耐热性的透镜23的平坦面23a， 使得高耐热性的透镜23的中间部分23b和凸曲面23c与金属透镜保持板22相比向前突出。 因此，通过金属透镜保持板22的环状的透镜保持段22d —体地保持高耐热性的透镜23。此时，在模具(未示出)中，设计成使得溶化的高耐热性的树脂材料没有被倒入到 形成在金属透镜保持板22的环状的透镜保持段22d中的内侧和外侧连接长孔22e中。如图7(c)中所示，因为高耐热性的透镜23形成用于作为光电转换元件12(图2 至4)的光发射元件，所以平坦面23a与光发射元件相对，并且凸曲面23c形成为使得从平 坦面23a进入的来自光发射元件的光经由中间部分23b朝向光纤侧(未示出)离开，并且 凸曲面23c由例如R5.0形成。当光接收元件用作光电转换元件12(图2至4)时，高耐热性的透镜仅需要形成为 使得凸曲面侧(未示出)面对光接收元件即可。如图8中所示，通过参照图7所解释的夹物模压、通过将一体地保持高耐热性的透 镜23的金属透镜保持板22作为工件装配到注射成型机的模具(未示出)中、并且通过将 所述工件包含在树脂中来执行的夹物模压而制造树脂透镜保持框架21。树脂透镜保持框架21与具有光学透明度的高耐热性的透镜23分开地形成。因此， 不需要使用具有高光学透明度的树脂材料，并且可以使用现有的树脂材料以较低的成本模 制树脂透镜保持框架21。同样，在这种情况下，金属透镜保持板22是在从撑条22c的窄撑条部分22cl和宽 撑条部分22c2之间的连接部分分离外部框架22a之前的金属透镜保持板22，并且通过将 设置在注射成型机的模具(未示出)中的导销插入到导销配合圆孔22b中而执行金属透镜 保持板22相对于树脂透镜保持框架21的定位，其中所述导销配合圆孔22b是在外部框架 22a的上部和下部中将外部框架22a钻通而形成的。之后，当溶化的树脂材料被注射到模具(未示出)中以模制树脂透镜保持框架21 时，具有光透射孔21al的圆筒形部分21a在高耐热性的透镜23的凸曲面23c所处的一个 侧部上形成为长的形状，并且保持高耐热性的透镜23的金属透镜保持板22被埋入到矩形 实心部分21b中，直到多个撑条22c的宽撑条部分22c2为止，并且圆筒形部分21a连接到 矩形实心部分21b的前端面21b2。另外，因为溶化的树脂材料也被倒入到形成在金属透镜保持板22中的内侧和外 侧连接长孔22e中，在树脂透镜保持框架21的矩形实心部分21b中，金属透镜保持板22的内侧和外侧通过倒入到内侧和外侧连接长孔22e中的溶化的树脂材料而相互连接，所以可 以防止金属透镜保持板22从树脂透镜保持框架21脱出。之后，当切割暴露于树脂透镜保持框架21的外侧的金属透镜保持板22的窄撑条 部分22cl和连接到窄撑条部分22cl的外部框架22a时，如图9中所示，可以获得光纤耦合 器20，所述光纤耦合器20是第一实施例的重要部分。在光纤耦合器20中，光纤(未示出)能够附装到形成在树脂透镜保持框架21的 圆筒形部分21a中的光透射孔21al，并能够从形成在树脂透镜保持框架21的圆筒形部分 21a中的光透射孔21al分离，并且保持高耐热性的透镜23的金属透镜保持板22被埋入到 树脂透镜保持框架21的矩形实心部分21b中。因此，因为高耐热性的透镜23经由不发生 热变形的金属透镜保持板22而容纳在树脂透镜保持框架21中，所以根本不会发生光轴错 位。当在树脂透镜保持框架21的矩形实心部分21b的后端面21b3上的四个拐角部分 处通过挤出形成的定位凸台21b4配合到参照图4所解释的形成在树脂壳体11的一个侧部 Ila上的四个拐角部分处的具有底部的定位孔Ilc中并且通过粘结剂结合而相互联接时， 光电转换元件组件10中的树脂壳体11和保持在光纤耦合器20的树脂透镜保持框架21中 的金属透镜保持板22上的高耐热性的透镜23处于与光电转换元件12的光轴K良好地对 准的状态。因此，可以获得图2和3中所示的根据本发明的第一实施例的光通信模块1。(第二实施例)图10是根据本发明的第二实施例的光通信模块的透视图，图11是用于解释图10 中所示的光电转换元件组件的透视图，图12是图10中所示的金属透镜保持板的放大比例 的前视图，并且图13是图10中所示的光纤耦合器的透视图。除了图10中所示的根据第二实施例的光通信模块IA的一部分以外，图10中所示 的根据第二实施例的光通信模块IA的构造与上文中参照图2和3所解释的根据第一实施 例的光通信模块1的构造相同。为了解释，相同的附图标记指示相同的构成元件，并且将省 略对它们的详细解释。然而，新的附图标记用于与第一实施例的那些构成元件不同的构成 元件，并且将主要简要地解释不同的方面。如图10中所示，基本与第一实施例相似，根据第二实施例的光通信模块IA也包 括光电转换元件组件10A，作为光发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件12 与所述光电转换元件组件IOA相配合，以面对形成为矩形实心形状的树脂壳体11的一个侧 部1 Ia ；和光纤耦合器20A，所述光纤耦合器20A通过夹物模压而一体地组装，使得保持在金 属透镜保持板22A上的高耐热性的透镜23被容纳在树脂透镜保持框架21A中，以与光电转 换元件12的光轴K对准。树脂透镜保持框架21A包括用于与光纤(未示出)联接的圆筒 形部分21a和待安装在树脂壳体IlA的所述一个侧部Ila上的矩形实心部分21b。不同于第一实施例的方面在于，在第二实施例中，当光电转换元件组件IOA的树 脂壳体IlA与光纤耦合器20A的树脂透镜保持框架21A联接时，通过定位孔和定位凸台之 间的配合而执行定位，并且树脂壳体IlA和树脂透镜保持框架2IA通过热焊接而结合，如将 在下文中说明的那样。与此相伴随的是，光电转换元件组件IOA的树脂壳体IlA以及光纤耦合器20A的 树脂透镜保持框架21A和金属透镜保持板22A具有能够被热焊接的形状，并且下面依次解释相应的构造元件。如图11中所示，光电转换元件组件IOA与第一实施例中的光电转换元件组件相同 之处在于，作为光发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件12装配成面对使用 树脂材料形成为矩形实心形状的树脂壳体11的一个侧部11a。但是，与第一实施例不同的 方面在于，在树脂壳体11的一个侧部Ila上的四个拐角部分处通过挤出而形成待配合到金 属透镜保持板22A中的定位圆孔22h(图12)的定位凸台lie。如图12中所示，在用于保持高耐热性的透镜23的金属透镜保持板22A中(图10)， 在外部框架22a的上部和下部中在对角线的拐角部分处将外部框架22a钻通而形成用于配 合模具的导销(未示出)的导销配合圆孔22b，并且在外部框架22a的内侧经由多个窄撑条 部分22cl而形成矩形的透镜保持段22g。在第二实施例中，与第一实施例的不同之处在于，在金属透镜保持板22A中形成 矩形的透镜保持段22g，并且在矩形的透镜保持段22g的四个拐角部分处将矩形的透镜保 持段22g钻通而形成定位孔22h。如同在第一实施例中一样，在第二实施例中，通过在金属透镜保持板22A上基体 上注塑成型而制造高耐热性的透镜23 (图10)。当保持高耐热性的透镜23的金属透镜保持 板22A(图10)的矩形的透镜保持段22g的外周被埋入到树脂透镜保持框架21A(图10)中 时，可以沿着矩形的透镜保持段22g的外周切掉外部框架21a和多个窄撑条部分22cl。如图13中所示，如同在第一实施例中一样，通过夹物模压、通过将一体地保持高 耐热性的透镜23的金属透镜保持板22作为工件配合到注射成型机的模具(未示出)中而 制造光纤耦合器20A的树脂透镜保持框架21A。然而，在第二实施例中，与第一实施例的不 同之处在于，分别在树脂透镜保持框架21A的矩形实心部分21b的前端面21b2上的四个拐 角部分处形成凹口 21b5，使得在金属透镜保持板22A的矩形的透镜保持段22g的四个拐角 部分处将矩形的透镜保持段22g钻通而形成的定位圆孔22h暴露出来，并且树脂透镜保持 框架21A的矩形实心部分21b的后端面21b3形成为平坦面。在树脂壳体11的一个侧部Ila上通过挤出而形成的相应的定位凸台lie配合到 暴露于树脂透镜保持框架21A的矩形实心部分21b的前端面21b2上的金属透镜保持板22A 中的相应的定位圆孔22h之后，定位圆孔22h和定位凸台1 Ie通过热焊接而结合。光电转换 元件组件IOA的树脂壳体IlA和保持在光纤耦合器20A的树脂透镜保持框架21A中的金属 透镜保持板22A上的高耐热性的透镜23继而与光电转换元件12的光轴K良好地对准，并 且稳固地结合。因此，可以获得图10中所示的根据本发明的第二实施例的光通信模块1A。在第二实施例中，光纤耦合器20可以通过使用在第一实施例中所解释的金属透 镜保持板22形成，并且光电转换元件组件10的树脂壳体11和光纤耦合器20的树脂透镜 保持框架21可以通过执行定位使得树脂壳体11和树脂透镜保持框架21与光电转换元件 12的光轴K对准并通过热焊接而结合。在这种情况下，在形成为矩形实心形状的树脂壳体 11的相应的拐角部分和树脂透镜保持框架21的矩形实心部分21b的相应的拐角部分中的 任意多个处分别钻孔而形成定位孔，并且在形成为矩形实心形状的树脂壳体11的相应的 拐角部分和树脂透镜保持框架21的矩形实心部分21b的相应的拐角部分中的其它多个个 处分别形成定位凸台，并且相应的定位凸台配合到相应的定位孔中，继而这两种构件可以 通过热焊接而结合。
这里，通过参考结合日本专利申请No. 2008-101811(2008年4月9日提交)的全 部内容。虽然以上已经通过参照本发明的某些实施例描述了本发明，但是本发明并不局限 于上述的实施例。鉴于以上教导，本领域的技术人员将能够想到上述实施例的修改和变型。 本发明的范围参照以下权利要求而限定。
权利要求
1. 一种光通信模块，所述光通信模块包括光电转换元件组件，作为光发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件与所述 光电转换元件组件相配合，以面对树脂壳体的一个侧部；和光纤耦合器，所述光纤耦合器安装在所述树脂壳体的所述一个侧部上，以与光纤耦合， 其中，在所述光纤耦合器中，透镜经由金属透镜保持板而容纳在形成在树脂透镜保持框架中 的光透射孔中，使得所述透镜与所述光电转换元件的光轴对准，其中所述树脂透镜保持框 架安装在所述树脂壳体的所述一个侧部上。
2.根据权利要求1所述的光通信模块， 其中，所述金属透镜保持板包括外部框架，所述外部框架中形成有配合孔，模具的导销与所述配合孔相配合； 透镜保持段，所述透镜保持段保持所述透镜；和多个撑条，所述多个撑条用于将所述外部框架和所述透镜保持段相互连接；并且 其中，在保持在所述金属透镜保持板上的透镜被容纳在所述树脂透镜保持框架中之 后，分离至少所述外部框架。
3.根据权利要求1所述的光通信模块，其中，所述金属透镜保持板具有用于模制和保持所述透镜的透镜保持段；并且 其中，保持所述透镜的所述透镜保持段的外圆周部分被埋入到所述树脂透镜保持框架中。
4.根据权利要求3所述的光通信模块，其中，在埋入到所述树脂透镜保持框架中的所 述透镜保持段的外圆周部分中，所述金属透镜保持板具有多个内侧和外侧连接孔，所述多 个内侧和外侧连接孔用于通过所述树脂透镜保持框架的树脂材料连接所述金属透镜保持 板的内侧和外侧。
5.根据权利要求1所述的光通信模块， 其中，所述树脂透镜保持框架包括圆筒形部分，所述圆筒形部分中形成有光透射孔以用于与所述光纤联接；和 矩形实心部分，所述矩形实心部分安装在所述树脂壳体的所述一个侧部上，所述矩形 实心部分中埋入有保持所述透镜的所述金属透镜保持板；并且其中，所述树脂透镜保持框架通过将所述圆筒形部分与所述矩形实心部分连接而形成。
6.根据权利要求2所述的光通信模块，其中，当所述光纤耦合器的所述树脂透镜保持 框架安装在所述光电转换元件组件的树脂壳体上时，所述金属透镜保持板的透镜保持段形成为矩形形状；在所述透镜保持段的每个拐角部分处将所述透镜保持段钻通而形成定位孔，使得每个 所述定位孔都暴露于所述树脂透镜保持框架的矩形实心部分的每个拐角部分处；在形成为矩形实心形状的所述树脂壳体的所述一个侧部上的每个拐角部分处通过挤 出而形成定位凸台；并且在每个所述定位凸台配合到每个所述定位孔中之后，所述树脂透镜保持框架和所述树 脂壳体通过热焊接而结合。
7.根据权利要求3所述的光通信模块，其中，当所述光纤耦合器的树脂透镜保持框架 安装在所述光电转换元件组件的树脂壳体上时，将所述树脂透镜保持框架的矩形实心部分和形成为矩形实心形状的所述树脂壳体中 的任一个在其每个拐角部分处钻通而形成定位孔；将所述树脂透镜保持框架的矩形实心部分和形成为矩形实心形状的所述树脂壳体中 的另一个在其每个拐角部分处通过挤出而形成定位凸台；并且在每个定位凸台配合到每个定位孔中之后，所述树脂透镜保持框架和所述树脂壳体通 过热焊接而结合。
8.—种光通信模块，所述光通信模块包括光电转换元件组件，作为光发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件与所述 光电转换元件组件相配合，以面对树脂壳体的一个侧部；和光纤耦合器，所述光纤耦合器安装在所述树脂壳体的所述一个侧部上，以与光纤耦合， 其中，所述光纤耦合器包括金属透镜保持板，所述金属透镜保持板保持布置成面对所述光电转换元件的透镜；和 树脂透镜保持框架，所述树脂透镜保持框架安装在所述树脂壳体的所述一个侧部上， 并且将保持在所述金属透镜保持板上的所述透镜容纳在形成在所述树脂透镜保持框架中 的光透射孔中，使得所述透镜与所述光电转换元件的光轴对准。
9.根据权利要求8所述的光通信模块， 其中，所述金属透镜保持板包括外部框架，所述外部框架中形成有配合孔，模具的导销与所述配合孔相配合； 透镜保持段，所述透镜保持段保持所述透镜；和多个撑条，所述多个撑条用于将所述外部框架和所述透镜保持段相互连接；并且 其中，在保持在所述金属透镜保持板上的透镜被容纳在所述树脂透镜保持框架中之 后，分离至少所述外部框架。
10.根据权利要求8所述的光通信模块，其中，所述金属透镜保持板具有用于模制和保持所述透镜的透镜保持段；并且 其中，保持所述透镜的所述透镜保持段的外圆周部分被埋入到所述树脂透镜保持框架中。
11.根据权利要求10所述的光通信模块，其中，在埋入到所述树脂透镜保持框架中的 所述透镜保持段的外圆周部分中，所述金属透镜保持板具有多个内侧和外侧连接孔，所述 多个内侧和外侧连接孔用于通过所述树脂透镜保持框架的树脂材料连接所述金属透镜保 持板的内侧和外侧。
12.根据权利要求8所述的光通信模块， 其中，所述树脂透镜保持框架包括圆筒形部分，所述圆筒形部分中形成有光透射孔，以用于与所述光纤联接；和 矩形实心部分，所述矩形实心部分安装在所述树脂壳体的所述一个侧部上，所述矩形 实心部分中埋入有保持所述透镜的所述金属透镜保持板；其中，所述树脂透镜保持框架通过将所述圆筒形部分与所述矩形实心部分连接而形成。
13.根据权利要求9所述的光通信模块，其中，当所述光纤耦合器的树脂透镜保持框架 安装在所述光电转换元件组件的树脂壳体上时，所述金属透镜保持板的透镜保持段形成为矩形形状；在所述透镜保持段的每个拐角部分处将所述透镜保持段钻通而形成定位孔，使得每个 所述定位孔都暴露于所述树脂透镜保持框架的矩形实心部分的每个拐角部分处；在形成为矩形实心形状的所述树脂壳体的所述一个侧部上的每个拐角部分处通过挤 出而形成定位凸台；并且在每个所述定位凸台配合到每个所述定位孔中之后，所述树脂透镜保持框架和所述树 脂壳体通过热焊接而结合。 根据权利要求10所述的光通信模块，其中，当所述光纤耦合器的树脂透镜保持框 架安装在所述光电转换元件组件的树脂壳体上时，将所述树脂透镜保持框架的矩形实心部分和形成为矩形实心形状的所述树脂壳体中 的任一个在其每个拐角部分处钻通而形成定位孔；将所述树脂透镜保持框架的矩形实心部分和形成为矩形实心形状的所述树脂壳体中 的另一个在其每个拐角部分处通过挤出而形成定位凸台；并且在每个定位凸台配合到每个定位孔中之后，所述树脂透镜保持框架和所述树脂壳体通 过热焊接而结合。
全文摘要
为了减轻光通信模块中的光轴错位，光通信模块(1)包括光电转换元件组件(10)，作为光发射元件和光接收元件中的任一个的光电转换元件(12)与所述光电转换元件组件相配合，以面对树脂壳体(11)的一个侧部(11a)；和光纤耦合器(20)，所述光纤耦合器安装在树脂壳体(11)的所述一个侧部(11a)上以与光纤耦合，其中，光纤耦合器(20)包括金属透镜保持板(22)，其保持布置成与光电转换元件(12)相对的透镜(23)；和树脂透镜保持框架(21)，其安装在树脂壳体(11)的所述一个侧部(11a)上，并且将保持在金属透镜保持板(22)上的透镜(23)容纳在形成在树脂透镜保持框架中的光透射孔(21a1)中，使得透镜(23)与光电转换元件(12)的光轴(K)对准。
文档编号G02B6/42GK101999089SQ200880128568
公开日2011年3月30日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年4月9日
发明者斋藤崇人 申请人:矢崎总业株式会社