JP2003185888A - 光通信モジュール - Google Patents
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Abstract
信モジュールを提供する。 【解決手段】 第1の端面に端部が露出される複数の光
伝送媒体(光導波路131〜134)と、この光伝送媒体の一
部(131)が光結合される光送信部(161)および光受信
部(162)の少なくとも一方とを具える。光伝送媒体の
残部(132〜134)は、そのまま第1の端面に対向する第
2の端面に露出される。複数の光伝送媒体のうち、その
一部にだけ長手方向のある位置で通信機能を持たせ、残
りの光伝送媒体は長手方向の後段にて光通信モジュール
と結合して通信機能を持たせる。この光通信モジュール
を多段に接続することで、多芯光ファイバなどの複数の
光伝送媒体と光通信モジュールとを小さな間口にて接続
することができる。
Description
に関するものである。特に、多芯の光ファイバが接続で
き、より小型・軽量化が可能な光通信モジュールに関す
るものである。
方向通信を行うとき、図13に示すシステムを構築する。
これは、局舎300内に設けた光通信装置310から各加入者
320に対して光ファイバ330を引き込んだ光ファイバ網で
ある。光通信装置310は、多数の光通信モジュール340の
集合体よりなっている。
14に示すものが用いられている。このモジュール400
は、FC型やSC型のコネクタ410を介して多芯光ファイバ3
30の各芯に発光素子420または受光素子430に光結合させ
ている。より具体的には、コネクタ410につながる光フ
ァイバ440と、レンズ450、ミラー460、レンズ470および
レーザダイオード(LD)などの発光素子420を同軸上に
配置する。一方、フォトダイオード(PD)などの受光素
子430は光ファイバの軸方向に対して直交する方向にレ
ンズ480を介して設けられる。
前まで多芯光ファイバ330を引き込み、図15に示すよう
に、各芯ごとに分離して水平方向に並列された光通信モ
ジュールの各々にコネクタ410を介して接続される。
号公報には、パラレルリンクという光並列伝送用の送信
器が開示されている。これは、複数の発光素子と複数の
光ファイバとをガイドピンで位置決めして光学的に結合
させる光並列伝送用送信器である。
受信機能を有するものとして、特開平11-68705号公報に
記載の送受信モジュールがある。これは一本の光導波路
と発光素子、受光素子による送受信器であり、導波路と
外部の光ファイバとは、位置合せしたのち、接着結合固
定される。
術では、多芯光ファイバを一括したまま光通信モジュー
ルに結合する適切な小型の手段がないと言う問題があっ
た。
テープ光ファイバを各芯ごとに分岐しなければ光通信モ
ジュールに接続できない。そのため、各光通信モジュー
ルのコネクタは隣接するコネクタ間にある程度の間隔を
持たせて並列するしかない。一方、この光通信モジュー
ルでは発光素子の光軸と受光素子の光軸とを直交させた
光学系を有し、製作も難しい上、光通信モジュール自体
が大型である。そのため、並列間隔を詰めるにも個々の
サイズが大きい光通信モジュールでは小型化への制約が
大きかった。
できず、LDのドライバICなどの電子回路部品も実装でき
ない。これは、光ファイバの並列ピッチが250μmと狭い
ため、発光素子を搭載するスペースの余裕がないためで
ある。
バに関する技術であり、多芯の光ファイバを一括して光
通信モジュールと光結合することができない。
た光通信モジュールを提供することにある。
岐することなく一括接続することのできる光通信モジュ
ールを提供することにある。
狭い複数の光伝送媒体に対しても送信機能と受信機能の
双方を装備できる光通信モジュールを提供することにあ
る。
媒体の各々に発光素子や受光素子を接続する際、これら
素子の接続個所を光伝送媒体の軸方向にずらすことで上
記の目的を達成する。
1の端面と、第1の端面に端部が露出される複数の光伝
送媒体と、前記光伝送媒体の一部が光結合される光送信
部および光受信部の少なくとも一方と、前記第1の端面
に対向すると共に前記光伝送媒体の残部の端面が露出さ
れる第2の端面とを具えることを特徴とする。
方向の同一位置で全ての光伝送媒体に発光素子や受光素
子を結合して通信機能を持たせようとしていたため、ス
ペース上の制約が大きかった。本発明者らは、発想を転
換し、複数の光伝送媒体のうち、その一部(単数でも複
数でも良い)にだけ長手方向のある位置で通信機能を持
たせ、残りの光伝送媒体は長手方向の後段にて光通信モ
ジュールと結合して通信機能を持たせる構成とした。こ
のような構成により、多芯光ファイバなどの複数の光伝
送媒体と光通信モジュールとを小さな間口にて接続する
ことができる。特に、多芯光ファイバを一括して接続で
きる光通信モジュールを構成できる。また、間口の小さ
なスペースにて光伝送媒体と光通信モジュールとの接続
が可能なため、局舎内での機器の収容数を増加させるこ
ともできる。
端面に露出されて光送信部および光受信部の少なくとも
一方に接続される電気接続媒体と、第2の端面に設けら
れて次段の光通信モジュールの電気接続媒体と接続され
るガイド端子とを具えることが好ましい。
えば特開2001-305393号公報の図8に示すように、発光
素子や受光素子につながるリードを光伝送媒体の長手方
向と直交する方向、つまりモジュールの側面に多数突出
させた構成となっている。本発明光通信モジュールで
は、モジュールの側面ではなく端面にリードピンなどの
電気接続媒体を引き出すことで、側方に突出するリード
をなくすことができる。また、モジュールの端面に電気
接続媒体を露出することで、多段にモジュールを接続す
ることが容易にでき、さらにはモジュールとボードとの
接続も小さな間口で行うことにより、高密度実装を実現
できる。
送信部および光受信部の少なくとも一方と重複しないよ
うに迂回されてなることが好ましい。光伝送媒体の並列
ピッチが小さくなると、ある光伝送媒体に光送信部や光
受信部を光結合した際、この伝送媒体に隣接する光伝送
媒体の進路が光送信部や光受信部に遮られることがあ
る。そのため、光送信部や光受信部と光結合されない光
伝送媒体は、光送信部や光受信部を迂回するように進路
形成することで光伝送媒体の並列ピッチを広げる必要が
なく、光通信モジュールの小型化を実現できる。光伝送
媒体の迂回は、光導波路を屈曲して形成したり、光ファ
イバを屈曲して配置することで行えば良い。
ンと、第2の端面に設けられて次段の光通信モジュール
のガイドピンが挿入されるガイド孔とを具えることが好
ましい。このようなガイドピンとガイド孔を形成するこ
とで、光通信モジュールを高精度に位置決めして多段に
接続することが容易にできる。また、ガイドピンが多芯
光ファイバの端部に形成されたMT型コネクタ(mechanic
ally transferablesplicing connector)に嵌合する
よう構成することで、多心光ファイバを一括して高精度
に光通信モジュールと接続することができる。
た光通信モジュールは多段に接続しすることにより、狭
い間口にて複数チャンネルの光通信が可能になる。
げられる。光送信部には半導体レーザや発光ダイオード
(LED)が挙げられる。さらに半導体レーザの駆動素子
を具えても良い。光受信部には半導体受光素子が挙げら
れる。半導体受光素子としては、PDやアバランシェフォ
トダイオード(APD)などがある。さらに半導体受光素
子の電気信号を増幅する増幅素子を具えても良い。
する。 (実施例1)ここでは、端部にMTコネクタを形成した4
芯の光ファイバテープ線に接続される光通信モジュール
を例に本発明を説明する。
図である。図2は本発明光通信モジュールの内部構造を
示す透視平面図である。図3は図2のA-Aにおける破断
面図である。
に、一方の端面に一対のガイドピン110が突出され、他
方の端面には後段モジュールのガイドピンが挿入される
ガイド孔120を具えるものである。一方の端面における
ガイドピン110の間には4本の光導波路131〜134の端面
が露出され、他方の端面におけるガイド孔120の間には
3本の光導波路132〜134の端面が露出されている。そし
て、全体を長方体状に成形した樹脂モールド140で覆っ
ており、両側面には複数のリード151が突出されてい
る。このモジュール100は第1段目のモジュールであ
り、後述するように順次後段のモジュールを多段に接続
して用いる。
4本の光導波路131〜134のうち、1本のみに光通信機能
部を接続した。すなわち、この1本の光導波路131は、
途中で光合分波器160を介して分岐され、一方の分岐端
に発光素子161が、他方の分岐端に受光素子162が光結合
される。ここでは発光素子161として波長1.3μmの光を
送信するInGaAsP系LDを、受光素子162として波長1.5μm
の光を受光するInGaAs系PDを用いた。残りの3本の光導
波路132〜134は、一方の端面からそのまま他方の端面に
直線状に進路形成されている。
うに、リードフレームのベースメタル150上にSi基板152
を形成し、その上にSiO2のクラッド層130を形成してい
る。クラッド層130内にはSiO2/CaO2の光導波路131〜134
が形成されている。ガイドピン110を配置する個所に
は、Si基板152上にV溝153を形成している。また、発光
素子161や受光素子162を配置する個所にはSi基板152上
にメタライズパターン154を形成して、そのパターン154
上に各素子161、162を実装する。これら各素子161、162
は、Au線163とクラッド層上に形成されたメタライズパ
ターン155とを介してリード151に接続されている。Au線
163はワイヤボンダで接続すれば良い。図2、3におい
て、各リード151と交差するように記載された破線で囲
まれた個所が樹脂モールド140の輪郭となる。樹脂モー
ルド140は、例えばエポキシ樹脂で構成する。
ての光導波路131〜134に光通信機能を持たせるのではな
く、一部の光導波路131にのみ光通信機能を持たせ、残
る光導波路132〜134は、この段のモジュールは通過して
次段の光導波路へと導かれる。そのため、一段当りの光
通信モジュールを非常に小型化することができる。
2段目の光通信モジュール200に接続される。第2段目
のモジュール200も各端面にガイドピン210、ガイド孔22
0を具え、両側面にリードが突出された構成である。た
だし、モジュール200の一方の端面には3本の光導波路2
31〜233の端面が露出され、他方の端面には2本の光導
波路232、233の端面が露出されている。そして、3本の
光導波路のうち、1本の光導波路231にのみPDとLDを第
1段目のモジュール100と同様に接続している。
ガイドピン210を第1段目のガイド孔120に差し込んで接
続する。このガイドピン210とガイド孔120のはめ合いに
より、両段の光導波路132〜134と光導波路231〜233は高
精度に位置合わせされて接続される。ガイドピン110
間、ガイドピン210間の距離はそれぞれ3.6mmとした。
ルは、2本の光導波路のうち、1本にのみ光通信機能を
持たせ、第4段目のモジュールは1本のみ光導波路を具
え、その光導波路に光通信機能を持たせている。
の後段に順次第2段目、第3段目、第4段目と接続し
て、光導波路の長手方向に光通信機能部がずれて配置さ
れた状態を形成する。第1段目の光通信モジュールは、
図5に示すように、4芯の光ファイバテープ線180の端
部に形成したMTコネクタ181を直接接続できる。つま
り、MTコネクタ181の光ファイバピッチと光導波路の並
列ピッチを合わせ、ガイドピン110がMTコネクタ181に嵌
合するように構成されている。これにより、多芯の光フ
ァイバを一括して光通信モジュール100に接続すること
ができる。ここで用いたMTコネクタの外寸は、幅:6m
m、長さ:8〜10mm、高さ:1mmである。
多数の本発明モジュール群10を基板190上に実装し、そ
の基板190を積層することで多数の光通信モジュールを
具える光通信装置を構築できる。各モジュール10の電気
配線は基板上のメタライズパターンを介して行えば良
い。
ァイバのピッチが500μm〜1mm程度のときに利用でき
る。
ファイバのピッチが狭い場合でも利用可能な本発明モジ
ュールを説明する。このモジュールでは、光ファイバの
ピッチに合わせて光導波路の並列ピッチを250μmとして
いる。
透視平面図である。ここでは、Si基板152を大きく拡大
して示している。
波路131のみ直線状に形成して実施例1と同様に光通信
機能部を接続している。そして、残りの光導波路132〜1
34は、ほぼ円弧状に屈曲して光通信機能部を構成するSi
基板152を迂回するように形成している。
かなように、クラッド層130の一部が切り欠かれて露出
したSi基板152上にメタライズパターン154を形成し、こ
のパターン154上にLDやPDを実装して構成されている。
一般にLDやPDの幅は250〜350μmであるため、この光通
信機能部を迂回するように光導波路132〜134を形成すれ
ば、光通信機能部に接続されない光導波路132〜134を支
障なく第2の端面側に引き出すことができる。その際、
光導波路132〜134の並列ピッチを広げる必要はなく、光
通信モジュールの小型化を実現できる。
ルの端面に露出した本発明光通信モジュールを図8に示
す。図8はリードピンもモジュールの端面に露出した本
発明光通信モジュールの透視平面図、図9はリードピン
を端面に引き出した本発明光通信モジュールのリードピ
ンの配置を示す平面図である。図10は図8のモジュー
ルの縦断面図である。
介して接続されたリード151にリードピン156を接続し、
このリードピン156を途中で屈曲してモジュールの第1
の端面側に引き出した構成である。そして、光通信機能
部と接続しない他のリードピン157は、一端が第1の端
面に突出され、他端が第2の端面にまで直線状に配置さ
れている。また、これらリードピン157の第2の端面側
は、後段モジュールの第1の端面から突出されたリード
ピンが嵌合するガイド溝158が形成されている。各リー
ドピン156、157は、図10に示すように、予めエポキシ
樹脂159などで樹脂モールドして形成しておき、Si基板1
52の下面に一体化される。
に、ほぼ全体が樹脂モールドされて第1の端面側にガイ
ドピン110が突出され、第2の端面に次段モジュールの
ガイドピンが挿入されるガイド孔120が形成されてい
る。端面に引き出すリードピン156、157が多い場合、図
11(B)に示すようにリードピンを多段に配置しても良
い。ここでは、光導波路の上面および下面の2段にリー
ドピンを配置している。
1と同様に、3本の光導波路のうち、1本のみに光通信
機能部を設け、この光通信機能部につながるリードから
リードピンを引き出して第1の端面側に突出させる。一
方、光通信機能部につながらないリードピンは、第2段
目のモジュールは通過して第3段目のモジュール側に導
かれる。
ュールを、さらに順次第3段目、第4段目のモジュール
を多段に接続することで、電気的接続も小さな間口で行
うことができる。特に、モジュールの側方にリードを突
出させる必要がなく、より一層のモジュールの小型化が
実現できる。
されたモジュール群10のうち、先端に位置する第1のモ
ジュール100を基板500に対して突き立てるように接続す
ることで、多数のモジュールを高密度に実装することが
できる。第1のモジュール100が接続される基板側に
は、MTコネクタと同様にガイドピン110のはめ込まれる
ガイド溝が形成され、さらにリードピン157がはめ込ま
れるガイド溝を形成しておけば良い。
ュールによれば、複数の光伝送媒体のうち、その一部に
だけ長手方向のある位置で通信機能を持たせ、残りの光
伝送媒体は長手方向の後段にて光通信モジュールと結合
させることで、多芯光ファイバなどの複数の光伝送媒体
と光通信モジュールとを小さな間口にて接続することが
できる。
ることなく一括して接続できる光通信モジュールを構成
できる。
体と光通信モジュールとの接続が可能なため、局舎内で
の機器の収容数を増加させることも容易にできる。
を示す透視平面図である。
を示す透視平面図である。
示す模式斜視図である。
概略構成図である。
透視平面図である。
明光通信モジュールの透視平面図である。
ジュールのリードピンの配置を示す平面図である。
モジュールの縦断面図である。
通信モジュールの透視斜視図、(B)はリードピンを2段
に配置した本発明光通信モジュールの透視斜視図であ
る。
を基板に複数接続した状態を示す概略構成図である。
説明図である。
結合構造を示す説明図である。
の接続形態を示す説明図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 第1の端面と、 第1の端面に端部が露出される複数の光伝送媒体と、 前記光伝送媒体の一部が光結合される光送信部および光
受信部の少なくとも一方と、 前記第1の端面に対向して前記光伝送媒体の残部の端面
が露出される第2の端面とを具えることを特徴とする光
通信モジュール。 - 【請求項2】 さらに、第1の端面に露出されて光送信
部および光受信部の少なくとも一方に接続される電気接
続媒体と、 第2の端面に設けられて次段の光通信モジュールの電気
接続媒体と接続されるガイド端子とを具えることを特徴
とする請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項3】 前記第2の端面に露出される光伝送媒体
が光送信部および光受信部の少なくとも一方と重複しな
いように迂回されてなることを特徴とする請求項1に記
載の光通信モジュール。 - 【請求項4】 さらに、第1の端面に設けられたガイド
ピンと、 第2の端面に設けられて次段の光通信モジュールのガイ
ドピンが挿入されるガイド孔とを具えることを特徴とす
る請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項5】 前記ガイドピンが多芯光ファイバの端部
に形成されたMT型コネクタに嵌合するよう構成されたこ
とを特徴とする請求項4に記載の光通信モジュール。 - 【請求項6】 請求項2または3に記載の光通信モジュ
ールを多段に接続したことを特徴とする光通信モジュー
ル。 - 【請求項7】 前記光伝送媒体が光導波路であることを
特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光通信モジ
ュール。 - 【請求項8】 前記光伝送媒体が光ファイバであること
を特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光通信モ
ジュール。 - 【請求項9】 前記光送信部が半導体レーザを具えるこ
とを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の光通信
モジュール。 - 【請求項10】 前記光送信部がさらに半導体レーザの
駆動素子を具えることを特徴とする請求項9に記載の光
通信モジュール。 - 【請求項11】 前記光受信部が半導体受光素子を具え
ることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の
光通信モジュール。 - 【請求項12】 前記光受信部がさらに半導体受光素子
の電気信号を増幅する増幅素子を具えることを特徴とす
る請求項11に記載の光通信モジュール。
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