JP2007240833A - 光通信装置、光コネクタ、光送受信器、光送信器及び光受信器 - Google Patents

Abstract

【課題】実装面積を減少させつつ、異なる複数の光経路を有する光送受信器、光受信器、及び光送信器を提供する。
【解決手段】光送受信器は光送信モジュール１、光コネクタ２、光受信モジュール３からなる積層構造をとる。光コネクタ２は表面と裏面の両面が反射面となる反射ミラー１１ａが光ファイバ１９−１、１９−２を入出力する光の光軸に対して傾けて配置されている。光送信モジュール１の発光素子１２からの光は反射ミラー１１ａの一方の反射面を反射して光ファイバ１９−１に入光し、光ファイバ１９−２からの出力光は反射ミラー１１ａの他方の反射面を反射して送受信モジュール３の受光素子１７に入光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信装置、光コネクタ、光送受信器、光送信器及び光受信器に係わり、特に、光コネクタを用いて、光ファイバと、光送信モジュール又は／及び光受信モジュールとを光結合させる光通信装置、光コネクタ、光送受信器、光送信器及び光受信器に関する。

近年、ルータ、サーバ、ストレージ等の情報機器で扱われる情報量の飛躍的増大に伴い、これらの情報機器の装置間またはボード間またはバックプレーン等のインターコネクションにおける電気伝送の限界が顕在化し、光伝送によるインターコネクションへのニーズが高まってきた。

ボード内光接続ではコスト面で優位性のある面発光素子や面受光素子を用い、LSIで用いられる電気信号と光ファイバアレイや光導波路によって伝播させる光信号を変換している。

このような面発光素子や面受光素子を搭載した光通信装置として、たとえば特許文献１や非特許文献１のような技術が知られている。

図３０に非特許文献１に記載の光通信装置を示す。図３０（ａ）〜（ｃ）において、１０１は４チャネルのVCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser；縦型空洞表面放出レーザ)、１０２は４チャネルのフォトダイオード、１０３は電磁遮蔽用金属枠、１０４はＰＭＬ（Planar Micro-lens；平板マイクロレンズ）アレイ、１０５は光コネクタ、１０６はレンズホルダ、１０７は透明樹脂基板、１０８は同軸ビアである。

この光通信装置ではVCSEL１０１やフォトダイオード１０２を搭載した透明樹脂基板に光の方向を９０度変換する光コネクタ１０５を接続し、基板面に対して垂直に入射したり、出射したりする光を、基板面に水平な方向に方向変換し、基板面に水平に配置した光ファイバに接続している。光コネクタ１０５としては、たとえば図３１に示すような特許文献２に記載のコネクタがあり、２０１は光反射面、２０２は光コネクタ、２０３は光ファイバ、２０４は光トランシーバ、２０５は回路基板を示す。光コネクタ２０２は内部に反射面２０１を有し、反射面２０１は光ファイバ２０３からの光を反射して光トランシーバ２０４に入射し、光トランシーバ２０４からの光を反射して光ファイバ２０３に入射する役割を担う。

光ファイバとしては、アレイ状の光ファイバを用い、アレイ状の面発光素子やアレイ状の面受光素子との光結合を一括して行い、多チャンネルの信号伝送を実現している。

一方、特許文献３に開示されている例では、図３２及び図３３に示すように、上容器、中容器、下容器の三階建て構成をなし、上容器にλ２光を受光するフォトダイオード３０６、増幅器３０７、コンデンサ等の電気素子３０８を設け、中容器にλ１光を発信する半導体ダイオード（ＬＤ）３１５、λ２を選択反射するＷＤＭ１、λ３を選択反射するＷＤＭ２、光ファイバにつながる光導波路を設け、下容器にλ３光を受信するフォトダイオード３０３、増幅器３０４、コンデンサ等の電気素子３０５を設けている。３０１は中容器リードピン、３１０は樹脂、３０９は光コネクタ、３１１，３１３は上容器リードピン、３１２，３１４は下容器リードピン、３０２はガイドピンである。

また、特許文献４には、受光素子と発光素子とを導電性反射部材を間に設けて対向配置し、光ファイバからの光を導電性反射部材の一方の面により反射して受光素子に入射し、発光素子からの光を直接光ファイバに導く構成の記載がある。逆に、光ファイバからの光を直接受光素子に入射し、発光素子からの光を導電性反射部材の他方の面により反射して光ファイバに導く構成の記載もある。
特開2003-207694号公報 特開2004-348123号公報 特開2004-20973号公報 特開2004-102012号公報 日経エレクトロニクス2005年6月6日号No.901P.66

しかし、特許文献１や非特許文献１に示す光通信装置では、一基板面内に面発光素子と面受光素子とを配置する領域を必要とし、小型化が困難であるという課題があった。

また特許文献３に記載される光通信装置では、波長選択フィルタを用いて信号を選択して取り出すため、取り出したい数の光方向変換部材を多数必要としたり、異なる軸上に光が取り出されるため、送信器と受信器の光軸調整が個々に必要であり、コストの増加につながっていた。

また、特許文献３、４に記載される光通信装置で用いられているファイバは、ある１方向からのみ入出力されるため、送受信モジュールの高集積化を進めていったときに、取り出せるファイバ数が限られ制約となる場合があった。

特に波長多重や双方向性を必要としない１芯１方向による送信器や受信器の場合には、１つのモジュールに、より多くのファイバを接合する必要があるため、ファイバを多チャネル実装でき、且つ光方向変換部材の数を少なくする低コスト化の需要が高まっていた。

本発明の目的は、実装面積を減少させ、光方向変換部材の数を少なくすることができる光通信装置、光コネクタ、光送受信器、光送信器及び光受信器を提供することにある。

本発明の光通信装置は、発光素子又は受光素子からなる第１の光素子を有する第１の光通信モジュールと、発光素子又は受光素子からなる第２の光素子を有する第２の光通信モジュールと、前記第１の光通信モジュールと前記第２の光通信モジュールとの間に配置された光コネクタと、を設け、これらを積層構造とすることで、実装面積を低減している。

上記光コネクタは、両面が反射面となる反射ミラーと、該反射ミラーの一方の反射面側に、該一方の反射面に又は該一方の反射面から光入力可能に配された第１の光ファイバと、該反射ミラーの他方の反射面側に、該反射ミラーの他方の反射面に又は該他方の反射面から光入力可能に配された第２の光ファイバとを備え、両面の前記反射面は前記第１及び第２の光ファイバとの間で出入力される光の光軸に対して傾いて配置されるようにする。そして、前記第１の光素子は、前記一方の反射面に対して放出した光が前記一方の反射面で反射して第１の光ファイバに入射するように、又は前記第１の光ファイバからの光が前記一方の反射面で反射して入射するように、前記反射ミラーに対して配される。また、前記第２の光素子は、前記他方の反射面に対して放出した光が前記他方の反射面で反射して第２の光ファイバに入射するように、又は前記第２の光ファイバからの光が前記他方の反射面で反射して入射するように、前記反射ミラーに対して配されている。このような構成により、第１の光素子、反射ミラーの一方の面、第１の光ファイバを経由する第１の光経路が構成されるとともに、第２の光素子、反射ミラーの他方の面、第２の光ファイバを経由する第２の光経路が構成される。

本発明の光通信装置において、上記第１及び第２の光素子のうちの一方を発光素子、他方を受光素子とすれば光送受信器を構成し、上記第１及び第２の光素子をともに発光素子とすれば光送信器を構成し、上記第１及び第２の光素子をともに受光素子とすれば光受信器を構成する。

本発明の光コネクタは、表面と裏面の両面が反射面となる反射ミラーと、該反射ミラーの一方の反射面側に、該一方の反射面に光出力又は該一方の反射面から光入力可能に配された第１の光ファイバと、該反射ミラーの他方の反射面側に、該反射ミラーの他方の反射面に光出力又は該他方の反射面から光入力可能に配された第２の光ファイバとを備えている。そして、保持部材により、前記第１及び第２の光ファイバとの間で出入力される光の光軸に対して、両面の前記反射面が傾いて配置されるように、前記反射ミラー、前記第１及び第２の光ファイバを保持している。このような構成により、反射ミラーの一方の面、第１の光ファイバを経由する第１の光経路が構成されるとともに、反射ミラーの他方の面、第２の光ファイバを経由する第２の光経路が構成される。

本発明によれば、実装面積を減少させ、光方向変換部材の数を少なくすることができる光通信装置、光コネクタ、光送受信器、光送信器及び光受信器を提供することができる。また異なる複数の光経路を有する光通信装置、光コネクタ、光送受信器、光送信器及び光受信器を提供ことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明に係わる第１の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す断面図である。図１に示す光送受信器は光送信モジュール、光コネクタ、光受信モジュールからなる。

光送信モジュール１は、透明樹脂基板１５−１と、透明樹脂基板１５−１上に搭載された、VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser；縦型空洞表面放出レーザ)からなる発光素子１２、送信ＬＳＩ１３、その他のコンデンサ等の電気素子１０−１と、発光素子１２、送信ＬＳＩ１３、電気素子１０−１を覆う電磁遮蔽金属枠１４−１とを備えている。

また、光受信モジュール３は、透明樹脂基板１５−２と、透明樹脂基板１５−２上に搭載された、フォトダイオードからなる受光素子１７、受信ＬＳＩ１８、その他のコンデンサ等の電気素子１０−２と、受光素子１７、受信ＬＳＩ１８、電気素子１０−２を覆う電磁遮蔽金属枠１４−２とを備えている。光受信モジュール３は不図示の回路基板と同軸ビア１６を介して電気的接続がなされる。同軸ビア１６はスペーサ３７に設けられている。

光送信モジュール１と光受信モジュール３との間には光コネクタ２が配され、光受信モジュール３と光コネクタ２と光送信モジュール１とは積層構造をとる。光コネクタ２は、反射ミラー１１ａを有する光学素子１１と、光学素子１１と光結合される光ファイバ１９−１，１９−２と、光学素子１１，光ファイバ１９−１，１９−２を支持するコネクタホルダ２０とを備えている。

なお、透明樹脂基板１５−１，１５−２はここでは、全体が透明な樹脂基板を用いているが、発光素子、受光素子から光が出入力されるに十分な領域のみが透明であればよく、その他の部分が不透明であってもよい。

図２を用いて上記光送受信器の動作について説明する。ここでは、光通信装置が１つの発光素子、１つの受光素子、発光素子，受光素子と一対の光ファイバとを光学的に接続させる光学素子を備える場合について説明する。

図２に示すように、発光素子１２から放射された光（図２におけるＬ１入力）は透明樹脂基板１５−１を透過して、光学素子１１に入射し、反射ミラー１１ａの一方の反射面（表面）を反射して光ファイバ１９−１から光出力（図２におけるＬ１出力）される。

一方、光ファイバ１９−２により伝送される光（図２におけるＬ２入力）は光学素子１１に入射し、反射ミラー１１ａの他方の反射面（裏面）を反射し、透明樹脂基板１５−２を透過して受光素子１７に入射する（図２におけるＬ２出力）。

図２では光送受信器が１つの発光素子、１つの光学素子、１つの受光素子を有する場合について説明したが、図３に示すように、４つの発光素子がアレイ状に設けられたアレイ状発光素子１２（４チャネルＶＣＳＥＬ）、４つの受光素子がアレイ状に設けられたアレイ状受光素子１７（４チャネルＰＤ）、アレイ状発光素子１２，アレイ状受光素子１７と４つの一対の光ファイバ１９−１，１９−２とを光学的に接続させる光学素子１１を備える構成としてもよい。また、図４に示すように、１２個の発光素子がアレイ状に設けられたアレイ状発光素子１２（１２チャネルＶＣＳＥＬ）、１２個の受光素子がアレイ状に設けられたアレイ状受光素子１７（１２チャネルＰＤ）、アレイ状発光素子１２，アレイ状受光素子１７と１２個の一対の光ファイバ１９−１，１９−２とを光学的に接続させる光学素子１１を備える構成としてもよい。

図５は光コネクタの構成を示す図である。図５（ａ）は光コネクタ内に設けられた光学素子及び光ファイバの一部を示す図、図５（ｂ）は光コネクタの斜視図を示す図である。ここでは、図３に示した、４つの発光素子がアレイ状に設けられたアレイ状発光素子（４チャネルＶＣＳＥＬ）、４つの受光素子がアレイ状に設けられたアレイ状受光素子（４チャネルＰＤ）に対応する光コネクタについて説明する。

図５に示すように、４つの発光素子がアレイ状に設けられたアレイ状発光素子から放射された光（Ｌ１入力）は透明樹脂基板を透過して、光コネクタ２の一方の面の開口部から入射し、光学素子１１に入射する。入射した光は、光学素子１１の反射ミラー１１ａの一方の反射面（表面）を反射して４つの光ファイバ１９−１から光出力（Ｌ１出力）される。

一方、４つの光ファイバ１９−２により伝送される光（Ｌ２入力）はそれぞれ光コネクタ２内の光学素子１１に入射し、光学素子１１の反射ミラー１１ａの他方の反射面（裏面）を反射し、光コネクタ２の他方の面の開口部（不図示）から出射する（Ｌ２出力）。出射した光は、透明樹脂基板を透過して４つの受光素子がアレイ状に設けられたアレイ状受光素子１７に入射する。

次に、光学素子１１及び光コネクタ２の構成及びその作製方法について、さらに説明する。

図６（ａ）に示すように、光学素子１１は、側面に金属蒸着により反射ミラー１１ａとなる金属膜３０ｃを設けた、三角柱状のプリズム３０ａと、三角柱状のプリズム３０ｂとを、金属膜３０ｃが内側に配されるように貼り合わせて構成され、四角柱状となる。光学素子１１は図６（ａ）に示すような、四角柱状に限られず、図６（ｂ）に示すように、八角柱状としてもよい。また、本実施形態で用いられる光学素子は四角柱状、八角柱状に限られず、光ファイバに接する面と、反射ミラーを反射した光が受光素子に出射又は発光素子からの光が反射ミラーに入射されるような面とが形成されるような柱状体であればよい。

図１に示したコネクタホルダ２０は、図６（ｆ）に示すように、下部ホルダ部３２と上部ホルダ部３３とから構成される。下部ホルダ部３２と上部ホルダ部３３は樹脂成形、機械加工、又は微細加工（リソグラフィとエッチング）により製造することができる。

図６（ａ）に示した光学素子１１は、図６（ｃ）、（ｄ）に示されるように下部ホルダ部３２の、光学素子１１に合わせて形成された溝に載置される。下部ホルダ３２は基台部とＶ溝ガイド部３２ａからなる。基台部上の光学素子１１を載置する位置には、Ｖ溝ガイド部３２ａがなく、光学素子載置用の溝が構成される。図６（ｄ）に示されるように、Ｖ溝部分には光ファイバ１９−１、１９−２が挿入され、光学素子１１に接するように固定される。図６（ｅ）に示すように、光学素子１１のプリズム３０ａ、３０ｂに光ファイバをガイドするための凹部１１ｂ，１１ｃを設ければ、図６（ｄ）に示すようなＶ溝を設けなくてもよい。また、光ファイバをガイドするための凹部１１ｂ，１１ｃを設けるとともに、Ｖ溝を設けてもよい。光ファイバを挿入する溝は、光ファイバが挿入可能な形状であればよく、Ｖ溝でなくＵ溝であってもよい。

下部ホルダ部３２に光学素子１１が載置された後に、上部ホルダ部３３を載せる。図６（ｆ）に示すように、上部ホルダ部３３と下部ホルダ部３２とは透明な接着剤で固定される。

反射ミラー１１ａの傾きは、光ファイバ１９−１，１９−２に対してほぼ４５度となるように傾ければ、発光素子１２、受光素子１７をほぼ直線上に対向させて配置することができ、反射ミラーと発光素子１２、受光素子１７との間の位置アライメントが簡易化されることや光路長さを短くできることからより好ましい。しかし、必ずしも４５度に設定しなくてもよく、光コネクタの開口部の位置、透明樹脂基板上の発光素子や受光素子の配置を調整することで、４５度からずらしてもよい。

図７（ａ）、（ｂ）は本実施形態の光送受信器を実際に装置化した例を示す斜視図及び断面図である。

回路基板２１上に、光受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１がこの順番で積層される構造をとる。回路基板２１と光受信モジュール３の透明樹脂基板との電気的接続は同軸ビア１６−２によって行われる。また、回路基板２１と光送信モジュール１の透明樹脂基板との電気的接続は同軸ビア１６−１、１６−２を通して行われる。同軸ビア１６−１、１６−２はそれぞれスペーサに設けられている。

なお、以上説明した実施形態において、回路基板２１上に、光送信モジュール１、光コネクタ２、光受信モジュール３の順に積層されてもよい。

また、回路基板上に、光受信モジュール、光コネクタ、光受信モジュールの順に積層する構造であってもよい。この場合、光通信装置は光受信器を構成し、光ファイバ１９−１，１９−２から光信号が入射し、反射ミラーをそれぞれ反射して、各光受信モジュールに入射する。

また、光送信モジュール、光コネクタ、光送信モジュールの順に積層する構造であってもよい。この場合、光通信装置は光送信器を構成し、各光送信モジュールから放出された光は、反射ミラーをそれぞれ反射して、光ファイバ１９−１，１９−２に入射する。

本実施形態では、図８（ａ）に示すように、光送信モジュール１、光コネクタ２、光受信モジュール３の積層構造とすることにより、モジュールが立体化され、図８（ｂ）に示すように回路基板面に光送信モジュール１、光受信モジュール３を平行に配置し、光コネクタ２をその上に配置した場合に比べて、回路基板への実装面積を減少させることができる。

また、図８（ｂ）のように配置した場合、光送信モジュール１と光受信モジュール３との間で、電磁遮蔽金属枠上の基板を通して光送信モジュール１の発光素子から光受信モジュール３の受光素子へ、静電誘導や電磁誘導により雑音が混入する場合がある。しかし、本実施形態では、光コネクタを介して、発光素子と受光素子が対向するので送受信間隔を遠ざけることができ、電磁遮蔽効果を高めることができる。

本実施形態において、さらに電磁遮蔽効果を高めるには反射ミラーを金属膜で形成することが好ましく、発光素子と受光素子との間に金属膜が配置されることで電磁ノイズやクロストークを低減できる。また、コネクタホルダ２０を金属製とすることで電磁遮蔽効果を高めることができる。さらに、透明樹脂基板の代わりに図９に示すような基板を用いることができる。図９に示す基板は、光学素子１１とする開口部以外の領域は、透明基材３６の一部の透明層、ＧＮＤ層、信号線を構成する導電層３４からなる複数層で構成し、ＧＮＤ層により電磁遮蔽を行う。３５はソルダーレジストである。

また、図８（ｂ）の構成では光送信モジュール１と光受信モジュール３との間上に配置される光ファイバが無駄になるが、本実施形態に関わる図８（ａ）のような積層構成においては光ファイバを有効に利用することができる。

また本実施形態では光送信モジュールと光受信モジュールとが別に分離製造できるため、歩留まり向上を図ることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態よりも同軸ビアを増加させた例について説明する。図１０（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第２の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図及び断面図である。図１０においては、図７に示した回路基板２１は省略されている。図１０に示す、光受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１のそれぞれの構成は第１の実施形態のものと同じである。

図１０に示すように、回路基板２１（不図示）と光受信モジュール３の透明樹脂基板との電気的接続は同軸ビア１６−２、１６−３によって行われ、第１の実施形態と比べて、同軸ビアの数が増えている。また、回路基板２１と光送信モジュール１の透明樹脂基板との電気的接続は同軸ビア１６−１、１６−２を通して行われる。

（第３の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態の光送受信器を多段に積み上げた例について説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第３の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図及び断面図である。図１１においては、図７に示した回路基板２１は省略されている。図１１に示す、光受信モジュール３−１、光コネクタ２−１、光送信モジュール１−１、光送信モジュール１−２、光コネクタ２−２、光受信モジュール３−２のそれぞれの構成は第１の実施形態のものと同じである。光ファイバ１９−１、１９−２は光コネクタ２−１に設けられたものであり、光ファイバ１９−３、１９−４は光コネクタ２−２に設けられたものである。

本実施形態では、図１１に示すように、回路基板２１（不図示）上に光受信モジュール３−１、光コネクタ２−１、光送信モジュール１−１が積層され、さらに光送信モジュール１−２、光コネクタ２−２、光受信モジュール３−２が積層される構成を取っている。

回路基板２１（不図示）と光受信モジュール３−１の透明樹脂基板との電気的接続は同軸ビア１６−２、１６−３によって行われる。回路基板２１と光送信モジュール１−１の透明樹脂基板との電気的接続は同軸ビア１６−１、１６−２を通して行われる。回路基板２１と光送信モジュール１−２の透明樹脂基板との電気的接続は同軸ビア１６−４、１６−１、１６−２を通して行われる。回路基板２１（不図示）と光受信モジュール３−２の透明樹脂基板との電気的接続は同軸ビア１６−６、１６−５、１６−４、１６−１、１６−２によって行わる。同軸ビア１６−１〜１６−６はそれぞれスペーサに設けられている。

本実施形態では、回路基板２１に２つの光受信モジュール、２つの光コネクタ、２つの光送信モジュールを積層させることで、２つの光送受信器を構成することができる。

（第４の実施形態）
本実施形態は、光コネクタの挿入、抜き出しを横方向から可能とし、嵌合孔と嵌合ピンとにより位置アライメントを行った例について説明する。

図１２（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第４の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図及び断面図である。図１２においては、図７に示した回路基板２１は省略されている。

図１２に示す、光受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１のそれぞれの構成は第１の実施形態のものと同じである。図１２（ｂ）に示すように、光受信モジュール３と光送信モジュール１とは同軸ビアを介して対向配置され、側面側（横方向側）から光コネクタを挿入、抜き出し可能な構成となっている。

光受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１にはそれぞれ嵌合孔２３が設けられており、嵌合ピン２２を挿入することで、位置アライメントが行われる。位置アライメントにより、光コネクタ２の反射ミラーから光を光受信モジュール３の受光素子へ入射し、光送信モジュール１の発光素子から放射した光を反射ミラーに入射されるように位置合わせされる。

本実施形態では光受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１で故障が生じた場合に容易に交換が可能となる。

（第５の実施形態）
本実施形態は、光送受信器を多段に積み上げた構成において、光コネクタの挿入、抜き出しを横方向から可能とし、嵌合孔と嵌合ピンとにより位置アライメントを行った例について説明する。

図１３（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第５の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図及び断面図である。図１３においては、図７に示した回路基板２１は省略されている。

図１３に示す積層構成は、図１１に示した第３の実施形態の積層構成と同じである。図１３（ｂ）に示すように、光受信モジュール３−１、光送信モジュール１−１、光送信モジュール１−２、光受信モジュール３−２、とは同軸ビアを介して対向配置され、側面側（横方向側）から光コネクタ２−１、２−２を挿入、抜き出し可能な構成となっている。

光受信モジュール３−１、光コネクタ２−１、光送信モジュール１−１、光送信モジュール１−２、光コネクタ２−２、光受信モジュール３−２にはそれぞれ嵌合孔２３が設けており、嵌合ピン２２を挿入することで、位置アライメントが行われる。位置アライメントにより、光コネクタ２−１、２−２の反射ミラーから光を光受信モジュール３−１、３−２の受光素子へ入射し、光送信モジュール１−１、１−２の発光素子から放射した光を反射ミラーに入射されるように位置合わせされる。

（第６の実施形態）
本実施形態は、光コネクタの挿入、抜き出しを横方向から可能とし、嵌合孔と嵌合ピンとにより位置アライメントを行い、さらに、光送受信器を回路基板に対して縦（回路基板に対して垂直）に配置した例について説明する。

図１４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係わる第６の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図、断面図及び回路基板との接続を説明するための斜視図である。

図１４に示す、光送受信器の受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１のそれぞれの構成は第４の実施形態のものと同じである。図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、光受信モジュール３と光送信モジュール１とは同軸ビアを有するスペーサを介して対向配置され、側面側（横方向側）から光コネクタを挿入、抜き出し可能な構成となっている。

光受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１にはそれぞれ嵌合孔２３が設けており、不図示の嵌合ピン２２を挿入することで、位置アライメントが行われる。位置アライメントにより、光コネクタ２の反射ミラーから光を光受信モジュール３の受光素子へ入射し、光送信モジュール１の発光素子から放射した光を反射ミラーに入射されるように位置合わせされる。

図１４（ａ）に示すように、光送信モジュール１及び光受信モジュール３の側面にはフレキシブル基板２４−１，２４−２が延びて取り付けられており、図１４（ｃ）に示すように、フレキシブル基板２４−１，２４−２の側面の端子と回路基板２４上の端子とがハンダバンプで接続され、光送受信器が縦型に配置される。

このような実装により、光コネクタが着脱容易であるとともに、光送受信器を横に（回路基板に対して平行に）配置する場合と比べて回路基板の実装面積をより低下させることができる。

（第７の実施形態）
本実施形態は、光学素子の反射ミラーと発光素子との間、及び光学素子の反射ミラーと受光素子との間にレンズを設けた例について説明する。

図１５（ａ）〜（ｆ）は本発明に係わる第７の実施形態となる光通信装置である光送受信器の一部を示す斜視図、断面図及び光学素子の構成例を示す断面図である。

図１５（ｂ）に示すように、光学素子の反射ミラーと発光素子との間、及び光学素子の反射ミラーと受光素子との間にレンズ２５を設けて、発光素子から放射された光（Ｌ１入力）をレンズを通して反射ミラーに入光し、及び反射ミラーを反射した光（Ｌ２入力）をレンズを通して受光素子に入光するようにした。レンズ２５は必要に応じて、光学素子の反射ミラーと発光素子との間、光学素子の反射ミラーと受光素子との間のいずれか一方に設けてもよい。

図１５（ｃ）〜（ｆ）は光学素子の構成例を示す断面図である。なお、反射ミラーは省略されている。図１５（ｃ）はプリズムの面を加工して平凸レンズを構成した場合、図１５（ｄ）はプリズムに「コ」の字状に凹部を設け、この凹部に両凸レンズ３４を挿入した場合を示す。図１５（ｅ）は、プリズムよりも屈折率の大きい部材３５をプリズムの凹部に充填することでレンズ化した場合を示す。図１５（ｆ）はプリズムに「コ」の字状に凹部を設け、この凹部にボールレンズ３６を挿入した場合を示す。以上説明したレンズは凸状レンズをプリズムの両面に配置した例を示したが、適宜凹レンズ、凸レンズを組み合わせたレンズを両面に配置してもよい。また、ここでは、プリズムの上面（発光素子対向側の面）と下面（受光素子対向側の面）とで同じ形状のレンズを配置している。しかし、プリズムの上面と下面とで別な形状のレンズを配置してもよい。すなわち、発光素子から照射される光の波長や、レンズと発光素子との間の距離によって、受光素子に入射される光の波長や、レンズと受光素子との間の距離によって、配置されるレンズの形状を適宜設定することができる。

レンズは光学素子側に設けなくてもよく、図１６に示すように、光送信モジュール１側、光受信モジュール３側にレンズ２５を設けることができる。この場合も、レンズ２５は必要に応じて、光学素子の反射ミラーと発光素子との間、光学素子の反射ミラーと受光素子との間のいずれか一方に設けてもよい。

このように、光学素子の受光素子端、発光素子端にそれぞれレンズを配置し、光をコリメートあるいは集光することで、光路長が長くなっても受光素子の受光面、反射ミラーの反射面へ光をガイドでき、結合損失を低下することができる。

（第８の実施形態）
本実施形態は、第７の実施形態のように、光学素子の反射ミラーと発光素子との間、及び光学素子の反射ミラーと受光素子との間にレンズ２５を設けるとともに、反射ミラーと光ファイバとの間にもレンズを設けた例について説明する。

図１７（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第８の実施形態となる光通信装置である光送受信器の一部を示す斜視図、断面図である。

図１７（ｂ）に示すように、第７の実施形態と同様に、光学素子の反射ミラーと発光素子との間、及び光学素子の反射ミラーと受光素子との間にレンズ２５を設けて、発光素子から放射された光（Ｌ１入力）をレンズを通して反射ミラーに入光し、及び反射ミラーを反射した光（Ｌ２入力）をレンズを通して受光素子に入光するようにした。レンズは光学素子側でなく、図１６に示すように、光送信モジュール１側、光受信モジュール３側にレンズ２５を設けることができることは勿論である。さらに、本実施形態では、光学素子の二つの光ファイバ端にもレンズ２５を設けている。レンズ２５は必要に応じて、光学素子のファイバ端のいずれか一方に設けてもよい。また光学素子の反射ミラーと発光素子との間、及び光学素子の反射ミラーと受光素子との間にレンズ２５を設けず、光学素子の二つの光ファイバ端側の一方又は両方にレンズ２５を設けてもよい。

このように、光学素子の受光素子端、発光素子端、及び光ファイバ端にそれぞれレンズを配置することで、光路長が長くなっても受光素子の受光面、反射ミラーの反射面あるいは光ファイバのコアへ光をガイドでき、結合損失を低下することができる。

（第９の実施形態）
本実施形態は、透明樹脂基板にフレキシブル基板を用い、このフレキシブル基板上に光送信モジュールと光受信モジュールを設け、フレキシブル基板を曲げ、間に光コネクタを挟んで実装するようにした例について説明する。

図１８（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第９の実施形態となる光通信装置である光送受信器の一部を示す斜視図、断面図である。図１８は透明樹脂基板にフレキシブル基板を用い、このフレキシブル基板上に光送信モジュール１と光受信モジュール３を設けた構成を示している。光送信モジュール１と光受信モジュール３にはそれぞれ嵌合穴２３が設けられている。

図１９は実装方法を示す図である。図１９に示すように、光送信モジュール１と光受信モジュール３を設けた、透明樹脂基板となるフレキシブル基板１５を、フレキシブル基板の面が対向するように（発光素子、受光素子の非搭載面が対向するように）曲げ、間に嵌合穴２３が設けられた光コネクタ２を配置する。

光受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１にそれぞれ設けられた嵌合孔２３に、嵌合ピン２２を挿入することで、位置アライメントが行われる。位置アライメントにより、光コネクタ２の反射ミラーから光を光受信モジュール３の受光素子へ入射し、光送信モジュール１の発光素子から放射した光を反射ミラーに入射されるように位置合わせされる。

本実施形態では、１枚の透明樹脂基板上に予め、光送信モジュール１と光受信モジュール３とがレイアウトされるために、光送信モジュール１と光受信モジュール３との対向配置が容易で、位置合わせが容易化され、実装工程の簡易化、低コスト化が可能となる。

（第１０の実施形態）
本実施形態は、透明樹脂基板にフレキシブル基板を用い、このフレキシブル基板を直接回路基板に接合させた例について説明する。

図２０（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第１０の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す断面図である。図２０（ａ）は光送受信器を回路基板上に横に（回路基板に対して平行に）配置した場合を示し、図２０（ｂ）は光送受信器を回路基板上に縦に（回路基板に対して垂直に）配置した場合を示す。

図２０（ａ）に示すように、本実施形態では透明樹脂基板であるフレキシブル基板を直接に回路基板に接続しており、同軸ビア構造を無くすことができる。図２０（ｂ）に示した縦型の実装構造では実装面積を更に小さくすることができる。

図２０（ｂ）では回路基板２１に支持基板２１ａを垂直に接合し、この支持基板２１ａに光送受信器を取り付けることで、機械的強度を向上させている。

（第１１の実施形態）
本実施形態は、第９の実施形態の構成において、さらに光送信モジュールと光受信モジュールとの間を保持する保持部材を設けて、光コネクタの把持力を高めた例について説明する。

図２１（ａ）〜（ｃ）は本発明に係わる第１１の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図、断面図である。

図２１（ｂ）、（ｃ）に示すように、本実施形態では、光受信モジュール３の側面に溝を設け、この溝に嵌合するツメを端部に持つ保持部材２６を、光送信モジュール１の側面に取り付ける。光受信モジュール３、光コネクタ２、光送信モジュール１にそれぞれ設けられた嵌合孔２３に、嵌合ピン２２を挿入する前、又は後に、保持部材２６のツメを溝にはめ込む。こうすることで、光コネクタの把持力を高めることができる。

なお、本実施形態は必ずしも第９の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態にも用いることができる。

（第１２の実施形態）
本実施形態は、ヒートシンクを設けて光送受信器の放熱性を高めた例について説明する。
図２２〜図２４は本発明に係わる第１２の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す断面図である。

図２２に示す構成は、光送信モジュール１の電磁遮蔽金属枠１４上にヒートシンク２９を設けたものである。ヒートシンク２９を設けることで、主として光送信モジュール１の発光素子や送信ＬＳＩから放出される熱はヒートシンク２９を介して放出することができる。また光受信モジュール３の受光素子や受信ＬＳＩから放出される熱は、主として回路基板２１から放出することができる。発光素子や送信ＬＳＩと電磁遮蔽金属枠との間、及び受光素子や受信ＬＳＩと電磁遮蔽金属枠との間には、熱伝導効率を高めるために放熱用グリス等の放熱材料２７が設けられる。

図２３に示す構成は、光送信モジュール１の電磁遮蔽金属枠とヒートシンクとを一体化させて、ヒートシンク付き電磁遮蔽金属枠２８としたものである。

図２４（ａ）は、ヒートシンク２９を光送信モジュール１の上面に設けず、側面側に設けたものである。また、光コネクタ２の側面にもヒートシンク２９を設けて熱放出効率を高めている。このように、側面側にヒートシンク２９を設ければ、図２４（ｂ）に示すように、光送受信器を多段に積み上げた構成においても、側面から熱を放出させることができる。なお、図２４（ｂ）においては放熱材料２７が省略されている。

本実施形態によれば、放熱性が高まり、モジュールの信頼性や、発光素子，受光素子の寿命を向上させることができる。

（第１３の実施形態）
本実施形態は、図６に示した光コネクタの光学素子の、反射ミラーとなる金属膜３０ｃの一部を削除して光透過領域を設け、発光素子からの光が受光素子に光学素子を介して直接入射できるようにして、光コネクタの着脱や有無を検出できるようにした例について説明する。

図２５（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第１３の実施形態となる光通信装置である光送受信器の光学素子を示す断面図及び斜視図である。また図２５（ｃ）は本発明に係わる第１３の実施形態となる光通信装置である光送受信器の動作を示す斜視図である。

図２５（ｂ）に示すように、本実施形態では光コネクタの光学素子の、反射ミラーとなる金属膜３０ｃの一部が削除されて透明な面３０ｄが露出している。

従って、図２５（ｃ）に示すように、光送信モジュール１の発光素子の端部の発光部から放出された光は、光学素子の透明な面３０ｄを通過して、光受信モジュール３の受光素子の端部の受光部に入射する。

光コネクタの装着時には、発光素子の端部の発光部からの光は光学素子の透明な面３０ｄを通過して、受光素子の端部の受光部のみに入射する。一方、光コネクタが装着途中や抜き出し途中であれば、発光素子の端部の発光部からの光は光ファイバや金属膜３０ｃに遮られて受光素子の端部の受光部に入射しないか、又は散乱されて入射光量が減少する。従って、受光素子の端部の受光部の信号をモニタすることで、光コネクタの着脱を検出することができる。

また、光コネクタが完全に引き抜かれた状態では、光コネクタの装着時と同様に、発光素子の端部の発光部からの光は受光素子の端部の受光部に入射するが、金属膜３０ｃが無くなるので、受光素子の他の受光部にも発光素子の端部の発光部からの光が入射するようになる。したがって、光コネクタの有無も検出することができる。

（第１４の実施形態）
本実施形態は、発光素子及び受光素子に冗長化チャネルを設けた例について説明する。

図２６は本発明に係わる第１４の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図である。図２６では、図中左側から奇数のチャネルが使用チャネル、偶数のチャネルが冗長化チャネルとしている。

図２６に示すように、使用チャネルにおいて、発光素子１２から放射された光（図２６において一点鎖線で示されるＬ１１入力）は透明樹脂基板１５−１を透過して、光学素子１１に入射し、反射ミラーの一方の反射面（表面）を反射して光ファイバ１９−１から光出力（図２６において一点鎖線で示されるＬ１１出力）される。一方、光ファイバ１９−２により伝送される光（図２６において点線で示されるＬ２１入力）は光学素子１１に入射し、反射ミラーの他方の反射面（裏面）を反射し、透明樹脂基板１５−２を透過して受光素子１７に入射する（図２６において点線で示されるＬ２１出力）。

ここで、使用チャネル、例えば、左から１番目のチャネルが故障した場合、隣接する左から２番目の冗長化チャネルを用いて光送受信を行う。

すなわち、図２６において、発光素子１２から放射された光（図２６において一点鎖線で示されるＬ１２入力）は透明樹脂基板１５−１を透過して、光学素子１１に入射し、反射ミラーの一方の反射面（表面）を反射して光ファイバ１９−１から光出力（図２６において一点鎖線で示されるＬ１２出力）される。一方、光ファイバ１９−２により伝送される光（図２６において点線で示されるＬ２２入力）は光学素子１１に入射し、反射ミラーの他方の反射面（裏面）を反射し、透明樹脂基板１５−２を透過して受光素子１７に入射する（図２６において点線で示されるＬ２２出力）。

このように、本実施形態では、発光素子と受光素子を複数チャネルとした場合、一部のチャネルが故障しても冗長チャネルに切り替えることで、光送受信が可能となり、より信頼性を高めることができる。また、冗長チャネルを設けることで、使用チャネル間のピッチが倍になって、光のクロストークを低減することや、将来的な伝送容量増加時の拡張チャネルとしても用いることが可能となる。

（第１５の実施形態）
以上説明した各実施形態は、透明樹脂基板を介して光を透過させていたが、本実施形態では、基板を介さずに直接、発光素子からの光を反射ミラーに照射、反射ミラーからの光を受光素子に入射した例について説明する。

図２７は本発明に係わる第１５の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す断面図である。図２７に示すように、基板１５−１に発光素子１２、送信ＬＳＩ１３を設け、発光素子１２上が開口された電磁遮蔽金属枠１４−１を光コネクタ２の一方の面上に設ける。また、基板１５−２に受光素子１７、受信ＬＳＩ１８を設け、受光素子１７上が開口された電磁遮蔽金属枠１４−２を光コネクタ２の他方の面上に設ける。

このように構成することで、発光素子１２から放出された光は電磁遮蔽金属枠１４−１の開口部を通って直接反射ミラーに照射され、一方、光ファイバ１９−２からの光は反射ミラーを反射して、電磁遮蔽金属枠１４−２の開口部を通って直接受光素子に入射することになる。光路長が長い場合には適宜、図１５に示したようなレンズを設けても良い。

（第１６の実施形態）
以上説明した各実施形態では、光学素子の反射ミラーが平面状である場合を取り上げた。この場合、例えば図５に示すように、複数の発光素子から放出された光（Ｌ１入力）は反射ミラーで同方向に反射して複数の光ファイバ１９−１に入光され、複数の光ファイバ１９−２からの光（Ｌ２入力）は同方向に反射ミラーで反射して複数の受光素子に入光される。

本実施形態では、複数の発光素子から放出された光を異なる２方向に反射するとともに、複数の光ファイバからの光を異なる２方向に反射する例について説明する。

図２８（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる第１６の実施形態となる光通信装置である光送受信器の光学素子を示す斜視図である。図２８（ａ）は光学素子１１の反射ミラーを２分割して互いに９０度ずれるように配置した例を示し、図２８（ｂ）は光学素子１１の反射ミラーを３分割して隣接する反射ミラーが互いに９０度ずれるように配置した例を示す。分割の数は４分割以上であってもよく、分割の位置も必要に応じて任意に設定することができる。

図２８（ａ）に示す構成では、光学素子の反射ミラー１１ａ、反射ミラー１１ｂは互いに９０度ずれるように配置されている。このような光学素子の形態で、１２チャネル送信、１２チャネル受信器の場合には、複数の光ファイバ１９−１１、複数の光ファイバ１９−２２の方向に、送信６チャンネル、受信６チャンネルを構成し、複数の光ファイバ１９−１２、複数の光ファイバ１９−２１の方向に送信６チャンネル、受信６チャンネルを構成することが可能になる。

つまり、１２個の発光素子がアレイ状に設けられたアレイ状発光素子（１２チャネルＶＣＳＥＬ）からの光は、反射ミラー１１ａ、１１ｂを反射して６つの光ファイバ１９−１１、６つの光ファイバ１９−１２に入光する。そして、６つの光ファイバ１９−２１、６つの光ファイバ１９−２２からの光は、反射ミラー１１ａ、１１ｂを反射して、１２個の受光素子がアレイ状に設けられたアレイ状受光素子（１２チャネルＰＤ）に入光する。

これにより、アレイファイバの光入出力構成は、送信専用、受信専用、任意のチャネル数の組み合わせとなる送受信混合といった、複数の用途に応じた使いわけができる。

図２８（ａ）に示す構成を用いた応用例として、相手側（光通信モジュールが通信する相手）のモジュール（チャネル）に応じた光ファイバの引き回しが光コネクタの選定により容易に変更できることで、光の経路変換を簡便にし、光ファイバ敷設の柔軟性を向上させることができることである。たとえば、相手側の光通信モジュールが送信モジュールや受信モジュール単体の場合には、図４の光学素子１１を用いるが、相手側の光通信モジュールが非特許文献１のような送受信モジュールの場合には、図２８（ａ）のような光学素子を用いて、光ファイバを選択して行き先を分配することも可能である。

このように、入出力方向を変換する機能を光コネクタへ付加することでバックプレーンへの負荷を軽減することができる。

図２８（ｂ）に示す構成では、光学素子の反射ミラー１１ａの両端に配置された反射ミラー１１ｂは、反射ミラー１１ａに対して９０度ずれるように配置されている。８個の発光素子がアレイ状に設けられたアレイ状発光素子（８チャネルＶＣＳＥＬ）からの光は、反射ミラー１１ａとその両端に設けられた反射ミラー１１ｂを反射して、６つの光ファイバ１９−１１、二つの光ファイバ１９−１２に入光する。そして、６つの光ファイバ１９−２１、２つの光ファイバ１９−２２からの光は、反射ミラー１１ａ、２つの反射ミラー１１ｂを反射して、８個の受光素子がアレイ状に設けられたアレイ状受光素子（８チャネルＰＤ）に入光する。

図２８（ｂ）に示す構成を応用した使用方法として、２つの光ファイバ１９−１２の２チャネルを、発光素子が結合するように配置させ、光ファイバの着脱モニタとしたり、出力される両端の光パワーをモニタすることで、軸ズレを検知するといった光学的アライメントに用いるといった特殊な用途も可能となる。たとえば、光ファイバ敷設時のテスト用にここで述べている光コネクタで行い、テスト後に、図４の光学素子１１を配置するという使い方も可能となる。

（第１７の実施形態）
図２９は本発明に係わる第１７の実施形態となる光通信装置である光送受信器の光コネクタを示す斜視図である。

図２９に示すように、本実施形態では光コネクタ２と光ファイバとを、ＭＴ（Mechanically Transferable）コネクタ３１−１、３１−２を介して着脱可能としたものである。光コネクタ２の両端面には嵌合穴３３−１が設けられ、ＭＴコネクタ３１−１、３１−２の対向する端面には嵌合穴３３−２が設けられ、嵌合ピン３２−１、３２−２を嵌合穴３３−１、３３−２に挿入することで、光コネクタ２とＭＴコネクタ３１−１、３１−２とを光結合させる。本実施形態ではコネクタとして、ＭＴコネクタを用いているがこれに限定されず他のコネクタを用いることができる。必要に応じて、光コネクタ２の一方の端面側のみをＭＴコネクタを用いて光ファイバと光結合させてもよい。

なお、本実施形態の構成は、図７、図１０、図１１に示した他の実施形態に適用でき、光コネクタ２と光ファイバとを着脱可能とすることができる。

以上説明した第１から第１７の実施形態の構成は、適宜組み合わせて光通信装置を構成することができることは勿論である。また、第１３を除く第１から第１７の実施形態の構成は光送信モジュール、光コネクタ、光受信モジュールを積層させた光送受信器について説明したが、光受信モジュール、光コネクタ、光受信モジュールを積層させた光受信器、光送信モジュール、光コネクタ、光送信モジュールを積層させた光送信器についても同様な構成を採用することができる。

本発明は、ルータ、サーバ、ストレージ等の情報機器の装置間またはボード間またはバックプレーンにおける、発光素子を搭載した光送信器、受光素子を搭載した光受信器、発光素子と受光素子を搭載した光送受信器に用いることができる。

本発明に係わる第１の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す断面図である。 上記第１の実施形態に係わる光送受信器の動作を説明するための斜視図である。 発光素子がアレイ状に設けられた場合の構成を示す斜視図である。 発光素子がアレイ状に設けられた場合の他の構成を示す斜視図である。 （ａ）は光コネクタ内に設けられた光学素子及び光ファイバの一部を示す図、図５（ｂ）は光コネクタの斜視図を示す図である。 光学素子及び光コネクタの構成及びその作製方法を説明するための図である。 本実施形態の光送受信器を実際に装置化した例を示す斜視図及び断面図である。 本実施形態による効果を説明するための断面図である。 電磁遮蔽効果をさらに高めるための構成を示す断面図である。 本発明に係わる第２の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図及び断面図である。 本発明に係わる第３の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図及び断面図である。 本発明に係わる第４の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図及び断面図である。 本発明に係わる第５の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図及び断面図である。 本発明に係わる第６の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図、断面図及び回路基板との接続を説明するための斜視図である。 本発明に係わる第７の実施形態となる光通信装置である光送受信器の一部を示す斜視図、断面図及び光学素子の断面図である。 上記第７の実施形態に係わる光コネクタの光学素子の他の構成例を示す断面図である。 本発明に係わる第８の実施形態となる光通信装置である光送受信器の一部を示す斜視図、断面図である。 本発明に係わる第９の実施形態となる光通信装置である光送受信器の一部を示す斜視図、断面図である。 上記第９の実施形態に係わる光送受信器の実装方法を示す図である。 本発明に係わる第１０の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す断面図である。 本発明に係わる第１１の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図、断面図である。 本発明に係わる第１２の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す断面図である。 本発明に係わる第１２の実施形態となる光通信装置である光送受信器の変形例を示す断面図である。 本発明に係わる第１２の実施形態となる光通信装置である光送受信器の他の変形例を示す断面図である。 本発明に係わる第１３の実施形態となる光通信装置である光送受信器の光学素子を示す断面図、斜視図及び光送受信器の斜視図である。 本発明に係わる第１４の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す斜視図である。 本発明に係わる第１５の実施形態となる光通信装置である光送受信器を示す断面図である。 本発明に係わる第１６の実施形態となる光通信装置である光送受信器の光学素子を示す斜視図である。 本発明に係わる第１７の実施形態となる光通信装置である光送受信器の光コネクタを示す斜視図である。 従来の送受信器の一例を示す断面図及び斜視図である。 従来の送受信器の一例を示す断面図である。 従来の送受信器の一例を示す断面図である。 従来の送受信器の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 光送信モジュール
２ 光コネクタ
３ 光受信モジュール
１０−１，１０−２ 電気素子
１１ 光学素子
１１ａ 反射ミラー
１２ 発光素子
１３ 送信ＬＳＩ
１４−１，１４−２ 電磁遮蔽金属枠
１５−１，１５−２ 透明樹脂基板
１６ 同軸ビア
１７ 受光素子
１８ 受信ＬＳＩ
１９−１，１９−２ 光ファイバ
２０ コネクタホルダ

Claims (21)

1. 発光素子又は受光素子からなる第１の光素子を有する第１の光通信モジュールと、
   発光素子又は受光素子からなる第２の光素子を有する第２の光通信モジュールと、
   前記第１の光通信モジュールと前記第２の光通信モジュールとの間に配置された光コネクタと、を備え、
   前記第１の光通信モジュール、前記光コネクタ、前記第２の光通信モジュールは積層構造をとり、
   前記光コネクタは、表面と裏面の両面が反射面となる反射ミラーと、該反射ミラーの一方の反射面側に、該一方の反射面に光出力又は該一方の反射面から光入力可能に配された第１の光ファイバと、該反射ミラーの他方の反射面側に、該反射ミラーの他方の反射面に光出力又は該他方の反射面から光入力可能に配された第２の光ファイバとを有し、
   両面の前記反射面は前記第１及び第２の光ファイバとの間で出入力される光の光軸に対して傾いて配置されており、
   前記第１の光素子は、前記一方の反射面に対して前記第１の光素子から放出された光が前記一方の反射面で反射して第１の光ファイバに入力されるように、又は前記第１の光ファイバからの光が前記一方の反射面で反射して前記第１の光素子に入射するように、前記反射ミラーに対して配され、
   前記第２の光素子は、前記他方の反射面に対して前記第２の光素子から放出された光が前記他方の反射面で反射して第２の光ファイバに入力されるように、又は前記第２の光ファイバからの光が前記他方の反射面で反射して前記第２の光素子に入射するように、前記反射ミラーに対して配されていることを特徴とする光通信装置。
2. 請求項１に記載の光通信装置において、前記第１の光素子と前記第２の光素子とはそれぞれ一次元状に複数配列されており、複数の前記第１及び第２の光素子に対応して前記第１及び第２の光ファイバがそれぞれ複数設けられており、
   前記反射ミラーは、複数の前記第１及び第２の光素子、並びに複数の前記第１及び第２の光ファイバに対して共用されて、１つ設けられていることを特徴とする光通信装置。
3. 請求項１に記載の光通信装置において、前記第１の光素子と前記第２の光素子とはそれぞれ一次元状に複数配列されており、複数の前記第１及び第２の光素子に対応して前記第１及び第２の光ファイバがそれぞれ複数設けられており、
   前記反射ミラーは複数に分割され、隣接する分割された反射ミラーは互いに一定角度傾くように配置され、分割された反射ミラーの前記一方又は他方の反射面に入射する光は、隣接する分割された反射ミラー間で反対方向に反射されるように、前記一定角度を設定したことを特徴とする光通信装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の光通信装置において、前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバの少なくとも一方は、コネクタを介して装着されていることを特徴とする光通信装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の光通信装置において、前記第１の光通信モジュールは、前記反射ミラーの一方の反射面に対して光入出力可能に、少なくとも一部が透明な第１の基板上に前記第１の光素子を搭載し、第１の光素子搭載面と反対側の基板面が前記光コネクタの一方の面に配置され、
   前記第２の光通信モジュールは、前記反射ミラーの他方の反射面に対して光入出力可能に、少なくとも一部が透明な第２の基板上に前記第２の光素子を搭載し、第２の光素子搭載面と反対側の面が前記光コネクタの他方の面に配置されていることを特徴とする光通信装置。
6. 請求項５に記載の光通信装置において、前記第１の光通信モジュール、前記光コネクタ、前記第２の光通信モジュールからなる積層体は、回路基板上に配置され、
   前記第１の基板と前記回路基板との間には同軸ビアを有する第１のスペーサが設けられ、
   前記第２の基板と前記第１の基板との間には同軸ビアを有する第２のスペーサが設けられ、
   前記第１の基板と前記回路基板との間の電気的接続は前記第１のスペーサによって行われ、前記第２の基板と前記回路基板との間の電気的接続は前記第１及び第２のスペーサによって行われることを特徴とする光通信装置。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の光通信装置において、前記第１の光通信モジュール、前記光コネクタ、前記第２の光通信モジュールからなる積層体は多段に積まれていることを特徴とする光通信装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の光通信装置において、前記第１の光通信モジュール、前記光コネクタ、及び前記第２の光通信モジュールは、積層されたときに嵌合ピンが貫通可能にそれぞれ嵌合穴が設けられていることを特徴とする光通信装置。
9. 請求項５に記載の光通信装置において、前記第１及び第２の基板は前記第１及び第２の光通信モジュールの側面に延長して配され、この側面の前記第１及び第２の基板を回路基板と電気的に接続し、前記回路基板に取り付けることを特徴とする光通信装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の光通信装置において、前記反射ミラーは四角柱又は八角状の透明柱状体内に設けられていることを特徴とする光通信装置。
11. 請求項１０に記載の光通信装置において、前記透明柱状体の前記第１及び第２の光素子と対向する面の少なくとも一方がレンズ状となっていることを特徴とする光通信装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の光通信装置において、前記透明柱状体の前記第１及び第２の光ファイバと対向する面の少なくとも一方がレンズ状となっていることを特徴とする光通信装置。
13. 請求項５に記載の光通信装置において、前記第１及び第２の基板の少なくとも一つの基板に前記反射ミラーに対向するレンズを設けたことを特徴とする光通信装置。
14. 請求項１から４、７又は８に記載の光通信装置において、前記第１及び第２の光通信モジュールは、フレキシブル基板上に少なくとも前記第１及び第２の光素子を搭載することで構成され、
    該フレキシブル基板の前記第１及び第２の光素子の非搭載面側に前記光コネクタを挟むように、該フレキシブル基板を曲げることで、前記第１の光通信モジュールと前記光コネクタと前記第２の光通信モジュールの積層体が構成されることを特徴とする光通信装置。
15. 請求項５に記載の光通信装置において、前記第１及び第２の基板はそれぞれフレキシブル基板であって、該フレキシブル基板を回路基板に接合することで、電気的接続を行う光通信装置。
16. 請求項２に記載の光通信装置において、発光素子からなる一の前記第１の光素子と、これに対向する受光素子からなる一の前記第２の光素子との間に配置される前記反射ミラーが除かれており、前記一の第１の光素子からの光が前記一の第２の光素子へ入光することを特徴とする光通信装置。
17. 請求項２に記載の光通信装置において、一次元状にそれぞれ複数配された前記第１の光素子と前記第２の光素子とは、一つ置きに冗長化チャネルとされていることを特徴とする光通信装置。
18. 請求項１から１７のいずれか１項に記載の光通信装置は光送受信器であって、前記第１及び第２の光素子のうちの一方が発光素子、他方が受光素子である光送受信器。
19. 請求項１から１７のいずれか１項に記載の光通信装置は光送信器であって、前記第１及び第２の光素子は発光素子である光送信器。
20. 請求項１から１７のいずれか１項に記載の光通信装置は光受信器であって、前記第１及び第２の光素子は受光素子である光受信器。
21. 表面と裏面の両面が反射面となる反射ミラーと、該反射ミラーの一方の反射面側に、該一方の反射面に光出力又は該一方の反射面から光入力可能に配された第１の光ファイバと、該反射ミラーの他方の反射面側に、該反射ミラーの他方の反射面に光出力又は該他方の反射面から光入力可能に配された第２の光ファイバと、前記第１及び第２の光ファイバとの間で出入力される光の光軸に対して、両面の前記反射面が傾いて配置されるように、前記反射ミラー、前記第１及び第２の光ファイバを保持する保持部材とを備えた光コネクタ。

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