JP2010087498A - 双方向光送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】双方向光送受信装置を提供する。
【解決手段】光学系と光送信モジュールとが設けられる光学ベンチと、光受信モジュールとが設けられる熱的、電気的高抵抗の多層構造の基板に積層構造を適用して光送信モジュールを駆動する駆動回路部を内部に実装することによって、熱的、電気的または光学的クロストークの発生を防止し、送信信号の高速変調が可能となって、高速伝送が可能となり、小型化に有利である。
【選択図】図２

Description

本発明は、双方向光送受信装置に係り、特に、一つの光線路を用いて送信と受信とを可能にする双方向光送受信装置の熱的、電気的または光学的クロストークを防止する技術に関する。

ＧＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ ＰＯＮ）、ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＰＯＮ）及びＷＤＭＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ＰＯＮ）などの受動光ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）及びＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）などには、光送信モジュールと、光受信モジュールとが設けられる。一つの光線路を用いて送信と受信とを可能にするために、光送信モジュールと光受信モジュールとが一つにパッケージングされた形態の装置が双方向光送受信モジュールである。

図１は、従来のＴＯ−ｃａｎ形態の双方向光送受信モジュールの一例を示した図である。図示されたように、双方向光送受信モジュールの具現のために、光送信モジュール１０と光受信モジュール２０及び光線路３０とがＴ字形態に配列され、その中央に光学系４０がＯ字形態のハウジング５０内に設けられる。

前記光送信モジュール１０は、レーザダイオード１１とモニタリングフォトダイオード１２とを含み、前記光受信モジュール２０は、フォトダイオード２１とプリアンプ２２とを含み、前記光線路３０は、光繊維（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ）などの光信号を送受信する部分であり、前記光学系４０は、４５°の角度の光フィルター４１、第１レンズ４２、第２レンズ４３及び第３レンズ４４を含む。

前記光送信モジュール１０のレーザダイオード１１から送信されるビームは、光学系４０の第１レンズ４２を通じて平行光に変換されて光フィルター４１に入射され、光フィルター４１によって透過されて第２レンズ４３に出力される。前記第２レンズ４３は、前記光フィルター４１によって透過された平行光を集束して、前記光線路３０にビームを出力し、光線路３０を通じてビームが外部に送信されることによって、光信号が送信される。

一方、前記光線路３０を通じて受信されるビームは、前記第２レンズ４３によって平行光に変換されて光フィルター４１に入射され、光フィルター４１によって垂直方向に反射されて第３レンズ４４に出力される。前記第３レンズ４４は、前記光フィルター４１によって反射された平行光を集束して、前記光受信モジュール２０のフォトダイオード２１にビームを出力し、前記フォトダイオード２１によってビームが光電変換され、前記プリアンプ２２によって光電変換された信号が電圧増幅されて出力されることによって、光信号が受信される。

この際、光送信モジュール１０のモニタリングフォトダイオード１２が、前記レーザダイオード１１の光出力をリアルタイムモニタリングして外部の駆動回路部（図示せず）に光出力監視信号を出力し、外部の駆動回路部が、前記モニタリングフォトダイオード１２からの光出力監視信号によって、前記レーザダイオード１１の入力電流を制御して、前記レーザダイオード１１の光出力を一定に保持させる。

前記したＴＯ−ｃａｎ形態の双方向光送受信モジュールは、外部の光送信器の駆動回路部（図示せず）から直接変調方式によって変調された電流信号を印加されてオン／オフ（Ｏｎ／Ｏｆｆ）動作を行う。この際、前記駆動回路部の駆動電流は、光送信器の電子素子が実装されたＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）の伝送ラインとＴＯ−ｃａｎ形態の双方向光送受信モジュールのリード線とを通じてレーザダイオード１１に伝達されるので、電流移動経路の往復距離は半田付け（Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）作業空間を考慮する時、１０ｍｍ以上になりうる。

これにより、電流の漏れ及び周辺伝送ライン及び電子回路との電気的クロストークなどの問題点が発生し、何よりも１０Ｇｂｐｓ以上高速変調が難しい。したがって、高速伝送及び電気的漏れ及びクロストークを防止するためには、駆動回路部を双方向光送受信モジュールのレーザダイオード付近に実装しなければならない。

しかし、前記したＴＯ−ｃａｎ形態の双方向光送受信モジュールは、レーザダイオードが実装されるハウジング構造が内部から発生した熱を効果的に外部の熱吸収部（ＨｅａｔＳｉｎｋ）に伝達しにくい円筒形構造を有している。したがって、本発明者は、双方向光送受信モジュールの放熱特性を改善して、熱的または電気的クロストークを防止することができる積層構造の双方向光送受信モジュールに対する研究をした。

本発明は、前記課題を解決するために発明されたものであって、双方向光送受信モジュールの構造を改善して、熱的、電気的または光学的クロストークを防止することができる積層構造の双方向光送受信装置を提供することをその目的とする。

本発明の他の目的は、光送信モジュールを駆動する駆動回路部を内部に実装することによって、送信信号の高速変調が可能となって、高速伝送が可能な積層構造の双方向光送受信装置を提供することである。

本発明のまた他の目的は、光学系と光送信モジュールとが設けられる光学ベンチと、光受信モジュールと駆動回路部とが設けられる多層構造の基板を積層構造に具現することによって、パッケージングコストと作業時間とを縮めて量産が可能となり、小型化に有利な双方向光送受信装置を提供することである。

前記目的を果たすための本発明の一態様によれば、本発明の一実施形態による双方向光送受信装置は、光送信モジュールを駆動する駆動回路部を内蔵し、光学系と光送信モジュールとが設けられる光学ベンチと、光受信モジュールと駆動回路部とが設けられる多層構造の基板を積層構造に具現したことを特徴とする。

一方、本発明の付加的な態様によれば、本発明のまた他の実施形態による双方向光送受信装置は、多層構造の基板の下部に、前記光送信モジュールまたは駆動回路部によって発生する熱を吸収するための熱吸収部を備えたことを特徴とする。

一方、本発明の付加的な態様によれば、本発明のまた他の実施形態による双方向光送受信装置は、光送信モジュールと熱吸収部との間または駆動回路部と熱吸収部との間に光送信モジュールまたは駆動回路部から発生する熱を前記熱吸収部に伝達するための放熱ビアを備えたことを特徴とする。

一方、本発明の付加的な態様によれば、本発明のまた他の実施形態による双方向光送受信装置は、光受信モジュールと駆動回路部とのそれぞれが収納設置されて、光受信モジュールと駆動回路部との間を熱的に隔離するための多数の絶縁空間部が形成された多層構造の基板を備えることを特徴とする。

一方、本発明の付加的な態様によれば、本発明のまた他の実施形態による双方向光送受信装置は、光フィルターでエッジフィルターとバンドパスフィルターとを組み合わせて、光送信モジュール及び光受信モジュールの光学的クロストークを防止するようにしたことを特徴とする。

本発明は、光送信モジュールを駆動する駆動回路部を内蔵し、光学系と光送信モジュールとが設けられる光学ベンチと、光受信モジュールと駆動回路部とが設けられる多層構造の基板を積層構造に具現することによって、熱的、電気的または光学的クロストークを防止することができる有用な効果を有する。

また、本発明は、光送信モジュールを駆動する駆動回路部を内部に実装することによって、送信信号の高速変調が可能となって、高速伝送が可能な有用な効果を有する。

また、本発明は、光学系と光送信モジュールとが設けられる光学ベンチと、光受信モジュールと駆動回路部とが設けられる多層構造の基板を積層構造に具現することによって、パッケージングコストと作業時間とを縮めることができて、量産が可能となり、小型化に有利な効果がある。

従来のＴＯ−ｃａｎ形態の双方向光送受信モジュールの一例を示した図である。 本発明による双方向光送受信装置の一実施形態による断面図である。 本発明による双方向光送受信装置の積層構造を示した分解斜視図である。 本発明による双方向光送受信装置の光学系構成を示した分解斜視図である。

以下、添付図面を参照して記述される望ましい実施形態を通じて、本発明を当業者が容易に理解して再現できるように詳しく記述する。

図２は、本発明による双方向光送受信装置の一実施形態による断面図であり、図３は、本発明による双方向光送受信装置の積層構造を示した分解斜視図である。図示されたように、本発明の一実施形態によれば、双方向光送受信装置は、光学系１００と、光学ベンチ２００と、多層構造の基板３００とを含んでなる。

前記光学系１００は、光線路にビームを送信するか、同一な光線路からビームを受信する。前記光学ベンチ２００は、前記光学系１００を収納する収納部２１０が形成され、前記光学系１００に水平ビームを出力する光送信モジュール２２０が設けられる。

前記多層構造の基板３００は、前記光学系１００から垂直ビームを受信する光受信モジュール３１０と、前記光送信モジュール２２０を駆動する駆動回路部３２０とを相異なる層に設けるが、前記光学ベンチ２００が上部に離隔して設けられる。

前記光受信モジュール３１０と駆動回路部３２０とを相異なる層に設ける理由は、高速伝送を可能にするための駆動回路部３２０の場合、光送信モジュール２２０に近接設置せねばならず、光受信モジュール３１０の場合、光学系１００から集束されて、出力されるビームの焦点距離確保のために、ある程度の距離をおいて設けなければならないためである。

例えば、前記光送信モジュール２２０は、送信ビームを出力するレーザダイオード２２１と、前記レーザダイオード２２１の光出力をリアルタイムモニタリングして、前記駆動回路部３２０に光出力監視信号を出力するモニタリングフォトダイオード２２２とを含んでなりうる。

例えば、前記光受信モジュール３１０は、前記光学系１００から出力された垂直ビームを光電変換して出力するフォトダイオード３１１と、前記フォトダイオード３１１によって光電変換された信号を電圧増幅して出力するプリアンプ３１２とを含んでなりうる。

前記光送信モジュール２２０のレーザダイオード２２１から送信されるビームは、光学系１００によって透過されて光線路に出力され、光線路を通じてビームが外部に送信されることによって、光信号が送信される。

一方、前記光線路を通じて受信されるビームは、光学系１００によって反射されて、前記光受信モジュール３１０のフォトダイオード３１１に出力され、前記フォトダイオード３１１によってビームが光電変換され、前記プリアンプ３１２によって光電変換された信号が電圧増幅されて出力されることによって、光信号が受信される。

この際、光送信モジュール２２０のモニタリングフォトダイオード２２２が、前記レーザダイオード２２１の光出力をリアルタイムモニタリングして駆動回路部３２０に光出力監視信号を出力し、駆動回路部３２０が、前記モニタリングフォトダイオード２２２からの光出力監視信号によって、前記レーザダイオード２２１の入力電流を制御して、前記レーザダイオード２２１の光出力を一定に保持させる。

図示されたように、この実施形態による双方向光送受信装置は、光送信モジュール２２０を駆動する駆動回路部３２０が内部に実装されるが、光送信モジュール２２０と、駆動回路部３２０がそれぞれ積層構造の光学ベンチ２００と多層構造の基板３００とに設けられる。

したがって、この実施形態による双方向光送受信装置は、局部的な温度上昇が深刻な光送信モジュール２２０と、消費電力が大きい駆動回路部３２０が互いに離隔するように他の基板上に設けられることによって、光送信モジュール２２０と駆動回路部３２０との近接配置による熱的または電気的クロストークを防止することができる。

例えば、前記光学ベンチ２００として熱拡散能力に優れたシリコン材の光学ベンチを使い、前記多層構造の基板３００として高抵抗特性に優れた低温同時焼成セラミック材の基板が多数個積層されたものを使用すれば、熱拡散能力に優れたシリコン材の光学ベンチによって局部的な温度上昇が激しい光送信モジュール２２０の熱放散特性が向上し、熱的、電気的高抵抗特性に優れた低温同時焼成セラミック材の基板によって消費電力が大きい駆動回路部３２０による電気的クロストークがさらに効率的に防止される。熱的または電気的クロストークは、光送信モジュール２２０の光出力及び波長変化に影響を及ぼして、信号品質を低下させる要因となる。

一方、リード線による漏れ電流は、伝送線路上の充放電が遅延されて変調速度を減少させる要因となって、伝送速度を低下させる。しかし、この実施形態による双方向光送受信装置は、光送信モジュール２２０を駆動する駆動回路部３２０を内部に実装することによって、リード線の長さを最小化し、総伝送線路の長さが小さくなって、リード線による漏れ電流を小さくして送信信号の高速変調が可能となって、高速伝送が可能となる。

また、この実施形態による双方向光送受信装置は、光学系１００と光送信モジュール２２０とが設けられる光学ベンチ２００と、光受信モジュール３１０と駆動回路部３２０とが設けられる多層構造の基板３００を積層構造に具現することによって、非積層構造に比べて相対的にパッケージングコストと作業時間とを縮めることができて、量産が可能となり、積層構造による３次元パッケージが可能となって非積層構造、すなわち、平面配置構造に比べて集積度を高めることができて、小型化に有利である。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、双方向光送受信装置が、熱吸収部４００をさらに含む。前記熱吸収部４００は、前記多層構造の基板３００の下部に設けられて、前記光送信モジュール２２０または駆動回路部３２０によって発生する熱を吸収する。

すなわち、この実施形態は、双方向光送受信装置の内部に発生した熱を前記熱吸収部４００を通じて吸収して外部に消散させることによって、効率的な放熱を可能にして光出力及び波長安定化特性を低下させる熱的または電気的クロストークをさらに防止したものである。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、双方向光送受信装置が、第１放熱ビア５００をさらに含む。前記第１放熱ビア５００は、前記光送信モジュール２２０と熱吸収部４００との間に、前記光送信モジュール２２０から発生する熱を熱吸収部４００に伝達する。

すなわち、この実施形態は、前記光送信モジュール２２０と熱吸収部４００との間に第１放熱ビア５００を設けて、前記光送信モジュール２２０から発生する熱を前記第１放熱ビア５００を通じて熱吸収部４００に迅速に伝達して、前記熱吸収部４００を通じて熱を外部に消散させることによって、さらに効率的な放熱が可能であり、多層構造の基板３００を貫通して第１放熱ビア５００が設けられるので、熱伝逹特性に優れる。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、双方向光送受信装置が、第２放熱ビア６００をさらに含む。前記第２放熱ビア６００は、前記駆動回路部３２０と熱吸収部４００との間に、前記駆動回路部３２０から発生する熱を熱吸収部４００に伝達する。

すなわち、この実施形態は、前記駆動回路部３２０と熱吸収部４００との間に第２放熱ビア６００を設けて、前記駆動回路部３２０から発生する熱を熱吸収部４００に伝達して、前記熱吸収部４００を通じて熱を外部に消散させることによって、さらに効率的な放熱が可能であり、多層構造の基板３００を貫通して第２放熱ビア６００が設けられるので、熱伝逹特性に優れる。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、双方向光送受信装置が、信号伝送ビア７００をさらに含む。前記信号伝送ビア７００は、前記光送信モジュール２２０と駆動回路部３２０との間で信号伝送を行う。

すなわち、この実施形態は、光送信モジュール２２０と駆動回路部３２０との近接配置による熱的または電気的クロストークを防止するために、互いに離隔するようにそれぞれ光学ベンチ２００と多層構造の基板３００とに設けられた光送信モジュール２２０と駆動回路部３２０との間に、前記信号伝送ビア７００を設けて、これを通じて信号伝送を行うことによって、リード線の長さを最小化し、リード線による漏れ電流を小さくして送信信号の高速変調が可能となって、高速伝送が可能となり、多層構造の基板３００を貫通して信号伝送ビア７００が設けられるので、絶縁特性に優れる。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、双方向光送受信装置の多層構造の基板３００が、前記光受信モジュール３１０と駆動回路部３２０とのそれぞれが収納設置されて、前記光受信モジュール３１０と駆動回路部３２０との間を熱的に隔離するための多数の絶縁空間部３３０を備えるように具現することもできる。

すなわち、この実施形態は、多層構造の基板３００に互いに熱的に隔離される多数の絶縁空間部３３０を形成し、この隔離される各絶縁空間部３３０に光受信モジュール３１０と駆動回路部３２０とのそれぞれを収納設置することによって、駆動回路部３２０から発生する熱を効率的に遮断して、光送信モジュール２２０または光受信モジュール３１０への熱伝逹を最小化することによって、熱遮断効果をさらに増大させる。

また、多層構造の基板３００の熱的、電気的高抵抗特性で光受信モジュール３１０と、駆動回路部３２０及び光送信モジュール２２０が、前記絶縁空間部３３０によって電気的に隔離されて、駆動回路部３２０のオン／オフ信号に起因する光受信モジュール３１０のクロストークによるノイズを減らしうる。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、双方向光送受信装置が、前記多層構造の基板３００の層間に設けられて、前記光送信モジュール２２０または光受信モジュール３１０と駆動回路部３２０との間のインピーダンスマッチングまたはノイズフィルタリングを行う受動素子８００をさらに含むように具現することもできる。この際、前記受動素子８００は、多層構造の基板３００に形成された伝送ラインの厚さと面積、誘電率と、各層のパターンの広さと距離などを勘案して適切に選択されうる。

すなわち、この実施形態は、前記多層構造の基板３００の層間に、抵抗、蓄電器、インダクターなどの受動素子８００を内蔵してインピーダンスマッチングまたはノイズフィルタリングさせることで既存の非積層構造、すなわち、平面配置構造に比べて受動素子の占有面積を減らし、工程を単純化できる。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、双方向光送受信装置の光学系１００は、光フィルター１１０と、第１レンズ１２０と、第２レンズ１３０と、第３レンズ１４０とを含むように具現することができる。

前記光フィルター１１０は、送信される平行光は透過し、受信される平行光は垂直方向に反射させる。

前記第１レンズ１２０は、前記光送信モジュール２２０から出力された水平ビームを平行光に変換して光フィルター１１０に入射する。

前記第２レンズ１３０は、光線路から受信されたビームを平行光に変換して光フィルター１１０に入射し、前記光フィルター１１０によって透過された平行光を集束して、前記光線路にビームを出力する。

前記第３レンズ１４０は、前記光フィルター１１０によって反射された平行光を集束して、前記光受信モジュール３１０に垂直ビームを出力する。

前記光送信モジュール２２０のレーザダイオード２２１から送信されるビームは、光学系１００の第１レンズ１２０を通じて平行光に変換されて光フィルター１１０に入射され、光フィルター１１０によって透過されて第２レンズ１３０に出力される。前記第２レンズ１３０は、前記光フィルター１１０によって透過された平行光を集束して、前記光線路にビームを出力し、光線路を通じてビームが外部に送信されることによって、光信号が送信される。

一方、前記光線路を通じて受信されるビームは、前記第２レンズ１３０によって平行光に変換されて光フィルター１１０に入射され、光フィルター１１０によって垂直方向に反射されて第３レンズ１４０に出力される。前記第３レンズ１４０は、前記光フィルター１１０によって反射された平行光を集束して、前記光受信モジュール３１０のフォトダイオード３１１にビームを出力し、前記フォトダイオード３１１によってビームが光電変換され、前記プリアンプ３１２によって光電変換された信号が電圧増幅されて出力されることによって、光信号が受信される。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、前記光学系１００の光フィルター１１０が、図４に示したように、傾斜面が互いに対向するように設けられる第１プリズム１１１及び第２プリズム１１２と、エッジフィルター１１３と、バンドパスフィルター１１４とを含むように具現することもできる。図４は、本発明による双方向光送受信装置の光学系構成を示した分解斜視図である。

前記エッジフィルター１１３は、前記第２プリズム１１２と対向する第１プリズム１１１の傾斜面に形成されて、前記第１レンズ１２０から入射される平行光は透過し、前記第２レンズ１３０から入射される平行光は垂直方向に反射させて光路を変更する。

前記バンドパスフィルター１１４は、前記第３レンズ１４０に対向する第２プリズム１１２の対向面に形成されて、前記エッジフィルター１１３によって反射された垂直方向の平行光に対して特定波長領域の光のみ通過させてノイズを除去する。

すなわち、この実施形態は、光フィルター１１０の第２プリズム１１２と対向する第１プリズム１１１の傾斜面にエッジフィルター１１３を設けて、送信光と受信光との経路をエッジフィルター１１３によって変更させ、第３レンズ１４０に対向する第２プリズム１１２の対向面にバンドパスフィルター１１４を設けて、特定波長帯域の光のみ選択的に通過させてノイズを除去することによって、光送信モジュール２２０及び光受信モジュール３１０の光学的クロストークを防止したものである。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、前記光学系１００の光フィルター１１０が、無反射コーティング層１１５をさらに含みうる。前記無反射コーティング層１１５は、前記第１レンズ１２０に対向する第１プリズム１１１の対向面または前記第２レンズ１３０に対向する第２プリズム１１２の対向面に形成されて、光反射を最小化する。

すなわち、この実施形態は、前記第１レンズ１２０に対向する第１プリズム１１１の対向面または前記第２レンズ１３０に対向する第２プリズム１１２の対向面に無反射コーティング層１１５を形成して、送信光または受信光に対する反射を最小化して光学的クロストークを最小化したものである。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、前記光学ベンチ２００の収納部２１０が、前記光フィルター１１０を収納して固定する第１収納部２１１と、前記第１レンズ１２０を収納して固定する第２収納部２１２と、前記第２レンズ１３０を収納して固定する第３収納部２１３と、前記第３レンズ１４０が挿入される挿入窓２１４とを含むように具現することもできる。

すなわち、この実施形態は、光学系１００を成す光フィルター１１０と、第１レンズ１２０と、第２レンズ１３０と、第３レンズ１４０とを前記光学ベンチ２００の収納部２１０にそれぞれ形成される第１収納部２１１と、第２収納部２１２と、第３収納部２１３と、挿入窓２１４とを通じて機構的に流動されないように整列させることによって、光軸整列の精密度を高めるようにした実施形態である。

一方、本発明のまた他の実施形態によれば、双方向光送受信装置が、前記光学ベンチ２００と多層構造の基板３００との間に半田付けされて、前記光学ベンチ２００と多層構造の基板３００との間を離隔させる多数の半田ボール９００をさらに含むように具現することができる。

したがって、前記光学ベンチ２００と多層構造の基板３００との間に設けられる半田ボール９００によって光学ベンチ２００と多層構造の基板３００との間が熱的に離隔して熱的クロストークを防止する。この際、前記半田ボール９００によって光学ベンチ２００に設けられる光送信モジュール２２０と多層構造の基板３００に設けられる駆動回路部３２０とが電気的に連結されるので、前記半田ボール９００は、リード線の役割を果たす。

前述したように、本発明による双方向光送受信装置は、光学系１００と光送信モジュール２２０とが設けられる光学ベンチ２００と、光受信モジュール３１０と駆動回路部３２０とが設けられる多層構造の基板３００を積層構造に具現するが、光送信モジュール２２０を駆動する駆動回路部３２０が内部に実装されるように具現することによって、熱的、電気的または光学的クロストークを防止し、送信信号の高速変調が可能となって、高速伝送が可能となり、小型化に有利であるので、前記で提示した本発明の目的を果たすことができる。

一方、本発明による双方向光送受信装置は、ハウジング１０００によって機密性が保持されるようにパッケージングされる。説明していない図面符号２０００は、光繊維などの光線路であり、本発明の全般に記載の用語であるクロストーク（Ｃｒｏｓｓ Ｔａｌｋ）は、隣接した二つ以上の信号が互いに熱的、電気的または光学的に干渉を起こす現象を意味する。

本発明は、添付図面によって参照される望ましい実施形態を中心に記述されたが、このような記載から後述する特許請求の範囲によって包括される範囲内で、本発明の範疇を外れずに多様な変形が可能であるということは明白である。

本発明は、双方向光送受信の技術分野、双方向光送受信装置のクロストークを防止する技術分野及びこれらの応用技術分野から産業上で利用可能である。

１００：光学系 １１０：光フィルター
１１１：第１プリズム １１２：第２プリズム
１１３：エッジフィルター １１４：バンドパスフィルター
１１５：無反射コーティング層 １２０：第１レンズ
１３０：第２レンズ １４０：第３レンズ
２００：光学ベンチ ２１０：収納部
２１１：第１収納部 ２１２：第２収納部
２１３：第３収納部 ２１４：挿入窓
２２０：光送信モジュール ２２１：レーザダイオード
２２２：モニタリングフォトダイオード ３００：多層構造の基板
３１０：光受信モジュール ３１１：フォトダイオード
３１２：プリアンプ ３２０：駆動回路部
３３０：絶縁空間部 ４００：熱吸収部
５００：第１放熱ビア ６００：第２放熱ビア
７００：信号伝送ビア ８００：受動素子
９００：半田ボール １０００：ハウジング
２０００：光線路

Claims (10)

1. 光線路にビームを送信するか、同一な光線路からビームを受信する光学系と、
   前記光学系を収納する収納部が形成され、前記光学系に水平ビームを出力する光送信モジュールが設けられる光学ベンチと、
   前記光学系から垂直ビームを受信する光受信モジュールと、前記光送信モジュールを駆動する駆動回路部とを相異なる層に設けるが、前記光学ベンチが上部に離隔して設けられる多層構造の基板と、
   を含んでなることを特徴とする双方向光送受信装置。
2. 前記双方向光送受信装置は、
   前記多層構造の基板の下部に設けられて、前記光送信モジュールまたは駆動回路部によって発生する熱を吸収するための熱吸収部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
3. 前記双方向光送受信装置は、
   前記光送信モジュールと熱吸収部との間に、前記光送信モジュールから発生する熱を前記熱吸収部に伝達するための第１放熱ビアをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の双方向光送受信装置。
4. 前記双方向光送受信装置は、
   前記駆動回路部と熱吸収部との間に、前記駆動回路部から発生する熱を熱吸収部に伝達するための第２放熱ビアをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の双方向光送受信装置。
5. 前記双方向光送受信装置は、
   前記光送信モジュールと駆動回路部との間に、信号伝送のための信号伝送ビアをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
6. 前記多層構造の基板は、
   前記光受信モジュールと駆動回路部とのそれぞれが収納設置されて、前記光受信モジュールと駆動回路部との間を熱的に隔離するための多数の絶縁空間部を備えることを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
7. 前記双方向光送受信装置は、
   前記多層構造の基板の層間に内蔵されて、前記光送信モジュールまたは光受信モジュールと駆動回路部との間のインピーダンスマッチングまたはノイズフィルタリングを行う受動素子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
8. 前記光学系は、
   送信される平行光は透過し、受信される平行光は垂直方向に反射させる光フィルターと、
   前記光送信モジュールから出力された水平ビームを平行光に変換して光フィルターに入射する第１レンズと、
   光線路から受信されたビームを平行光に変換して光フィルターに入射し、前記光フィルターによって透過された平行光を集束して、前記光線路にビームを出力する第２レンズと、
   前記光フィルターによって反射された平行光を集束して、前記光受信モジュールに垂直ビームを出力する第３レンズと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
9. 前記光フィルターは、
   傾斜面が互いに対向するように設けられる第１プリズム及び第２プリズムと、
   前記第２プリズムと対向する第１プリズムの傾斜面に形成されて、前記第１レンズから入射される平行光は透過し、前記第２レンズから入射される平行光は垂直方向に反射させて光路を変更するエッジフィルターと、
   前記第３レンズに対向する第２プリズムの対向面に形成されて、前記エッジフィルターによって反射された垂直方向の平行光に対して特定波長領域の光のみ通過させてノイズを除去するバンドパスフィルターと、
   を含むことを特徴とする請求項８に記載の双方向光送受信装置。
10. 前記光フィルターは、
    前記第１レンズに対向する第１プリズムの対向面または前記第２レンズに対向する第２プリズムの対向面に形成されて、光反射を最小化する無反射コーティング層をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の双方向光送受信装置。

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