JP2016197635A - 送受一体型光サブアセンブリ及び光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】小型で高速伝送に適した送受一体型光サブアセンブリを提供する。【解決手段】筒状の側壁７１と底壁７２を有するハウジング７と、側壁７１の一側に取り付けられた送信側光レセプタクル８と受信側光レセプタクル９と、側壁７１の他側からハウジング７内に一端部が挿入された第２回路基板４と、底壁７２上に一列に整列配置された複数のＬＤ１０と複数のＰＤ１１と、底壁７２上に配置されＬＤ１０からの光信号を合波して送信側レセプタクル９に出射する送信側光学系１２と、底壁７２上に配置され受信側光レセプタクル９からの光信号を分波してＰＤ１１に出射する受信側光学系１３と、ＬＤ１０と側壁７１間に配置された駆動用ＩＣ１４と、ＰＤ１０と側壁７１間に配置されたＴＩＡ１５とを備え、第２回路基板４の他端部に形成された複数の電極４ａと、駆動用ＩＣ１４及びＴＩＡ１５とが電気的に接続されている。【選択図】図２

Description

本発明は、送受一体型光サブアセンブリ及び光モジュールに関する。

光ファイバ１本あたりの伝送容量を増加させる技術として、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が知られている。ＷＤＭは、異なる波長の光信号を多重化することで、伝送容量を増加させる技術である。

ＷＤＭに対応した従来の光サブアセンブリとして、発光波長の異なる複数の発光素子を有し、各発光素子からの光を合波して出力するように構成されたＴＯＳＡ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）や、入力された光信号（異なる波長の光信号を多重化した光信号）を分波し、分波した各波長の光信号を複数の受光素子でそれぞれ受光するように構成されたＲＯＳＡ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

従来の光モジュールでは、共通のケースに、上述のＴＯＳＡとＲＯＳＡを収容することで、送受信を可能としていた。ＴＯＳＡとＲＯＳＡは、それぞれが別個の光サブアセンブリを構成しているため、両者ともハウジングを有しているのが一般的である。

特開２０１３−１４５３５６号公報 特開２０１４−１３７４７５号公報 米国特許第７９３３５２１号明細書

ところで、近年、１波長あたり情報の伝送速度が２５Ｇｂ／ｓ（ギガビット毎秒）である４つの異なる波長の光信号を多重化し、伝送速度を１００Ｇｂ／ｓとした光伝送システムが開発されている。

このような１００Ｇｂ／ｓの高速伝送に対応した光モジュールを実現するにあたって、高速信号の劣化が小さく、かつ、ＭＳＡ（Ｍｕｌｔｉ Ｓｏｕｒｃｅ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）仕様であるＣＦＰ（１００Ｇ−ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）等の規格で規定されたケースサイズに収容可能な小型な光サブアセンブリが望まれている。

上述のＴＯＳＡとＲＯＳＡとを共通のケースに収容した従来の光モジュールでは、ＴＯＳＡとＲＯＳＡがそれぞれハウジングを有する構造となっているため、全体として光サブアセンブリが大型化してしまうという問題があり、改善の余地があった。

そこで、本発明は、小型で高速伝送に適した送受一体型光サブアセンブリ及び光モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、高さ方向の上下に開口を有する筒状の側壁と該側壁の下方の前記開口を塞ぐ底壁とを有するハウジングと、前記高さ方向に垂直な方向である長さ方向における前記側壁の一側に形成された２つの貫通孔にそれぞれ取り付けられた送信側光レセプタクル及び受信側光レセプタクルと、前記長さ方向における前記側壁の他側に形成された基板用貫通孔を介して前記ハウジング内に一端部が挿入され、他端部が前記ハウジング外に配置された回路基板と、前記底壁上に配置され、前記高さ方向及び前記長さ方向に垂直な方向である幅方向に沿ってそれぞれ一列に整列配置された複数の発光素子及び複数の受光素子と、前記送信側光レセプタクルと前記複数の発光素子との間の前記底壁上に配置され、前記複数の発光素子から入射された光信号を合波して前記送信側レセプタクルに出射する送信側光学系と、前記受信側光レセプタクルと前記複数の受光素子との間の前記底壁上に配置され、前記受信側光レセプタクルから入射された光信号を分波して前記複数の受光素子に出射する受信側光学系と、前記複数の発光素子と前記長さ方向における他側の前記側壁との間に配置され、前記複数の発光素子を駆動する駆動用ＩＣと、前記複数の受光素子と前記長さ方向における他側の前記側壁との間に配置され、前記受光素子からの電気信号を増幅する増幅用ＩＣと、を備え、前記回路基板は、その他端部に、前記幅方向に沿って整列して形成された複数の電極を有し、前記複数の電極と、前記駆動用ＩＣ及び前記増幅用ＩＣとが、前記回路基板に形成された配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されている、送受一体型光サブアセンブリを提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、前記送受一体型光サブアセンブリと、前記送受一体型光サブアセンブリを収容するケースと、を備えた、光モジュールを提供する。

本発明によれば、小型で高速伝送に適した送受一体型光サブアセンブリ及び光モジュールを提供できる。

本発明の一実施の形態に係る光モジュールを示す外観斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る光モジュールケースの図示を省略に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る送受一体型光サブアセンブリを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は図２の送受一体型光サブアセンブリの要部拡大断面図、（ｂ）は送信側光学系の構造を示す説明図である。 （ａ）は図２の送受一体型光サブアセンブリの要部拡大断面図、（ｂ）は受信側光学系の構造を示す説明図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る光モジュールを示す外観斜視図であり、図１Ｂは、本発明の一実施の形態に係る光モジュールケースの図示を省略に示す斜視図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、光モジュール１００は、本実施の形態に係る送受一体型光サブアセンブリ１と、第１回路基板２と、送受一体型光サブアセンブリ１と第１回路基板２とを収容するケース３と、を備えている。

ケース３は、送受一体型光サブアセンブリ１と第１回路基板２とを収容する本体部３ａと、本体部３ａの開口（不図示）を閉塞する蓋体３ｂと、を備えている。本体部３ａの先端部（図１Ａの左手前側の端部）には、送受信用の光ファイバ（不図示）の端部に設けられた光プラグ（不図示）を挿入するための２つの挿入孔３ｃが形成されている。また、本体部３ａの基端部（図１Ａの右奥側の端部）には開口が形成されており、この開口から第１回路基板２の端部が露出されている。

本体部３ａから露出された第１回路基板２の端部（送受一体型光サブアセンブリ１と反対側の端部）には、図示しない通信機器に接続するための電極２ａが整列して形成されており、カードエッジコネクタ２ｂが形成されている。光モジュール１００は、通信機器からカードエッジコネクタ２ｂを介して入力された電気信号を光信号に変換して送信用の光ファイバに送信し、受信用の光ファイバから入力された光信号を電気信号に変換してカードエッジコネクタ２ｂを介して通信機器に出力するものである。

図示していないが、第１回路基板２には、送受一体型光サブアセンブリ１から出力された電気信号の波形成形を行うＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）回路、電源回路、および送受一体型光サブアセンブリ１を含む光モジュール１００全体の制御を行うためのマイクロコントローラ等が搭載されている。

本実施の形態では、第１回路基板２と、送受一体型光サブアセンブリ１に備えられた第２回路基板４とが、２枚のフレキシブルプリント基板５，６により接続されている。

第１回路基板２の送受一体型光サブアセンブリ１側の端部の一方の面（図１Ｂの上側の面）には、幅方向に沿って複数の電極２ｃが整列して形成され、他方の面（図１Ｂの下側の面）には、ＦＰＣコネクタ２ｄが設けられている。

他方、第２回路基板４の他端部の一方の面（図１Ｂの上側の面）には、幅方向に沿って整列して形成された複数の電極４ａが形成されており、他方の面（図１Ｂの下側の面）には、ＦＰＣコネクタ４ｂが設けられている。

第１フレキシブルプリント基板５の一端を第１回路基板２の電極２ｃに半田付けすると共に、他端を第２回路基板４の電極４ａに半田付けして対応する電極２ｃ，４ａ同士を電気的に接続し、かつ、第２フレキシブルプリント基板６の両端に設けたコネクタ部（図示せず）をＦＰＣコネクタ２ｄ，４ｂにそれぞれ接続することで、第１回路基板２と第２回路基板４とが電気的に接続される。

なお、第１回路基板２と第２回路基板４とを接続する構造はこれに限定されるものではなく、例えば、ＦＰＣコネクタ２ｄ，４ｂを省略して第２フレキシブルプリント基板６を両基板２，４に半田付けする構造としてもよいし、１枚または３枚以上のフレキシブルプリント基板を用いて両基板２，４を接続しても構わない。

光モジュール１００は、例えば、１波長あたり情報の伝送速度が２５Ｇｂ／ｓである４つの異なる波長の光信号を多重化して送受信するものであり、１００Ｇｂ／ｓの伝送速度に対応するものである。

次に、送受一体型光サブアセンブリ１について説明する。

図２は、送受一体型光サブアセンブリ１を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、送受一体型光サブアセンブリ１は、ハウジング７と、送信側光レセプタクル８と、受信側光レセプタクル９と、第２回路基板４と、複数の発光素子としてのＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）１０と、複数の受光素子としてのＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）１１と、送信側光学系１２と、受信側光学系１３と、駆動用ＩＣ１４と、増幅用ＩＣとしてのＴＩＡ（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１５と、を備えている。

ハウジング７は、高さ方向の上下に開口を有する筒状の側壁７１と、側壁７１の下方の開口を塞ぐ底壁７２と、側壁７１の上方の開口を塞ぐ上壁７３（図１Ｂ参照）と、を有している。なお、図２（ａ），（ｂ）では、上壁７３を省略して示している。以下、図２（ｂ）における上下方向（高さ方向と垂直な方向）を長さ方向、図２（ｂ）における左右方向（高さ方向と長さ方向とに垂直な方向）を幅方向と呼称する。

本実施の形態では、ハウジング７は、直方体形状に形成されている。側壁７１は、上面視で矩形状に形成されており、幅方向に沿った第１側壁７１ａと、第１側壁７１ａの幅方向における両端部から長さ方向に沿って延出される第２側壁７１ｂおよび第３側壁７１ｃと、第２側壁７１ｂの第１側壁７１ａと反対側の端部と、第３側壁７１ｃの第１側壁７１ａと反対側の端部とを接続する幅方向に沿った第４側壁７１ｄと、から構成されている。

ハウジング７は、放熱性を向上させる観点から熱伝導率が高い材料で構成されることが望ましい。本実施の形態では、ハウジング７として金属からなるもの、具体的にはコバール材に金メッキを施したものを用いたが、樹脂からなるものを用いてもよい。側壁７１と底壁７２、および側壁７１と上壁７３は、溶接や接着等により気密に接続される。

長さ方向における側壁７１の一側、すなわち第１側壁７１ａには、第１側壁７１ａを貫通する２つの貫通孔７５，７６が幅方向に離間して形成されている。この２つの貫通孔７５，７６のうち一方の貫通孔７５には送信側光レセプタクル８が取り付けられ、他方の貫通孔７６には受信側光レセプタクル９が取り付けられる。送信側光レセプタクル８には、ケース３の挿入孔３ｃを介して挿入された送信用の光プラグが接続される。受信側光レセプタクル９には、ケース３の挿入孔３ｃを介して挿入された受信用の光プラグが接続される。

長さ方向における側壁７１の他側、すなわち第４側壁７１ｄには、第２回路基板４を挿入するための基板用貫通孔７７が形成されている。ここでは、第４側壁７１ｄから第２，第３側壁７１ｂ，７１ｃに一部回り込むように基板用貫通孔７７を形成している。

第２回路基板４は、その一端部が基板用貫通孔７７を介してハウジング７内に挿入され、その他端部がハウジング７外に配置されている。第２回路基板４は、例えば銀ろうを用いたろう付けにより、ハウジング７１に固定される。第２回路基板４は、ハウジング７と略同じ幅に形成されており、その幅方向の両端部が第２側壁７１ｂと第３側壁７１ｃとに支持されるように構成されている。

第２回路基板４は、例えばセラミック多層基板からなる。第２回路基板４の他端部に幅方向に沿って整列して形成された複数の電極４ａ及びＦＰＣコネクタ４ｂと、駆動用ＩＣ１４及びＴＩＡ１５とが、第２回路基板４に形成された配線パターン（図示せず）を介してそれぞれ電気的に接続されている。なお、第２回路基板４の表面または裏面に配線パターンを形成する場合、当該配線パターンとハウジング７とが接触しないように、第２回路基板４とハウジング７との間にセラミック等の絶縁体を介在させてもよい。

本実施の形態では、底壁７２上に固定された金属板７４をさらに備えており、この金属板７４上に、複数のＬＤ１０と、複数のＰＤ１１と、送信側光学系１２と、受信側光学系１３とを実装している。金属板７４は、送信側光学系１２と送信側光レセプタクル８、および受信側光学系１３と受信側光レセプタクル９の高さ方向における位置を調整する役割と、放熱性を向上させる役割とを兼ねたものである。金属板７４としては、ＬＤ１０とＰＤ１１を構成する半導体、および送信側光学系１２と受信側光学系１３を構成するガラス等の部材と同等の線膨張率を有するものを用いることが望ましく、例えばコバール材からなるものを用いるとよい。なお、金属板７４を省略し、底壁７２を厚く形成する等しても構わない。金属板７４は、例えば銀錫はんだを用いて底壁７２に固定される。

複数のＬＤ１０は、底壁７２上に固定された金属板７４に直接実装されており、幅方向に沿って一列に整列して配置される。ここでは、４つのＬＤ１０を備える場合について説明する。４つのＬＤ１０としては、発光波長がそれぞれ異なるものが用いられる。４つのＬＤ１０と第４側壁７１ｄとの間には、各ＬＤ１０を駆動する駆動用ＩＣ１４が配置されている。

図３（ａ）に示すように、本実施の形態では、ＬＤ１０を金属板７４に実装し、駆動用ＩＣ１４をハウジング７内に挿入された回路基板４上に実装している。このように構成することで、駆動用ＩＣ１４で発生した熱がＬＤ１０に伝わりにくくなり、駆動用ＩＣ１４で発生した熱がＬＤ１０に伝わりＬＤ１０の発光効率が低下するといった不具合を抑制することが可能になる。

ＬＤ１０と駆動用ＩＣ１４とは、ワイヤ３１により電気的に接続され、駆動用ＩＣ１４と第２回路基板４の配線パターンとは、ワイヤ３２により電気的に接続されている。ここでは、金属板７４の第２回路基板４側の端部に上方に突出する突起７４ａを形成し、この突起７４ａ上にＬＤ１０を実装することにより、ＬＤ１０の光軸が送信側光学系１２のコリメートレンズ２１の光軸と一致するように構成している。

なお、駆動用ＩＣ１４で発生した熱をＬＤ１０に伝わりにくくするという観点からは、金属板７４と第２回路基板４とを離間して配置し、金属板７４と第２回路基板４とを熱的に遮断することが望ましい。また、第２回路基板４の端部までグランド配線がなされている場合には、第２回路基板４と金属板７４とを接触させるとグランド配線と金属板７４とが電気的に接続されてしまうため、このような場合には、シグナルグランドとケースグランドとを分離する観点から、金属板７４と第２回路基板４とを離間して配置することが望ましいといえる。ただし、金属板７４と第２回路基板４との距離を大きくしすぎると、駆動用ＩＣ１４とＬＤ１０との間の配線（ワイヤ３１）が長くなり、高速信号の劣化の原因になる。よって、高速信号の劣化を抑制するという観点からは、金属板７４と第２回路基板４とはなるべく近接していることが望ましいといえる。そこで、これらの点を考慮し、本実施の形態では、金属板７４と第２回路基板４とを、０．１〜０．２ｍｍ程度の間隔で離間して配置した。

送信側光学系１２は、送信側光レセプタクル８と４つのＬＤ１０との間の底壁７２上（ここでは金属板７４上）に配置され、４つのＬＤ１０から入射された光信号を合波して送信側レセプタクル８に出射するものである。

図３（ｂ）に示すように、送信側光学系１２は、ＬＤ１０から入射された光を平行光とする４つのコリメートレンズ２１と、光アイソレータ２２と、各ＬＤ１０から出射されコリメートレンズ２１を通過した光の光路を変換して光アイソレータ２２に導くための５つのミラー（フィルタ）２３と、光アイソレータ２２を通過した光を集光して送信側レセプタクル８に出射する出射側レンズ２４と、を備えている。光アイソレータ２２は、順方向に進む光のみを透過し逆方向に光を遮断する光部品であり、ここでは、ＬＤ１０側から送信側レセプタクル８側に進む光のみを透過するように構成される。

４つのコリメートレンズ２１は、それぞれＬＤ１０の発光部と対向する位置に配置され、ＬＤ１０とコリメートレンズ２１との距離は、コリメートレンズ２１の焦点距離と等しい距離とされる。以下、図３（ｂ）の右側から左側にかけて第１〜第４ＬＤ１０ａ〜１０ｄが配置されており、第１〜第４ＬＤ１０ａ〜１０ｄの発光波長がそれぞれλ１〜λ４であるとする。

５つのミラー２３は、波長λ１の光を反射する第１ミラー２３ａと、波長λ２の光を透過し波長λ３，λ４の光を反射する第２ミラー２３ｂと、波長λ２，λ３，λ４の光を透過し波長λ１の光を反射する第３ミラー２３ｃと、波長λ４の光を透過し波長λ３の光を反射する第４ミラー２３ｄと、波長λ４の光を反射する第５ミラー２３ｅと、からなる。

第１ミラー２３ａは、第１ＬＤ１０ａから出射されコリメートレンズ２１を通過した波長λ１の光を反射し、第３ミラー２３ｃへ導くように配置される。第２ミラー２３ｂは、第４ミラー２３ｄから入射された波長λ３の光、および第５ミラー２３ｅから入射された波長λ４の光を反射し、アイソレータ２２に導くように配置される。第３ミラー２３ｃは、第１ミラー２３ａから入射された波長λ１の光を反射し、アイソレータ２２に導くように配置される。第４ミラー２３ｄは、第３ＬＤ１０ｃから出射されコリメートレンズ２１を通過した波長λ３の光を反射し、第２ミラー２３ｄに導くように配置される。第５ミラー２３ｅは、第４ＬＤ１０ｄから出射されコリメートレンズ２１を通過した波長λ４の光を反射し、第２ミラー２３ｄに導くように配置される。

送信側光学系１２では、第１ＬＤ１０ａから出射された波長λ１の光は、コリメートレンズ２１を通過し、第１ミラー２３ａと第３ミラー２３ｃとで順次反射され、アイソレータ２２を通過し、出射側レンズ２４で集光されて送信側レセプタクル８に出射される。第２ＬＤ１０ｂから出射された波長λ２の光は、コリメートレンズ２１を通過し、第２ミラー２３ｂと第３ミラー２３ｃとを透過した後、アイソレータ２２を通過し、出射側レンズ２４で集光されて送信側レセプタクル８に出射される。第３ＬＤ１０ｃから出射された波長λ３の光は、コリメートレンズ２１を通過し、第４ミラー２３ｄと第２ミラー２３ｂで順次反射され、第３ミラー２３ｃを透過した後、アイソレータ２２を通過し、出射側レンズ２４で集光されて送信側レセプタクル８に出射される。第４ＬＤ１０ｄから出射された波長λ４の光は、コリメートレンズ２１を通過し、第５ミラー２３ｅで反射され、第４ミラー２３ｄを透過し、第２ミラー２３ｂで反射され、第３ミラー２３ｃを透過した後、アイソレータ２２を通過し、出射側レンズ２４で集光されて送信側レセプタクル８に出射される。

このように、送信側光学系１２では、ＬＤ１０ａ〜１０ｄから出射された波長λ１〜λ４の光が合波され、送信側レセプタクル８から出射されるように構成されている。なお、送信側光学系１２の具体的な構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

図２および図４（ａ）に示すように、複数のＰＤ１１は、底壁７２上に固定された金属板７４に直接実装されており、幅方向に沿って一列に整列して配置される。なお、複数のＰＤ１１と複数のＬＤ１０の両者が一列に整列配置されていなくてもよく、複数のＰＤ１１と複数のＬＤ１０とがそれぞれ一列に整列配置されていればよい。ここでは、４つのＰＤ１１を備える場合について説明する。４つのＰＤ１１と第４側壁７１ｄとの間には、ＰＤ１１から出力された電気信号を増幅するＴＩＡ１５が配置されている。ＴＩＡ１５と駆動用ＩＣ１４とは、長さ方向における略同じ位置に並列して配置されている。

本実施の形態では、ＴＩＡ１５を金属板７４に直接実装している。具体的には、ＴＩＡ１５を実装する位置の第２回路基板４に切欠き４ｃを形成すると共に、金属板７４に切欠き４ｃ内に突出する突出部７４ｂを形成し、その突出部７４ｂ上にＴＩＡ１５を実装するように構成している。これは、より放熱面積の広い金属板７４上にＴＩＡ１５を実装することで放熱性を高め、かつ、ＰＤ１１とＴＩＡ１５間の距離を短くして高速信号の劣化を抑制するためである。なお、放熱性や高速信号の劣化が問題とならない場合には、ＴＩＡ１５は第２回路基板４に実装されてもよい。

ＰＤ１１とＴＩＡ１５とは、ワイヤ３３により電気的に接続され、ＴＩＡ１５と第２回路基板４の配線パターンとは、ワイヤ３４により電気的に接続されている。ここでは、ＰＤ１１として受光部を上面に有するものを用いた。

受信側光学系１３は、受信側光レセプタクル９と４つのＰＤ１１との間の底壁７２上（ここでは金属板７４上）に配置され、受信側光レセプタクル９から入射された光信号を分波して４つのＰＤ１１に出射するものである。

図４（ｂ）に示すように、受信側光学系１３は、受信側光レセプタクル９から入射された光を平行光とするコリメートレンズ４１と、コリメートレンズ４１から入射された光を幅方向に平行移動させるための１対の光路変換用ミラー４２と、光路変換用ミラー４２から入射された光を波長毎に分波して出射する７つのミラー（フィルタ）４３ａ〜４３ｇから構成された分波部４３と、分波部４３から入射した各波長の光をそれぞれ集光する４つの集光レンズ４４と、各集光レンズ４４から入射された光を高さ方向における下方に反射し、各ＰＤ１１の受光部に導く受光側ミラー４５と、を備えている。受光側ミラー４５は、支持部材４６を介して金属板７４に固定されている。

以下、受信側光レセプタクル９から波長λ１〜λ４の光を含む光が入射され、波長λ１の光を第１ＰＤ１１ａ、波長λ２の光を第２ＰＤ１１ｂ、波長λ３の光を第３ＰＤ１１ｃ、波長λ４の光を第４ＰＤ１１ｄで受光する場合を説明する。

分波部４３は、光路変換用ミラー４２から入射された光のうち、波長λ１の光を透過し波長λ２〜λ４の光を反射する第１ミラー４３ａと、第１ミラー４３ａから入射された全ての波長の光を反射する第２ミラー４３ｂと、第２ミラー４３ｂから入射された光のうち、波長λ２の光を透過し波長λ３，λ４の光を反射する第３ミラー４３ｃと、第３ミラー４３ｃから入射された全ての波長の光を反射する第４ミラー４３ｄと、第４ミラー４３ｄから入射された光のうち、波長λ３の光を透過し波長λ４の光を反射する第５ミラー４３ｅと、第５ミラー４３ｅから入射された全ての波長の光を反射する第６ミラー４３ｆと、第６ミラー４３ｆから入射された光のうち、波長λ４の光を透過する第７ミラー４３ｇと、を備えている。

第１ミラー４３ａを透過した波長λ１の光は、集光レンズ４４で集光され，受光側ミラー４５で反射されたのち、第１ＰＤ１１ａに受光される。第３ミラー４３ｃを透過した波長λ２の光は、集光レンズ４４で集光され，受光側ミラー４５で反射されたのち、第２ＰＤ１１ｂに受光される。第５ミラー４３ｅを透過した波長λ３の光は、集光レンズ４４で集光され，受光側ミラー４５で反射されたのち、第３ＰＤ１１ｃに受光される。第７ミラー４３ｇを透過した波長λ４の光は、集光レンズ４４で集光され，受光側ミラー４５で反射されたのち、第４ＰＤ１１ｄに受光される。

このように、受信側光学系１３では、受信側光レセプタクル９から入射された光を分波し、分波した波長λ１〜λ４の光をそれぞれＰＤ１１ａ〜１１ｄに入射するように構成されている。なお、受信側光学系１３の具体的な構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る送受一体型光サブアセンブリ１では、ハウジング７内にＬＤ１０、ＰＤ１１、送信側光学系１２、受信側光学系１３、駆動用ＩＣ１４、およびＴＩＡ１５を配置している。つまり、本実施の形態では、１つの共通のハウジング７内に、送信部と受信部の両方を収容している。

これにより、従来のように、送信部としてのＴＯＳＡと受信部としてのＲＯＳＡとがそれぞれハウジングを有する構造となっている場合と比較して、小型の送受一体型光サブアセンブリ１を実現できる。なお、ハウジング７の厚さは例えば０．８ｍｍ程度であることから、本実施の形態によれば、従来と比較して少なくとも１．６ｍｍ程度幅を縮小することが可能であり、ケース３内での送受一体型光サブアセンブリ１の専有面積を大幅に縮小することが可能になる。なお、ケース３の内部空間の幅は例えば最大で１６ｍｍ程度であり、送受一体型光サブアセンブリ１の幅を１ｍｍ以上縮小できることの効果は大きい。

また、送受一体型光サブアセンブリ１によれば、駆動用ＩＣ１４とＴＩＡ１５とをハウジング７内に収容しているため、ＬＤ１０の直近に駆動用ＩＣ１４を配置すると共に、ＰＤ１１の直近にＴＩＡ１５を配置することが可能になる。その結果、ＬＤ１０と駆動用ＩＣ１４間の配線、およびＰＤ１１とＴＩＡ１５間の配線を短くして高速信号の劣化を抑制することが可能になり、高速伝送に適した送受一体型光サブアセンブリ１を実現できる。

さらに、１つの共通のハウジング７内に送信部と受信部の両方を収容することにより、ＴＯＳＡとＲＯＳＡとがそれぞれハウジングを有する従来構造と比較してハウジング７の面積が大きくなるので、放熱面積を大きくし、放熱性を向上させることが可能となる。

さらにまた、従来のようにＴＯＳＡとＲＯＳＡとを別個に形成する場合、ＴＯＳＡとＲＯＳＡのそれぞれに回路基板が備えられることとなり、両回路基板間に隙間が形成されデッドスペースとなる場合があった。これに対して、送受一体型光サブアセンブリ１によれば、駆動用ＩＣ１４とＴＩＡ１５とを共通の第２回路基板４に接続しているため、従来と比較して広い配線スペースを確保することが可能となり、より多くの配線を形成することが可能になる。また、例えば電源用の配線等を駆動用ＩＣ１４とＴＩＡ１５とで共通化することも可能になり、より広い配線スペースを確保することが可能になる。

また、送受一体型光サブアセンブリ１では、ＬＤ１０とＰＤ１１と送信側光学系１２と受信側光学系１３とを、底壁７２上に固定された金属板７４に実装している。

これにより、例えば樹脂など熱伝導率の低い材料でハウジング７を構成した場合に、放熱性を向上させることが可能になる。また、金属板７４上に、ＬＤ１０とＰＤ１１と送信側光学系１２と受信側光学系１３とを実装した後に、当該金属板７４をハウジング７内に収容する、といった組立工程が可能となり、ハウジング７内に直接ＬＤ１０とＰＤ１１と送信側光学系１２と受信側光学系１３とを実装する場合と比較して、組立工程を容易とすることが可能になる。さらに、金属板７４の厚さを調整することで、送信側光学系１２と送信側光レセプタクル８、および受信側光学系１３と受信側光レセプタクル９の相対的な高さ位置の調整を行うことも可能になる。

また、送受一体型光サブアセンブリ１では、駆動用ＩＣ１４を第２回路基板４上に実装し、ＬＤ１０を底壁７２上（金属板７４上）に実装しているため、駆動用ＩＣ１４で発生した熱がＬＤ１０に伝わることを抑制し、駆動用ＩＣ１４で発生した熱の影響によりＬＤ１０の発光効率が低下するといった不具合を抑制することが可能になる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］高さ方向の上下に開口を有する筒状の側壁（７１）と該側壁（７１）の下方の前記開口を塞ぐ底壁（７２）とを有するハウジング（７）と、前記高さ方向に垂直な方向である長さ方向における前記側壁（７１）の一側に形成された２つの貫通孔（７５，７６）にそれぞれ取り付けられた送信側光レセプタクル（８）及び受信側光レセプタクル（９）と、前記長さ方向における前記側壁（７１）の他側に形成された基板用貫通孔（７６）を介して前記ハウジング（７）内に一端部が挿入され、他端部が前記ハウジング（７）外に配置された回路基板（４）と、前記底壁（７２）上に配置され、前記高さ方向及び前記長さ方向に垂直な方向である幅方向に沿ってそれぞれ一列に整列配置された複数の発光素子（１０）及び複数の受光素子（１１）と、前記送信側光レセプタクル（８）と前記複数の発光素子（１０）との間の前記底壁（７２）上に配置され、前記複数の発光素子（１０）から入射された光信号を合波して前記送信側レセプタクル（８）に出射する送信側光学系（１２）と、前記受信側光レセプタクル（９）と前記複数の受光素子（１１）との間の前記底壁（７２）上に配置され、前記受信側光レセプタクル（９）から入射された光信号を分波して前記複数の受光素子（１０）に出射する受信側光学系（１３）と、前記複数の発光素子（１０）と前記長さ方向における他側の前記側壁（７１）との間に配置され、前記複数の発光素子（１０）を駆動する駆動用ＩＣ（１４）と、前記複数の受光素子（１１）と前記長さ方向における他側の前記側壁（７１）との間に配置され、前記受光素子（１１）からの電気信号を増幅する増幅用ＩＣ（１５）と、を備え、前記回路基板（４）は、その他端部に、前記幅方向に沿って整列して形成された複数の電極（４ａ）を有し、前記複数の電極（４ａ）と、前記駆動用ＩＣ（１４）及び前記増幅用ＩＣ（１５）とが、前記回路基板（４）に形成された配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されている、送受一体型光サブアセンブリ（１）。

［２］前記複数の発光素子（１０）と、前記複数の受光素子（１１）と、前記送信側光学系（１２）と、前記受信側光学系（１３）とは、前記底壁（７２）上に固定された金属板（７４）に実装されている、［１］に記載の送受一体型光サブアセンブリ（１）。

［３］前記増幅用ＩＣ（１５）は、前記金属板（７４）に実装されている、［２］に記載の送受一体型光サブアセンブリ（１）。

［４］前記駆動用ＩＣ（１４）は、前記回路基板（４）上に実装されている、［２］又は［３］に記載の送受一体型光サブアセンブリ（１）。

［５］前記回路基板（４）と前記金属板（７４）とは、離間して配置される、［４］に記載の送受一体型光サブアセンブリ（１）。

［６］［１］乃至［５］の何れかに記載の送受一体型光サブアセンブリ（１）と、前記送受一体型光サブアセンブリ（１）を収容するケース（３）と、を備えた、光モジュール（１００）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態では、直方体形状のハウジング７を用いる場合を説明したが、ハウジング７の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、上面視で多角形状あるいは円形状のハウジング７を用いてもよい。

また、上記実施の形態では言及しなかったが、送信部（駆動用ＩＣ１４、ＬＤ１０、送信側光学系１２）と、受信部（ＴＩＡ１５、ＰＤ１１、受信側光学系１３）との間に、シールドとしての金属板を配置し、送受信部間のクロストークを抑制するように構成しても構わない。送受信部間のクロストークは、駆動用ＩＣ１４とＬＤ１０間の配線と、ＴＩＡ１５とＰＤ１１間の配線との間で発生し易いので、少なくとも両配線間に金属板を配置すれば送受信部間のクロストークを抑制することが可能である。

１…送受一体型光サブアセンブリ
２…第１回路基板
３…ケース
４…第２回路基板
４ａ…電極
７…ハウジング
７１…側壁
７２…底壁
７４…金属板
７５，７６…貫通孔
７７…基板用貫通孔
８…送信側光レセプタクル
９…受信側光レセプタクル
１０…ＬＤ（発光素子）
１１…ＰＤ（受光素子）
１２…送信側光学系
１３…受信側光学系
１４…駆動用ＩＣ
１５…ＴＩＡ（増幅用ＩＣ）

Claims (6)

1. 高さ方向の上下に開口を有する筒状の側壁と該側壁の下方の前記開口を塞ぐ底壁とを有するハウジングと、
   前記高さ方向に垂直な方向である長さ方向における前記側壁の一側に形成された２つの貫通孔にそれぞれ取り付けられた送信側光レセプタクル及び受信側光レセプタクルと、
   前記長さ方向における前記側壁の他側に形成された基板用貫通孔を介して前記ハウジング内に一端部が挿入され、他端部が前記ハウジング外に配置された回路基板と、
   前記底壁上に配置され、前記高さ方向及び前記長さ方向に垂直な方向である幅方向に沿ってそれぞれ一列に整列配置された複数の発光素子及び複数の受光素子と、
   前記送信側光レセプタクルと前記複数の発光素子との間の前記底壁上に配置され、前記複数の発光素子から入射された光信号を合波して前記送信側レセプタクルに出射する送信側光学系と、
   前記受信側光レセプタクルと前記複数の受光素子との間の前記底壁上に配置され、前記受信側光レセプタクルから入射された光信号を分波して前記複数の受光素子に出射する受信側光学系と、
   前記複数の発光素子と前記長さ方向における他側の前記側壁との間に配置され、前記複数の発光素子を駆動する駆動用ＩＣと、
   前記複数の受光素子と前記長さ方向における他側の前記側壁との間に配置され、前記受光素子からの電気信号を増幅する増幅用ＩＣと、を備え、
   前記回路基板は、その他端部に、前記幅方向に沿って整列して形成された複数の電極を有し、
   前記複数の電極と、前記駆動用ＩＣ及び前記増幅用ＩＣとが、前記回路基板に形成された配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されている、
   送受一体型光サブアセンブリ。
2. 前記複数の発光素子と、前記複数の受光素子と、前記送信側光学系と、前記受信側光学系とは、前記底壁上に固定された金属板に実装されている、
   請求項１に記載の送受一体型光サブアセンブリ。
3. 前記増幅用ＩＣは、前記金属板に実装されている、
   請求項２に記載の送受一体型光サブアセンブリ。
4. 前記駆動用ＩＣは、前記回路基板上に実装されている、
   請求項２又は３に記載の送受一体型光サブアセンブリ。
5. 前記回路基板と前記金属板とは、離間して配置される
   請求項４に記載の送受一体型光サブアセンブリ。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の送受一体型光サブアセンブリと、
   前記送受一体型光サブアセンブリを収容するケースと、を備えた、
   光モジュール。

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