JP2016206382A - 光電気変換装置、およびそれを用いた信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りながらもＳＮ比の低下を抑制可能な光電気変換装置、およびそれを用いた信号伝送装置を提供する。【解決手段】光素子４は、マウント基板２の第１面２１に搭載されている。光素子４は、電子回路３と電気的に接続され、光導波部材６と電子回路３との間で光電変換を行う。光結合部材５は、マウント基板２の第１面２１に搭載されている。光結合部材５は、光素子４と光導波部材６とを光学的に結合する。電子回路３は、光素子４から出力される電流を電圧に変換する変換回路３０１を含んでいる。また、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２は、第１面２１に搭載される第１部品３１と、第２面２２に搭載される第２部品３２とを有している。変換回路３０１は、第１部品３１で構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に光電気変換装置、およびそれを用いた信号伝送装置に関し、より詳細には光電変換を行う光素子をマウント基板に搭載した光電気変換装置、およびそれを用いた信号伝送装置に関する。

従来、光通信等に用いられる光モジュールとして、光素子（光電変換部）がマウント基板（回路基板）に搭載された構成の光電気変換装置（光電変換モジュール）が知られている（たとえば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の光電気変換装置では、マウント基板の一方の面に、光素子と、制御用半導体とが設けられている。光素子には、光ファイバが光結合部を介して接続される。光素子がフォトダイオード等の受光素子である場合、光素子では光信号が電気信号に変換され、この電気信号は回路配線を経て制御用半導体に入力される。制御用半導体は、光素子からの電気信号に必要に応じてレベル調整等を施し、回路配線を経て電気コネクタに出力する。

また、特許文献１には、制御用半導体は、マウント基板の一方の面に設けられてもよいし、他方の面に設けられてもよいことの記載がある。

特開２０１１−１１２８９８号公報

しかし、特許文献１に記載の構成では、制御用半導体がマウント基板の一方の面（つまり光素子と同一面）にある場合、マウント基板として、光素子および制御用半導体を横並びで搭載できる大きさの基板が必要になり、光電気変換装置の小型化が困難である。また、制御用半導体がマウント基板の他方の面（つまり光素子と異なる面）にある場合、光素子と制御用半導体との間の配線長が長くなり、光電気変換装置のＳＮ比が低下する可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みてなされており、小型化を図りながらもＳＮ比の低下を抑制可能な光電気変換装置、およびそれを用いた信号伝送装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の形態の光電気変換装置は、厚み方向の一面を第１面とし他面を第２面とするマウント基板と、前記マウント基板に搭載され、電子回路を構成する複数の電子部品と、前記マウント基板の前記第１面に搭載され、かつ前記電子回路に電気的に接続され、光導波部材と前記電子回路との間で光電変換を行う光素子と、前記マウント基板の前記第１面に搭載され、前記光素子と前記光導波部材とを光学的に結合する光結合部材とを備え、前記電子回路は、前記光素子から出力される電流を電圧に変換する変換回路を含み、前記複数の電子部品は、前記第１面に搭載される第１部品と、前記第２面に搭載される第２部品とを有し、前記変換回路は、前記第１部品で構成されていることを特徴とする。

本発明の第２の形態の光電気変換装置は、第１の形態において、前記電子回路は、前記変換回路の出力電圧を増幅する増幅回路をさらに含み、前記増幅回路は、前記第２部品で構成されていることを特徴とする。

本発明の第３の形態の光電気変換装置は、第１または２の形態において、前記光素子と前記第１部品とは、前記第１面に沿う面内において、前記光結合部材からの前記光導波部材の引出方向と交差する方向に並ぶように配置されていることを特徴とする。

本発明の第４の形態の光電気変換装置は、第１〜３のいずれかの形態において、前記光結合部材は、前記光素子が搭載されたサブマウント基板を含み、前記光素子は、前記サブマウント基板を介して前記第１面に搭載されており、前記サブマウント基板に保持された状態の前記光導波部材と光学的に結合されることを特徴とする。

本発明の第５の形態の光電気変換装置は、第１〜４のいずれかの形態において、前記サブマウント基板の表面には、前記光素子と電気的に接続された配線路が形成されており、前記配線路の少なくとも一部は、前記第１面に沿う面内において、前記光結合部材からの前記光導波部材の引出方向と交差する方向に延長されていることを特徴とする。

本発明の第６の形態の光電気変換装置は、第１〜３のいずれかの形態において、前記光素子と前記光導波部材とは、前記光結合部材を介して光学的に結合されており、前記光結合部材は、透光性材料を用いて形成され、前記光素子と前記光導波部材との間の光路上に配置されるレンズとミラーとの少なくとも一方を有していることを特徴とする。

本発明の第７の形態の光電気変換装置は、第１〜６のいずれかの形態において、前記光素子は、光信号を電気信号に変換する受光素子と、電気信号を光信号に変換する発光素子とを含み、前記光導波部材は、前記受光素子に光学的に結合される受光側導波部材と、前記発光素子に光学的に結合される発光側導波部材とを含み、前記電子回路は、前記発光素子に前記電気信号を出力して前記発光素子を駆動する駆動回路をさらに含むことを特徴とする。

本発明の第８の形態の光電気変換装置は、第７の形態において、前記駆動回路は、前記第１部品で構成されていることを特徴とする。

本発明の第９の形態の光電気変換装置は、第７の形態において、前記駆動回路は、前記第２部品で構成されていることを特徴とする。

本発明の第１０の形態の光電気変換装置は、第７〜９のいずれかの形態において、前記受光素子と前記受光側導波部材との間、および前記発光素子と前記発光側導波部材との間は、１つの前記光結合部材にて光学的に結合されていることを特徴とする。

本発明の第１１の形態の光電気変換装置は、第１〜１０のいずれかの形態において、前記マウント基板に搭載され、前記電子回路と電気的に接続される電気コネクタをさらに備えることを特徴とする。

本発明の第１２の形態の光電気変換装置は、第１〜１１のいずれかの形態において、前記光素子および前記電子回路を含む通信系統が、１つの前記マウント基板に複数系統搭載されていることを特徴とする。

本発明の信号伝送装置は、第１〜１２のいずれかの形態の光電気変換装置を用いた第１コネクタと、光ケーブルを介して前記第１コネクタに光学的に結合された第２コネクタとを備え、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの間で光信号を伝送するように構成されていることを特徴とする。

本発明は、光素子に電気的に接続された電子回路を構成する複数の電子部品が、マウント基板の第１面と第２面とに分かれて搭載されている。しかも、光素子と同じ第１面に搭載される第１部品は、電子回路のうち、光素子から出力される電流を電圧に変換する変換回路を構成している。したがって、小型化を図りながらもＳＮ比の低下を抑制可能である、という利点がある。

図１Ａは実施形態１に係る光電気変換装置の平面図、図１Ｂは実施形態１に係る光電気変換装置の側面図、図１Ｃは実施形態１に係る光電気変換装置の底面図である。 実施形態１に係る光電気変換装置を用いた信号伝送装置の側面図である。 実施形態１に係る光電気変換装置の断面図である。 図４Ａは実施形態１に係る光電気変換装置の要部の斜視図、図４Ｂは実施形態１に係る光電気変換装置の光結合部材の斜視図である。 図５Ａは実施形態１の第１変形例の平面図、図５Ｂは図５ＡのＸ−Ｘ断面図である。 図６Ａは実施形態２に係る光電気変換装置の平面図、図６Ｂは実施形態２に係る光電気変換装置の側面図、図６Ｃは実施形態２に係る光電気変換装置の底面図である。 実施形態２に係る光電気変換装置の平面図である。 図８Ａは実施形態２の第１変形例の平面図、図５Ｂは実施形態２の第１変形例の側面図である。 実施形態２の第２変形例の平面図である。 実施形態２の第２変形例の平面図である。 実施形態２の第２変形例の他の構成の平面図である。

（実施形態１）
（１．１）概要
本実施形態の光電気変換装置１は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、マウント基板２と、複数（本実施形態では２つ）の電子部品３１，３２と、光素子４と、光結合部材５とを備えている。

マウント基板２は、厚み方向の一面を第１面２１とし、他面を第２面２２とする。つまり、マウント基板２の厚み方向の両面は、それぞれ第１面２１および第２面２２を構成する。複数の電子部品３１，３２は、マウント基板２に搭載されている。これら複数の電子部品３１，３２は、電子回路３を構成する。

光素子４は、マウント基板２の第１面２１に搭載されている。光素子４は、電子回路３と電気的に接続され、光導波部材６と電子回路３との間で光電変換を行う。光結合部材５は、マウント基板２の第１面２１に搭載されている。光結合部材５は、光素子４と光導波部材６とを光学的に結合する。

電子回路３は、光素子４から出力される電流を電圧に変換する変換回路３０１を含んでいる。また、複数の電子部品３１，３２は、第１面２１に搭載される第１部品３１と、第２面２２に搭載される第２部品３２とを有している。そして、変換回路３０１は、第１部品３１で構成されている。

なお、ここでいう「搭載」は、直接的に搭載される状態と、間接的に搭載される状態との両方を含む。したがって、たとえば光素子４は、光結合部材５を介して、第１面２１に間接的に搭載されていてもよいし、光結合部材５を介さずに、第１面２１に直接的に搭載されていてもよい。

ここで、光素子４は、少なくとも光信号を電気信号に変換（光電変換）する受光素子を含んでいる。ただし、光素子４は、受光素子に限らず、電気信号を光信号に変換（光電変換）する発光素子であってもよいし、受光素子と発光素子との両方を含んでいてもよい。図１Ａ〜図１Ｃの例では、光素子４は受光素子である。そのため、光電気変換装置１は、光導波部材６から光素子４に入射する光信号を、光素子４にて電気信号（電流信号）に変換し、この電気信号を電子回路３の変換回路３０１にて電圧信号に変換するように動作する。

以上説明した構成によれば、光素子４に電気的に接続された電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２は、マウント基板２の厚み方向の両面（第１面２１、第２面２２）に分かれて搭載されている。要するに、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２は、光素子４と同じくマウント基板２の第１面２１に搭載される第１部品３１と、マウント基板２の第２面２２に搭載される第２部品３２とに分かれている。そのため、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２が全て光素子４と同じ面（第１面２１）に搭載される構成に比べて、マウント基板２として小さな基板を用いることが可能になり、光電気変換装置１の小型化を図ることができる。

しかも、光素子４と同じ第１面２１に搭載される第１部品３１は、電子回路３のうち、光素子４から出力される電流を電圧に変換する変換回路３０１を構成している。これにより、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２が全て光素子４と異なる面（第２面２２）に搭載される構成に比べて、光素子４と第１部品（変換回路３０１）３１との間の配線長を短くでき、光電気変換装置１のＳＮ比を向上させることができる。したがって、本実施形態の光電気変換装置１は、小型化を図りながらもＳＮ比の低下を抑制可能である、という利点がある。

（１．２）信号伝送装置の構成
本実施形態では、図２に示すように、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２との間で信号の伝送を行う信号伝送装置１００に光電気変換装置１が用いられる場合を例として説明する。信号伝送装置１００は、光電気変換装置１を用いた第１コネクタ１０１と、光ケーブル１０３を介して第１コネクタ１０１に光学的に結合された第２コネクタ１０２とを備えている。つまり、信号伝送装置１００は、第１コネクタ１０１と、第２コネクタ１０２と、光ケーブル１０３とを備えている。

本実施形態では、第２コネクタ１０２にも、第１コネクタ１０１に用いた光電気変換装置１と基本構造が共通の光電気変換装置１が用いられている。ただし、第１コネクタ１０１と基本構造が共通の光電気変換装置１を第２コネクタ１０２に用いることは、信号伝送装置１００に必須の構成ではない。たとえば第２コネクタ１０２にあっては、第１コネクタ１０１とは異なり、電子回路３を構成する電子部品がマウント基板２の第１面２１にのみ搭載されていてもよい。

光ケーブル１０３は、たとえば光ファイバに被覆を被せたケーブル（光ファイバケーブル）であって、第１コネクタ１０１の光素子４と第２コネクタ１０２の光素子４とを光学的に結合する。なお、ここでは光ケーブル１０３は光導波部材６を兼ねることとするが、光ケーブル１０３は、光導波部材６と別体として設けられ、光導波部材６と光学的に結合されていてもよい。

ここでは、第１コネクタ１０１は、フォトダイオードなどの受光素子を、光素子４として備えている。一方、第２コネクタ１０２は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等の半導体レーザ（レーザダイオード）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの発光素子を、光素子４として備えている。すなわち、信号伝送装置１００は、第２コネクタ１０２で電気信号を光信号に変換し、光ケーブル１０３を介して光信号を第１コネクタ１０１に伝送して、第１コネクタ１０１で光信号を電気信号に変換する。これにより、信号伝送装置１００は、第２コネクタ１０２に電気信号として入力された信号を、光信号を利用して第１コネクタ１０１に伝送し、第１コネクタ１０１から電気信号として出力することができる。

ところで、信号の受信側となる第１コネクタ１０１においては、受光素子からなる光素子４に電気的に接続される電子回路３は、光素子４から出力される電流を電圧に変換する変換回路３０１と、変換回路３０１の出力電圧を増幅する増幅回路３０２とを含んでいる。本実施形態では、第１コネクタ１０１における電子回路３は、プリ（前段）アンプとポスト（後段）アンプとの２段のアンプを含んでいる。そのため、光素子４の直後に接続されるプリアンプが変換回路３０１（図１Ａ参照）に相当し、プリアンプの後段に接続されるポストアンプが増幅回路３０２（図１Ｃ参照）に相当する。

一方、信号の送信側となる第２コネクタ１０２においては、発光素子からなる光素子４に電気的に接続される電子回路３は、光素子４に電気信号を出力して光素子４を駆動する駆動回路を含んでいる。本実施形態では、駆動回路は、ＶＣＳＥＬドライバ（レーザダイオードドライバ）である。

そして、信号伝送装置１００は、第１コネクタ１０１に上述した構造の光電気変換装置１を用いることにより、小型化を図りながらもＳＮ比の低下を抑制可能である、という利点がある。すなわち、信号の受信側である第１コネクタ１０１に光電気変換装置１が用いられることで、光素子（受光素子）４から電子回路３に入力される電気信号のＳＮ比の低下が抑制されて、受信感度の向上につながる。一方、信号の送信側である第２コネクタ１０２に上述した構造の光電気変換装置１を用いる場合においては、光素子（発光素子）４から出力される光信号のＳＮ比の低下が抑制されて、波形歪みの少ない光信号を第１コネクタ１０１へ伝送可能となる。

なお、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２とのいずれを信号の送信側とするかは任意であって、たとえば第１コネクタ１０１を信号の送信側とする場合、第１コネクタ１０１に発光素子、第２コネクタ１０２に受光素子がそれぞれ光素子４として設けられる。

（１．３）光電気変換装置の構成
（１．３．１）光電気変換装置の全体構成
以下、本実施形態の光電気変換装置１について詳しく説明する。以下に説明する光電気変換装置１は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

以下では、とくに断りがない限り、信号伝送装置１００に第１コネクタ１０１として用いられる光電気変換装置１に着目して、光電気変換装置１の具体的な構成を説明する。ただし、第２コネクタ１０２として用いられる光電気変換装置１についても、第１コネクタ１０１として用いられる光電気変換装置１と基本構造は共通である。

すなわち、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２とでは、光素子４が受光素子と発光素子とのどちらであるか、電子回路３が変換回路３０１および増幅回路３０２と、駆動回路とのどちらを含むかが異なるだけであって、基本構造は共通である。本実施形態では、第１コネクタ１０１は受信側であるから、第１コネクタ１０１として用いられる信号伝送装置１００においては、光素子４が受光素子であり、電子回路３が変換回路３０１および増幅回路３０２を含んでいる。したがって、以下の説明において、受光素子を発光素子に読み替え、かつ変換回路３０１および増幅回路３０２を駆動回路に読み替えれば、送信側である第２コネクタ１０２に用いられる光電気変換装置１についての説明になる。

本実施形態に係る光電気変換装置１は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、マウント基板２、電子回路３を構成する電子部品３１，３２、光素子４、および光結合部材５に加えて、電気コネクタ７をさらに備えている。電気コネクタ７は、マウント基板２に搭載され、電子回路３と電気的に接続される。本実施形態においては、マウント基板２は平面視で一方向に長い長方形状に形成されており、電気コネクタ７はマウント基板２の長手方向の一端部に設けられている。なお、ここでは光導波部材６は光電気変換装置１の構成要件に含まれることとして説明する。ただし、光導波部材６は光電気変換装置１の構成要件に含まれていなくてもよく、この場合、光電気変換装置１は、光導波部材６に接続（光学的に結合）した状態で使用されることになる。

以下、説明のためにマウント基板２の厚み方向を上下方向と定義し、マウント基板２から見て光結合部材５側を上方と定義する。さらに、マウント基板２の長手方向を前後方向と定義し、電気コネクタ７側を前方と定義する。つまり、以下では図１Ｂの上下を上下、左右を前後として説明する。また、上下方向および前後方向の両方に直交する方向（図１Ｂの紙面に直交する方向）を、左右方向と定義する。ただし、これらの方向は光電気変換装置１の使用形態を限定する趣旨ではない。

マウント基板２は、たとえばガラスエポキシ基板や紙フェノール基板などのプリント基板で構成されている。マウント基板２の厚み方向（上下方向）の両面のうち、光結合部材５が搭載される面、つまりマウント基板２の上面は、第１面２１を構成する。一方、マウント基板２の厚み方向の両面のうち、光結合部材５とは反対側の面、つまりマウント基板２の下面は、第２面２２を構成する。マウント基板２は両面基板からなり、その厚み方向の両面（第１面２１および第２面２２）には、電子部品３１，３２および光素子４が分かれて搭載される。

本実施形態では、電気コネクタ７は、マウント基板２の長手方向（前後方向）の一端部（前端部）において、光結合部材５とは反対側の面、つまりマウント基板２の第２面（下面）２２に搭載されている。電気コネクタ７は、電気的絶縁材料を用いて構成されるハウジング７１と、ハウジング７１に保持された複数本（ここでは９本）のコンタクト７２を有している。複数本のコンタクト７２は、導電性材料からなる。複数本のコンタクト７２のうちハウジング７１から突出した部位は、マウント基板２の第２面２２に形成された配線導体に電気的に接続されている。このように構成される電気コネクタ７は、相手側コネクタと機械的に接合され、複数本のコンタクト７２を相手側コネクタのコンタクトと接触させることで、電子回路３を相手側コネクタに対して電気的に接続する。なお、図１Ａ〜図１Ｃおよび図２以外の図面においては、電気コネクタ７の図示を省略する。

光結合部材５は、マウント基板２の第１面（上面）２１に搭載されている。ここでは、図１Ａに示すように、光結合部材５は、第１面２１の中央部に配置されている。光結合部材５は、光素子４と光導波部材６とを光学的に結合する機能を持つ構造であればよく、本実施形態では一例として、光結合部材５は、光素子４が搭載されたサブマウント基板５１を含んでいる。

要するに、本実施形態では、マウント基板２の上面（第１面２１）には、光結合部材５のサブマウント基板５１が搭載されており、さらに、サブマウント基板５１の上面には光素子４が実装（搭載）されている。言い換えれば、光素子４は、マウント基板２の第１面２１に直接的に搭載されるのではなく、光結合部材５のサブマウント基板５１を介して、第１面２１に間接的に搭載されている。ここで、光素子４は、サブマウント基板５１の前端部（電気コネクタ７に近い側の端部）に配置されている。

光導波部材６は、たとえば光ファイバなどであって、光素子４としての受光素子に入射する光（あるいは光素子４としての発光素子から出射される光）を導波する。光導波部材６は、後方から光結合部材５に導入されている。言い換えれば、光導波部材６は、光結合部材５から前後方向に沿って後方に引き出されている。光結合部材５は、光導波部材６の先端部（前端部）を保持し、光素子４と光導波部材６との相対的な位置関係を固定することにより、光素子４と光導波部材６とを光学的に結合する。光結合部材５の詳細については、下記「（１．３．２）光結合部材について」の欄で説明する。

ところで、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２は、上述したように、マウント基板２の第１面２１と第２面２２とに分かれて搭載されている。つまり、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２には第１部品３１と第２部品３２とが含まれており、第１部品３１は、マウント基板２の厚み方向の両面のうち、光結合部材５と同一面となる第１面（上面）２１に搭載されている。これに対して、第２部品３２は、マウント基板２の厚み方向の両面のうち、光結合部材５とは反対側の第２面（下面）２２に搭載されている。

信号の受信側である第１コネクタ１０１においては、上述したように、電子回路３は、光素子（受光素子）４から出力される電流を電圧に変換する変換回路３０１と、変換回路３０１の出力電圧を増幅する増幅回路３０２とを含んでいる。そして、変換回路３０１は、第１面２１に搭載される第１部品３１で構成されている。これに対して、増幅回路３０２は第２面２２に搭載される第２部品３２で構成されている。

さらに、上述したように、電子回路３に含まれる２段のアンプのうち、プリ（前段）アンプが変換回路３０１に相当し、ポスト（後段）アンプが増幅回路３０２に相当する。ここでは、変換回路３０１に相当するプリアンプは、光素子４から入力される電流信号を電圧信号に変換する機能と増幅機能とを有する、いわゆるトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）である。ここで、トランスインピーダンスアンプは、光素子４から入力されるノイズ電流を低減し、受信感度を高めるためにローパスフィルタを内蔵していることとする。増幅回路３０２に相当するポストアンプは、変換回路３０１の出力信号（電圧信号）を所定の振幅まで増幅する、いわゆるリミティングアンプである。ここで、リミティングアンプは、コンパレータを内蔵しており、後段のＡＤ変換器の入力に適した出力となるように変換回路３０１の出力信号を所定の電圧（振幅）まで増幅する。つまり、変換回路３０１を構成する第１部品３１は、ここではトランスインピーダンスアンプであり、増幅回路３０２を構成する第２部品３２は、ここではリミティングアンプである。

本実施形態において、第１部品３１および第２部品３２は、それぞれパッケージ化された集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）である。なお、一部の図面（図１Ａ〜図１Ｃ等）においては、変換回路３０１および増幅回路３０２を二点鎖線で示している。ただし、これは変換回路３０１および増幅回路３０２が第１部品３１や第２部品３２で構成されることを模式的に示しているに過ぎず、変換回路３０１および増幅回路３０２の実体を表している訳ではない。また、第１部品３１および第２部品３２は、それぞれパッケージ化された集積回路に限らず、たとえばパッケージを持たないベアチップや、ディスクリート半導体などであってもよい。

第１部品３１は、第１面２１において、光素子４と左右方向に並ぶように配置されている。言い換えれば、光素子４と第１部品３１とは、第１面２１に沿う面内において、光結合部材５からの光導波部材６の引出方向（ここでは前後方向）と交差する方向に並ぶように配置されている。とくに、本実施形態では、光素子４と第１部品３１とは、第１面２１に沿う面内において、光結合部材５からの光導波部材６の引出方向と直交する方向（左右方向）に並んでいる。ここでは、第１部品３１は、光素子４の右方（図１Ａでは上方）に、所定の間隔を空けて配置されている。

第２部品３２は、第２面２２における中央部に配置されている。第１面２１の中央部には光結合部材５が配置されているため、第２部品３２は、マウント基板２を挟んで光結合部材５の反対側となる位置に配置されていることになる。さらに、電気コネクタ７と第２部品３２とは、第２面２２において、光結合部材５からの光導波部材６の引出方向に並ぶように配置されている。ここでは、第２部品３２は、電気コネクタ７の後方（図１Ｃでは右方）に、所定の間隔を空けて配置されている。

本実施形態では、光素子４が電子回路（第１部品３１および第２部品３２）３を介して電気コネクタ７に電気的に接続されるように、電子回路３には電気コネクタ７および光素子４がそれぞれ電気的に接続されている。光素子４は、ワイヤを介して第１部品３１と電気的に接続されている。第１部品３１は、マウント基板２の第１面２１に形成された配線導体に対してワイヤによって接続されている。ただし、この構成に限らず、第１部品３１はマウント基板２にフリップチップ実装されていてもよい。

マウント基板２には、第１部品３１および第２部品３２が電気的に接続される配線導体が形成されている。この配線導体のうち、少なくとも第１部品３１と第２部品３２とを電気的に接続する部分の一部は、ビアまたはスルーホールのような異なる層間の接続を行う接続構造を採用している。また、配線導体のうち、第２部品３２と電気コネクタ７とを電気的に接続する部分は、第２面２２に形成されている。光素子４と電子回路（第１部品３１および第２部品３２）３との間の電気的な接続構造（配線導体等）については、実施形態２の「（２．２）電気的接続構造」の欄にて詳しく説明する。

（１．３．２）光結合部材について
次に、光結合部材５の具体的な構成について、図３、図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する。

光結合部材５は、サブマウント基板５１と、押さえ部材５２とを有している。サブマウント基板５１は、たとえばシリコン基板または樹脂成形基板からなる。サブマウント基板５１の上面には光素子４が実装されている。光素子４は、受光面（第２コネクタ１０２では発光面）を下方（サブマウント基板５１側）に向け、バンプ４１を介して光結合部材５にフリップチップ実装されている。サブマウント基板５１の表面（ここでは上面）には、光素子４と電気的に接続された配線路が形成されているが、この点については実施形態２において詳しく説明する。

サブマウント基板５１の上面には、前後方向に長い断面Ｖ字状の溝５３が形成されている。溝５３は、光結合部材５に後方から導入した光導波部材６が収まるように、光結合部材５の上面において後端縁から光素子４の実装位置にかけて形成されている。押さえ部材５２は、たとえばガラス製であって板状に形成されている。押さえ部材５２は、サブマウント基板５１の上面に対して、左右方向における溝５３の両側に跨るように取り付けられる。これにより、光導波部材６の先端部は、押さえ部材５２とサブマウント基板５１とに挟まれ、光結合部材５に固定される。なお、図３、図４Ａおよび図４Ｂ以外の図面においては、押さえ部材５２や溝５３などの図示を省略し、光結合部材５を簡略化して図示している。

図３、図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、光導波部材６は、光結合部材５に外部から導入される外部導波路（光ファイバなど）６１と、予め溝５３内に設けられている内部導波路６２とに分かれている。この場合、外部導波路６１の先端面が内部導波路６２の端面に光学的に結合されることで、溝５３内において内部導波路６２の分だけ外部導波路６１が延長されることになる。

ここで、溝５３の内側面のうち光導波部材６の先端面と対向する部位（溝５３の前端面）は、光導波部材６の先端面から出た光を光素子４の受光面に向けて反射するように、サブマウント基板５１の上面に対して４５度の角度で傾斜したミラー５４を構成する。ミラー５４は、たとえば金属メッキにより形成されている。ただし、サブマウント基板５１がシリコン基板である場合には、表面を鏡面加工することでミラー５４が形成されていてもよい。光導波部材（内部導波路６２）６の先端面とミラー５４との間の隙間は、図３に示すように、たとえば透明樹脂５５によって埋められていることが好ましい。なお、第２コネクタ１０２においては、ミラー５４は光素子４から出た光を光導波部材６の先端面に向けて反射することになる。

したがって、光素子４は、サブマウント基板５１を介して第１面２１に搭載されており、サブマウント基板５１に保持された状態の光導波部材６と光学的に結合されることになる。

（１．４）効果
以上説明した光電気変換装置１によれば、光素子４に電気的に接続された電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２は、マウント基板２の厚み方向の両面（第１面２１、第２面２２）に分かれて搭載されている。要するに、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２は、光素子４と同じくマウント基板２の第１面２１に搭載される第１部品３１と、マウント基板２の第２面２２に搭載される第２部品３２とに分かれている。そのため、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２が全て光素子４と同じ面（第１面２１）に搭載される構成に比べて、マウント基板２として小さな基板を用いることが可能になり、光電気変換装置１の小型化を図ることができる。つまり、マウント基板２に搭載される全ての部品がマウント基板２の厚み方向の一面（第１面２１）に搭載される場合に比べて、該一面上における部品の占有面積を小さく抑えることができるので、光電気変換装置１の小型化を図ることが可能である。

しかも、光素子４と同じ第１面２１に搭載される第１部品３１は、電子回路３のうち、光素子４から出力される電流を電圧に変換する変換回路３０１を構成している。これにより、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２が全て光素子４と異なる面（第２面２２）に搭載される構成に比べて、光素子４と第１部品（変換回路３０１）３１との間の配線長を短くでき、光電気変換装置１のＳＮ比を向上させることができる。したがって、本実施形態の光電気変換装置１は、小型化を図りながらもＳＮ比の低下を抑制可能である、という利点がある。

以下、上述したような本実施形態の光電気変換装置１の効果について、比較例と対比しつつ、さらに詳しく説明する。ここでは、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２が全て、マウント基板２における光素子４と反対側の面（第２面２２）に搭載された構成の光電気変換装置を比較例とする。ただし、以下では、本実施形態の光電気変換装置１、および比較例のいずれについても、信号の受信側となる第１コネクタ１０１として用いられる場合を想定している。

すなわち、比較例においては、光素子（受光素子）４と第１部品（変換回路３０１）３１とがマウント基板２の厚み方向の両面に分かれて設けられているため、光素子４と第１部品３１との間の配線は、マウント基板２の厚み方向の両面に跨って形成される。そのため、光素子４と第１部品３１とが同一面に設けられる場合に比べると、比較例においては光素子４と第１部品３１との間の配線長が長くなる。光素子４と第１部品３１との間の配線長が長くなると、光素子４と第１部品３１との間の配線の寄生容量が大きくなり、光電気変換装置の受信感度の低下につながる。しかも、比較例のようにマウント基板２の厚み方向の両面にある部品（光素子４と電子部品３１）同士を電気的に接続する場合、一般に、ビアまたはスルーホールのような異なる層間の接続を行う接続構造が採用されることになる。この種の接続構造にあっては、同一面内での接続を行う接続構造に比べて、配線の寄生容量が大きくなり、このことも光電気変換装置の受信感度の低下につながる。

配線の寄生容量と受信感度との関係について、もう少し詳しく説明する。光電気変換装置においては、第１部品３１の入力換算ＲＭＳ（実効値）ノイズ電流が受信感度にて決定され、該ノイズ電流が大きくなるほど受信感度は低下する。ここで、該ノイズ電流は、フォトダイオードからなる光素子４の端子間容量の大きさに比例し、光素子４の端子間容量が大きくなるほどノイズ電流が大きくなる。そして、光素子４の実効的な端子間容量には、光素子４と第１部品３１との間の配線の寄生容量も含まれるため、光素子４と第１部品３１との間の配線の寄生容量が大きくなるほどノイズ電流が大きくなる。ノイズ電流が大きくなれば、光素子４から電子回路３に入力される電気信号のＳＮ比が低下し、受信感度は低下する。

さらに、変換回路３０１の入力インピーダンスは高インピーダンスであるため、光素子４と第１部品３１との間の配線長が長いと、この間の配線にノイズが重畳しやすくなる。光素子４から第１部品３１に出力される電気信号は微弱な信号であり、光素子４と第１部品３１との間の配線に重畳するノイズによっても、光素子４から電子回路３に入力される電気信号のＳＮ比が低下し、受信感度が低下する可能性がある。

これに対して、本実施形態の光電気変換装置１では、光素子（受光素子）４と第１部品（変換回路３０１）３１とがマウント基板２の同一面に設けられているため、比較例に比べて光素子４と第１部品３１との間の配線長が短くなる。しかも、本実施形態のようにマウント基板２の同一面にある部品（光素子４と電子部品３１）同士を電気的に接続するための接続構造は、ビアまたはスルーホールのような異なる層間の接続を行う接続構造に比べて、配線の寄生容量が小さくなる。そのため、本実施形態の光電気変換装置１によれば、比較例に比較して、光素子４から電子回路３に入力される電気信号のＳＮ比が向上し、受信感度を向上することが可能になる。

また、本実施形態のように、電子回路３が、光素子４から出力される電流を電圧に変換する変換回路３０１と、変換回路３０１の出力電圧を増幅する増幅回路３０２とを含む場合、増幅回路３０２は第２部品３２で構成されていることが好ましい。この構成によれば、電子回路３のうち増幅回路３０２については、第２面２２に搭載されることになるので、第１部品３１と第２部品３２との両方が光素子４と同じ面（第１面２１）に搭載される構成に比べて、マウント基板２の小型化が可能になる。しかも、変換回路３０１と増幅回路３０２との間の配線は、光素子４と変換回路３０１との間の配線に比べて、ＳＮ比への影響が小さいため、第１部品３１と第２部品３２とが異なる面に搭載されていても、光電気変換装置１のＳＮ比への影響は小さい。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意であって、電子回路３は増幅回路３０２を含んでいなくてもよい。

また、本実施形態のように、光素子４と第１部品３１とは、第１面２１に沿う面内において、光結合部材５からの光導波部材６の引出方向（ここでは前後方向）と交差する方向に並ぶように配置されていることが好ましい。この構成によれば、同一面（第１面２１）に搭載される光素子４と第１部品３１とが光導波部材６の引出方向に並ぶ場合に比べて、光導波部材６の引出方向におけるマウント基板２の寸法を小さく抑えることができる。とくに、本実施形態のように、光素子４と第１部品３１とは、第１面２１に沿う面内において、光結合部材５からの光導波部材６の引出方向と直交する方向（左右方向）に並んでいることが好ましい。ここでいう「直交」とは、厳密に９０度で交差している状態だけでなく、略直交しているとみなせる状態も含み、光素子４と第１部品３１とが並ぶ方向は、光導波部材６の引出方向と９０度で交差する方向に対して若干傾いていてもよい。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意であって、光素子４と第１部品３１とが光導波部材６の引出方向に並んでいてもよい。

また、本実施形態のように、光結合部材５は、光素子４が搭載されたサブマウント基板５１を含むことが好ましい。この場合、光素子４は、サブマウント基板５１を介して第１面２１に搭載されており、サブマウント基板５１に保持された状態の光導波部材６と光学的に結合されることが好ましい。この構成によれば、光素子４が光結合部材５の一部であるサブマウント基板５１上に搭載されるので、光素子４と光結合部材５とが横並びに配置される場合に比べて、マウント基板２の第１面２１における光素子４および光結合部材５の占有面積を小さくできる。また、本実施形態のように、サブマウント基板５１に溝５３を設けたことで、光導波部材６の位置決め精度が向上し、光導波部材６と光素子４との光学的な結合状態が安定する。したがって、光素子４と光導波部材６との間に位置ずれが生じ難く、光結合損失（ロス）を低減できる、という利点もある。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意であって、光結合部材５はサブマウント基板５１を含んでいなくてもよい。

また、本実施形態のように、光電気変換装置１は、マウント基板２に搭載され、電子回路３と電気的に接続される電気コネクタ７をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、電子回路３と外部回路とが電気コネクタ７にて簡単に電気的に接続可能となる。さらに、電気コネクタ７は、本実施形態のように、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２のうち、電気コネクタ７に直接接続された第２部品３２と同一面（第２面２２）に搭載されていることが好ましい。これにより、電気コネクタ７と第２部品３２とが異なる面にある場合に比べて、電気コネクタ７と第２部品３２との間の配線長を短くでき、電気コネクタ７と第２部品３２との間で生じる損失を小さく抑えることができる。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意であって、電気コネクタ７は省略されていてもよい。

また、本実施形態のように、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２との間で信号の伝送を行う信号伝送装置１００に光電気変換装置１が用いられる場合、小型化を図りながらもＳＮ比の低下を抑制可能である、という利点がある。すなわち、信号の受信側である第１コネクタ１０１に光電気変換装置１が用いられることで、光素子（受光素子）４から電子回路３に入力される電気信号のＳＮ比の低下が抑制されて、受信感度の向上につながる。一方、信号の送信側である第２コネクタ１０２に上述した構造の光電気変換装置１を用いる場合においては、光素子（発光素子）４から出力される光信号のＳＮ比の低下が抑制されて、波形歪みの少ない光信号を第１コネクタ１０１へ伝送可能となる。

（１．５）変形例
（１．５．１）第１変形例
実施形態１の第１変形例について、図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。本変形例では、光結合部材の構成が実施形態１の光電気変換装置１と相違する。光結合部材以外の構成は実施形態１と同様であるので、以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本変形例において、光結合部材５１０は透光性樹脂にて形成されている。本変形例では、光素子４は、受光面（第２コネクタ１０２では発光面）を上方に向け、マウント基板２の第１面２１に直接的に搭載（実装）されている。ここでは、光素子４と第１部品３１とは第１面２１上において左右方向に並べて配置されている。光結合部材５１０は、光導波部材６を保持する保持ブロック５１１と、光素子４の上方に配置されるレンズブロック５１２とを有している。なお、光結合部材５１０は、光素子４および第１部品３１の両方を覆う形でマウント基板２に搭載されている。そのため、光結合部材５１０におけるマウント基板２との対向面（下面）には、光素子４および第１部品３１との干渉を回避するための凹所が形成されている。ただし、光結合部材５１０は光素子４のみを覆っていればよく、第１部品３１は光結合部材５１０に覆われていなくてもよい。

保持ブロック５１１には、前後方向（図５Ｂの左右方向）に貫通する断面円形状の貫通孔５１３が形成されている。光結合部材５１０は、貫通孔５１３に後方から光導波部材６を導入し、光導波部材６を貫通孔５１３内で保持する。

レンズブロック５１２は、光導波部材６からの光を平行光に変換する第１レンズ５１４と、ミラー５１５と、ミラー５１５で反射された光を光素子４に集光する第２レンズ５１６とを有している。ミラー５１５は、第１レンズ５１４からの光（平行光）を第２レンズ５１６に向けて反射するように、マウント基板２の第１面２１に対して４５度の角度で傾斜している。ミラー５１５は、たとえば金属メッキにより形成されている。あるいは、透光性樹脂からなるレンズブロック５１２の屈折率が空気の屈折率より大きいことによりレンズブロック５１２と空気との界面では全反射が生じるので、ミラー５１５は、この全反射を利用して光を反射する構成であってもよい。つまり、ミラー５１５はレンズブロック５１２における空気との界面そのものであってもよい。

このように構成される光結合部材５１０は、光導波部材６の先端面からの光を第１レンズ５１４で平行光に変換（コリメート）し、この平行光をミラー５１５で反射して第２レンズ５１６によって光素子（受光素子）４の受光面に集光する。なお、第２コネクタ１０２においては、光結合部材５１０は、第２レンズ５１６によって光素子（発光素子）４の発光面からの光を平行光に変換（コリメート）し、この平行光をミラー５１５で反射して第１レンズ５１４によって光導波部材６の先端面に集光する。したがって、光素子４と光導波部材６とは、光結合部材５１０によって光学的に結合されることになる。

以上説明したように、光電気変換装置１は、種々の構成の光結合部材を適宜採用することが可能である。本変形例では、光素子４と光導波部材６とは、光結合部材５１０を介して光学的に結合されており、光結合部材５１０は、透光性材料を用いて形成され、光素子４と光導波部材６との間の光路上に配置されるレンズとミラーとの少なくとも一方を有している。つまり、光結合部材５１０は、それ自身が光素子４と光導波部材６との間において光を通すことになる。そして、光素子４と光導波部材６との間の光路上にレンズ（第１レンズ５１４および第２レンズ５１６）とミラー５１５との少なくとも一方（ここでは両方）を有することにより、光導波部材６と光素子４との光学的な結合状態が安定する。したがって、光素子４と光導波部材６との間に位置ずれが生じ難く、光結合損失（ロス）を低減できる。

なお、第１レンズ５１４（または第２レンズ５１６）にて変換（コリメート）された後の平行光は、完全な平行光線である必要はなく、平行光に近い状態であればよい。

（１．５．２）その他の変形例
ところで、実施形態１の光電気変換装置１は、上述した構成に限らず適宜の変更が可能である。実施形態１における第１変形例以外の変形例を以下に列挙する。

たとえば、電子回路３を構成する電子部品は２つに限らず、３つ以上あってもよい。この場合、３つ以上の電子部品が、第１面２１に搭載される第１部品３１と、第２面２２に搭載される第２部品３２とに分かれることになる。たとえば電子部品が３つであれば、第１部品３１が２つで第２部品３２が１つ、または第１部品３１が１つで第２部品３２が２つになる。

また、光素子４および電子回路３を含む通信系統が、１つのマウント基板２に複数系統搭載されていてもよい。つまり、実施形態１では、１つのマウント基板２に対して、光素子４および電子回路３の組み合わせが１組だけ搭載されているが、光素子４および電子回路３の同様の組み合わせが、１つのマウント基板２に複数組搭載されていてもよい。この場合、通信系統の数に応じてマウント基板２が大きくなるので、マウント基板２を大型化を抑えるべく、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２がマウント基板２の厚み方向の両面に分かれて搭載されることはとくに有用である。たとえば、信号伝送装置１００においては、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２との各々に発光素子または受光素子が複数個ずつ設けられることになる。この場合、信号伝送装置１００は、多チャンネルの信号の伝送が可能になる。

また、マウント基板２はリジッド基板に限らず、マウント基板２の少なくとも一部がフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）を用いて構成されていてもよい。

（実施形態２）
本実施形態に係る光電気変換装置１は、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、光素子４が、光信号を電気信号に変換する受光素子４０１と、電気信号を光信号に変換する発光素子４０２とを含む点で、実施形態１の光電気変換装置１と相違する。すなわち、本実施形態の光電気変換装置１は、複数（ここでは２つ）の光素子４を備えており、これら複数の光素子４の１つが受光素子４０１、他の１つが発光素子４０２である。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

（２．１）全体構成
光導波部材６は、受光素子４０１に光学的に結合される受光側導波部材６０１と、発光素子４０２に光学的に結合される発光側導波部材６０２とを含んでいる。すなわち、本実施形態では、光導波部材６についても光素子４と同様に複数（ここでは２つ）設けられており、これら複数の光導波部材６の１つが受光側導波部材６０１、他の１つが発光側導波部材６０２である。

本実施形態においては、電子回路３は、発光素子４０２に電気信号を出力して発光素子４０２を駆動する（発光させる）駆動回路３０３をさらに含む。駆動回路３０３は、実施形態１でも説明したように、たとえばＶＣＳＥＬドライバ（レーザダイオードドライバ）である。

図６Ａ〜図６Ｃの例においては、駆動回路３０３は、第２部品３２で構成されている。つまり、駆動回路３０３は、第２部品３２は、マウント基板２の厚み方向の両面のうち、光結合部材５とは反対側の第２面（下面）２２に搭載された第２部品３２にて構成されている。第２部品３２は、実施形態１と同様にパッケージ化された集積回路であって、駆動回路３０３だけでなく増幅回路３０２も構成している。なお、一部の図面（図６Ａ〜図６Ｃ等）においては、駆動回路３０３を二点鎖線で示しているが、これは駆動回路３０３が第２部品３２で構成されることを模式的に示しているに過ぎず、駆動回路３０３の実体を表している訳ではない。また、実施形態１と同様に、第２部品３２はパッケージ化された集積回路に限らず、たとえばパッケージを持たないベアチップや、ディスクリート半導体などであってもよい。

ところで、受光素子４０１および発光素子４０２は、いずれも第１部品３１と同様にマウント基板２の第１面２１に搭載されている。発光素子４０２は、第１面２１に搭載された光結合部材５にて発光側導波部材６０２と光学的に結合されている。ただし、発光素子４０２および発光側導波部材６０２の関係については、実施形態１で説明した光素子（受光素子４０１）４および光導波部材（受光側導波部材６０１）６の関係と同じであるから、ここでは詳しい説明は省略する。

ここにおいて、受光素子４０１と発光素子４０２とは、第１面２１に沿う面内において、光結合部材５からの光導波部材６の引出方向（ここでは前後方向）と交差する方向に並ぶように配置されている。とくに、本実施形態では、２つの光素子（受光素子４０１および発光素子４０２）４と第１部品３１とが、光導波部材６の引出方向と交差する一直線上に並ぶように配置されている。ただし、受光素子４０１と発光素子４０２とは、それぞれの中心点が光導波部材６の引出方向において互いにずれるように配置されていることが好ましい。これにより、受光素子４０１と発光素子４０２との干渉を回避しつつ、光導波部材６の引出方向と直交する方向（左右方向）における受光素子４０１と発光素子４０２とのピッチを狭めることが可能である。

なお、本実施形態では、受光素子４０１が実装されたサブマウント基板５１と、発光素子４０２が実装されたサブマウント基板５１とは、光導波部材６の引出方向と直交する方向（左右方向）に隙間を空けて並んでいる。ただし、これら２つのサブマウント基板５１は、隙間なく並べられていてもよい。

（２．２）電気的接続構造
次に、光素子４と電子回路（第１部品３１および第２部品３２）３との間の電気的な接続構造（配線導体等）について、図７を参照して説明する。なお、図７では、受光素子４０１と受光側導波部材６０１との間、および発光素子４０２と発光側導波部材６０２との間が、１つの光結合部材５にて光学的に結合されているが、この点については、「（２．４．２）第２変形例」の欄にて説明する。

図７の例において、サブマウント基板５１の表面には、光素子４と電気的に接続された配線路８１が形成されている。配線路８１の少なくとも一部は、第１面２１に沿う面内において、光結合部材５からの光導波部材６の引出方向（ここでは前後方向）と交差する方向に延長されている。たとえば受光素子４０１に接続された配線路８１は、受光素子４０１から前方（電気コネクタ７側）に引き出され、その先が右方（第１部品３１側）に屈曲されることでＬ字状に形成されている。同様に、発光素子４０２に接続された配線路８１は、発光素子４０２から前方（電気コネクタ７側）に引き出され、その先が左方（第１部品３１とは反対側）に屈曲されることでＬ字状に形成されている。

そして、受光素子４０１に接続された配線路８１は、ワイヤ８２にて、第１部品３１と電気的に接続されている。具体的には、ワイヤ８２は、受光素子４０１に接続された配線路８１の先端部と、第１部品３１の上面に形成されているパッド８３とを接続することにより、マウント基板２を通さずに、受光素子４０１と第１部品３１とを直接的に接続する。さらに、第１部品３１は、マウント基板２の第１面２１に形成された配線導体８４に対しワイヤ８２にて電気的に接続される。また、発光素子４０２に接続された配線路８１は、第１部品３１を通さずに、ワイヤ８２にて、マウント基板２の第１面２１に形成された配線導体８４に直接的に接続される。

また、第１面２１に形成された少なくとも一部の配線導体８４は、ビア８５を通して、第２面２２に形成された配線導体と電気的に接続されている。これにより、マウント基板２の第１面２１上の配線導体８４と第２面２２上の配線導体とが電気的に接続される。その結果、第１部品３１と第２部品３２とが電気的に接続され、かつ発光素子４０２と第２部品３２とが電気的に接続されることになる。

なお、図７では光素子４と電子回路（第１部品３１および第２部品３２）３との間の電気的な接続構造（配線導体等）の一部を模式的に図示しているだけであって、全ての接続構造を図示している訳ではなく、形状や寸法についても何ら限定する趣旨ではない。たとえば、サブマウント基板５１の表面に形成された配線路８１は、Ｌ字状である必要はなく、光導波部材６の引出方向と交差する方向に沿った直線状に形成されていてもよい。また、図７以外の図面では、ワイヤ８２、パッド８３、配線導体８４、およびビア８５の図示を省略している。

（２．３）効果
以上説明した本実施形態の光電気変換装置１によれば、光素子４が、光信号を電気信号に変換する受光素子４０１と、電気信号を光信号に変換する発光素子４０２とを含むので、第１コネクタ１０１と第２コネクタ１０２との間で双方向に信号の伝送が可能になる。しかも、光素子４が１個だけの場合に比べてマウント基板２が大きくなるので、マウント基板２を大型化を抑えるべく、電子回路３を構成する複数の電子部品３１，３２がマウント基板２の厚み方向の両面に分かれて搭載されることはとくに有用である。

また、本実施形態のように、サブマウント基板５１上で光素子４と電気的に接続された配線路８１は、少なくとも一部が、第１面２１に沿う面内において、光結合部材５からの光導波部材６の引出方向と交差する方向に延長されていることが好ましい。これにより、光素子４と第１部品３１との間の配線長をより短く抑えることができ、ＳＮ比の低下をより抑えることができる。とくに、受光素子４０１に接続された配線路８１と、第１部品３１とがワイヤ８２によって直接的に接続されている場合、光素子４と第１部品３１との間の配線長をより短く抑えることができる。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意であって、配線路８１の形状は適宜変更可能である。

また、本実施形態のように、駆動回路３０３は、第２部品３２で構成されていることが好ましい。この構成によれば、電子回路３のうち駆動回路３０３については、第２面２２に搭載されることになるので、第１部品３１と第２部品３２との両方が光素子４と同じ面（第１面２１）に搭載される構成に比べて、マウント基板２の小型化が可能になる。しかも、発光素子４０２と駆動回路３０３との間の配線は、受光素子４０１と変換回路３０１との間の配線に比べて、ＳＮ比への影響が小さいため、駆動回路３０３が第２面２２に搭載されていても、光電気変換装置１のＳＮ比への影響は小さい。ただし、この構成は必須の構成ではなく、この構成を採用するか否かは任意である。

（２．４）変形例
（２．４．１）第１変形例
実施形態２の第１変形例について、図８Ａおよび図８Ｂを参照して説明する。本変形例では、駆動回路３０３が第１部品３３で構成されている点で、実施形態２の光電気変換装置１と相違する。それ以外の構成は実施形態２と同様であるので、以下、実施形態２と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

すなわち、本変形例においては、駆動回路３０３は、第２部品３２ではなく、光結合部材５と同一面（第１面２１）に搭載された第１部品３３で構成されている。駆動回路３０３を構成する第１部品３３は、変換回路３０１を構成する第１部品３１とは別に設けられている。ここでは、受光素子４０１および第１部品３１の位置関係と、発光素子４０２および第１部品３３の位置関係とが左右方向において略対称である。つまり、第１部品３３は、第１面２１において、発光素子４０２と左右方向に並ぶように配置されている。第１部品３３は、発光素子４０２の左方（図８Ａでは下方）に、所定の間隔を空けて配置されている。

本変形例によれば、発光素子４０２と同じ第１面２１に搭載される第１部品３３は、電子回路３のうち、発光素子４０２を駆動する駆動回路３０３を構成している。これにより、駆動回路３０３が第２部品３２にて構成される場合に比べて、発光素子４０２と第１部品（駆動回路３０３）３３との間の配線長を短くでき、光電気変換装置１のＳＮ比を向上させることができる。つまり、発光素子４０２と駆動回路３０３との間の配線長が長くなると、配線の寄生容量やインダクタンスが大きくなり、発光素子４０２から出力される光信号波形に歪みが生じやすくなるので、配線長を短くすることで、波形歪みを低減できる。とくに、伝送速度が速い（たとえば３〔Ｇｂｐｓ〕以上）場合、波形歪みが生じやすいため、本変形例の構成は有用である。なお、配線長だけでなく、ビアまたはスルーホールのような異なる層間の接続を行う接続構造を採用する必要がないことも、配線の寄生容量の低下につながり、波形歪みの低減に寄与する。

（２．４．２）第２変形例
実施形態２の第２変形例について、図９を参照して説明する。本変形例では、実施形態１の第１変形例と同様の光結合部材５１０を用いている点で、実施形態２と相違する。また、ここでは、実施形態２の変形例１と同様に、駆動回路３０３が第１部品３３で構成されているが、駆動回路３０３は第２部品３２で構成されていてもよい。それ以外の構成は実施形態２と同様であるので、以下、実施形態２と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本変形例では、実施形態２の第１変形例における光結合部材５が、実施形態１の第１変形例で説明した光結合部材５１０に置き換えられている。本変形例において、受光素子４０１と発光素子４０２とのそれぞれに対応して、個別に光結合部材５１０が用いられている。光素子４と光導波部材６との間の光路上に設けられたレンズ（第１レンズ５１４および第２レンズ５１６）、およびミラー５１５についても、受光素子４０１と発光素子４０２とのそれぞれに対応して、個別に設けられている。

この構成によれば、光結合部材５１０は、それ自身が光素子４と光導波部材６との間において光を通すことになる。そして、光素子４と光導波部材６との間の光路上にレンズ（第１レンズ５１４および第２レンズ５１６）とミラー５１５との少なくとも一方（ここでは両方）を有することにより、光導波部材６と光素子４との光学的な結合状態が安定する。したがって、光素子４と光導波部材６との間に位置ずれが生じ難く、光結合損失（ロス）を低減できる。

（２．４．３）第３変形例
実施形態２の第３変形例について、図１０および図１１を参照して説明する。本変形例では、受光素子４０１と受光側導波部材６０１との間、および発光素子４０２と発光側導波部材６０２との間が、１つの光結合部材５（図１１では「５１０」）にて光学的に結合されている点で、実施形態２と相違する。それ以外の構成は実施形態２と同様であるので、以下、実施形態２と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

すなわち、図１０に示すように、本実施形態では、受光素子４０１と発光素子４０２とで１つの光結合部材５が共用されており、１つのサブマウント基板５１に対して２つの光素子（受光素子４０１および発光素子４０２）４が搭載されている。ここでは図示を省略しているが、押さえ部材５２（図７参照）についても、受光側導波部材６０１および発光側導波部材６０２で１つの押さえ部材５２が用いられている。

また、図１１は、実施形態２の第２変形例に対応する１つの光結合部材５１０が、受光素子４０１と発光素子４０２とで共用されている。なお、図１１の例では、実施形態２の第２変形例と異なり、駆動回路３０３は第２部品３２で構成されている。

以上説明した本変形例の構成によれば、受光素子４０１と発光素子４０２との間のピッチ、および受光側導波部材６０１と発光側導波部材６０２との間のピッチを、それぞれ精度よく設定することができる。たとえば受光側導波部材６０１と発光側導波部材６０２とが一体になった２芯の光ケーブル１０３を用いる場合、光ケーブル１０３における受光側導波部材６０１と発光側導波部材６０２とのピッチに合わせて受光素子４０１と発光素子４０２とを配置できる。

（２．４．４）その他の変形例
ところで、実施形態２の光電気変換装置１は、上述した構成に限らず適宜の変更が可能である。

たとえば、電子回路３のうち、変換回路３０１および増幅回路３０２が第１部品３１で構成され、駆動回路３０３が第２部品３２で構成されていてもよい。すなわち、受光素子４０１に電気的に接続される変換回路３０１および増幅回路３０２はいずれもマウント基板２の第１面２１に搭載され、発光素子４０２に電気的に接続される駆動回路３０３はマウント基板２の第２面２２に搭載されることになる。この場合でも、電子部品３１，３２が第１面２１と第２面２２とに分かれて搭載されることにより、小型化を図りながらもＳＮ比の低下を抑制可能である、という利点がある。

なお、上述した各構成（各変形例を含む）は、適宜組み合わせて採用することが可能である。

１ 光電気変換装置
２ マウント基板
２１ 第１面
２２ 第２面
３ 電子回路
３１，３３ 第１部品（電子部品）
３２ 第２部品（電子部品）
３０１ 変換回路
３０２ 増幅回路
３０３ 駆動回路
４ 光素子
４０１ 受光素子
４０２ 発光素子
５，５１０ 光結合部材
５１ サブマウント基板
６ 光導波部材
６０１ 受光側導波部材
６０２ 発光側導波部材
７ 電気コネクタ
８１ 配線路
１００ 信号伝送装置
１０１ 第１コネクタ
１０２ 第２コネクタ
１０３ 光ケーブル

Claims (13)

1. 厚み方向の一面を第１面とし他面を第２面とするマウント基板と、
   前記マウント基板に搭載され、電子回路を構成する複数の電子部品と、
   前記マウント基板の前記第１面に搭載され、かつ前記電子回路に電気的に接続され、光導波部材と前記電子回路との間で光電変換を行う光素子と、
   前記マウント基板の前記第１面に搭載され、前記光素子と前記光導波部材とを光学的に結合する光結合部材とを備え、
   前記電子回路は、前記光素子から出力される電流を電圧に変換する変換回路を含み、
   前記複数の電子部品は、前記第１面に搭載される第１部品と、前記第２面に搭載される第２部品とを有し、
   前記変換回路は、前記第１部品で構成されている
   ことを特徴とする光電気変換装置。
2. 前記電子回路は、前記変換回路の出力電圧を増幅する増幅回路をさらに含み、
   前記増幅回路は、前記第２部品で構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電気変換装置。
3. 前記光素子と前記第１部品とは、前記第１面に沿う面内において、前記光結合部材からの前記光導波部材の引出方向と交差する方向に並ぶように配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の光電気変換装置。
4. 前記光結合部材は、前記光素子が搭載されたサブマウント基板を含み、
   前記光素子は、前記サブマウント基板を介して前記第１面に搭載されており、前記サブマウント基板に保持された状態の前記光導波部材と光学的に結合される
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電気変換装置。
5. 前記サブマウント基板の表面には、前記光素子と電気的に接続された配線路が形成されており、
   前記配線路の少なくとも一部は、前記第１面に沿う面内において、前記光結合部材からの前記光導波部材の引出方向と交差する方向に延長されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光電気変換装置。
6. 前記光素子と前記光導波部材とは、前記光結合部材を介して光学的に結合されており、
   前記光結合部材は、透光性材料を用いて形成され、前記光素子と前記光導波部材との間の光路上に配置されるレンズとミラーとの少なくとも一方を有している
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電気変換装置。
7. 前記光素子は、光信号を電気信号に変換する受光素子と、電気信号を光信号に変換する発光素子とを含み、
   前記光導波部材は、前記受光素子に光学的に結合される受光側導波部材と、前記発光素子に光学的に結合される発光側導波部材とを含み、
   前記電子回路は、前記発光素子に前記電気信号を出力して前記発光素子を駆動する駆動回路をさらに含む
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光電気変換装置。
8. 前記駆動回路は、前記第１部品で構成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の光電気変換装置。
9. 前記駆動回路は、前記第２部品で構成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の光電気変換装置。
10. 前記受光素子と前記受光側導波部材との間、および前記発光素子と前記発光側導波部材との間は、１つの前記光結合部材にて光学的に結合されている
    ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の光電気変換装置。
11. 前記マウント基板に搭載され、前記電子回路と電気的に接続される電気コネクタをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光電気変換装置。
12. 前記光素子および前記電子回路を含む通信系統が、１つの前記マウント基板に複数系統搭載されている
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光電気変換装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光電気変換装置を用いた第１コネクタと、
    光ケーブルを介して前記第１コネクタに光学的に結合された第２コネクタとを備え、
    前記第１コネクタと前記第２コネクタとの間で光信号を伝送するように構成されている
    ことを特徴とする信号伝送装置。

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