JP4207149B2 - 光通信モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信モジュールに関するものである。特に、同一構造からなる複数の多芯光通信モジュールを多段に接続できる小型軽量の光通信モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（従来技術１）
多数本の光ファイバで双方向通信を行うとき、図20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。
【０００３】
この光通信モジュールの一例としては、図21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330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。
【０００４】
そして、このような光通信モジュールの直前まで多芯光ファイバ330を引き込み、図22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。
【０００５】
（従来技術２）
一方、特許文献１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。
【０００６】
（従来技術３）
また、光ファイバ一本で送受信機能を有するものとして、特許文献２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。
【０００７】
【特許文献１】
特開2000-200937号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平11-68705号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来技術では、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。
【００１０】
従来技術１の光通信モジュールでは、多芯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。
【００１１】
また、従来技術２では送信機のみしか収納できず、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。
【００１２】
さらに、従来技術３では、一本の光ファイ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。
【００１３】
従って、本発明の主目的は、小型軽量化した光通信モジュールを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、同一構造の複数の光通信モジュールを用いて多段に接続することができる光通信モジュールを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、多芯光ファイバを分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。
【００１６】
また、本発明の別の目的は、並列ピッチの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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多芯の光伝送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。
【００１８】
本発明光通信モジュールは、第１の端部と、第２の端部と、光信号処理部と、前記第１の端部から前記光信号処理部へ光結合する信号処理用光伝送媒体と、前記第１の端部から前記第２の端部へ中継する中継用光伝送媒体とを有する光通信モジュールである。そして、複数の当該光通信モジュールを後段の光通信モジュールの第１の端部と前段の光通信モジュールの第２の端部とで接続すると、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合されることを特徴とする。
【００１９】
今まで、複数の光伝送媒体に対して、長手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。
【００２０】
さらに、複数の当該光通信モジュールを第１の端部と第２の端部とで接続した際、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合されるように構成することで、同一構造の複数の光通信モジュールで多段接続が可能になる。そのため、光通信モジュールは一種類の構成を作製すればよく、量産性の良い低コストの光通信モジュールが実現できる。
【００２１】
上記の光通信モジュールにおいて、第２の端部に露出した中継用光伝送媒体の端部と、前記第１の端部に露出した信号処理用光伝送媒体の端部および一部の中継用光伝送媒体とが光結合されるように配置されることが望ましい。
【００２２】
この構成により、複数の当該光通信モジュールを第１の端部と第２の端部とで接続すると、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合される。
【００２３】
信号処理用光伝送媒体が１番目に配列され、前記中継用光伝送媒体が２番目からn番目まで配列される少なくとも一つの光伝送媒体群を有し、第１の端部においてn番目に配列される中継用光伝送媒体は、第２の端部においてn-1番目に配列されることが好適である。
【００２４】
この構成により、複数の光信号処理部を有する光通信モジュールも容易に形成することができ、縦列接続される光通信モジュールの数を少なくすることができる。
【００２５】
また、第１の端部に露出した各中継用光伝送媒体の一端と、第２の端部に露出した各中継用光伝送媒体の他端が直線上に位置し、複数の光通信モジュールを前記直線と直交する方向にずらして接続できるように、第１の端部および第２の端部に互いに適合する位置決め部を有することも好ましい。
【００２６】
この構成により、直線状の光伝送媒体だけからなる光通信モジュールを縦列接続して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。加えて、複数の光通信モジュールを前記直線と直交する方向にずらして接続しても、各モジュールを確実に接続できると共に、光伝送媒体同士の位置合わせも確実に行なうことができる。
【００２７】
中継用光伝送媒体は、屈曲された光路変換部を有することが好適である。複数の本発明光通信モジュールを第１の端部と第２の端部とで接続した際、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合されるようにするには、中継用光伝送媒体を屈曲させることで容易に実現できる。中継用光伝送媒体が光ファイバの場合は容易に屈曲でき、光導波路の場合にはフォトリソグラフィー技術を用いて自由な光路を形成できるため、光路変換部の形成は容易に行なえる。
【００２８】
屈曲された光路変換部と屈曲されていない直線部とからなる中継用光伝送媒体が単一の光通信モジュールに形成されていることが望ましい。
【００２９】
光路変換部と直線部が単一の光通信モジュールに形成されることにより、製造工数が少なく、経済性に優れる光通信モジュールを得ることができる。
【００３０】
また、光路変換部と直線部とを別々に作製し、後に一体化してもよい。すなわち、前記光通信モジュールを、直線状の信号処理用光伝送媒体および中継用光伝送媒体を有する本体モジュールと、光路変換部からなる中継用光伝送媒体を有する接続モジュールとの接合により構成する。そして、この接続モジュールは、前段の本体モジュールの後端部に露出した中継用光伝送媒体と、次段の本体モジュールの前端部に露出した信号処理用光伝送媒体および一部の中継用光伝送媒体とを光結合させることが好適である。
【００３１】
このように構成することで、異なる光信号処理部を搭載した本体モジュールを同じ接続モジュールを介して接続することができる。
【００３２】
通常、第１の端部が光通信モジュールの正面で、前記第２の端部が光通信モジュールの背面に形成されることが多い。この構成によれば、前段の光通信モジュールの第２の端部と、その後段の光通信モジュールの第１の端部とを接合することで、直線状に光通信モジュールの接続体を伸ばすことができる。ただし、第１の端部と第２の端部の位置関係は正背面に限定されるわけではない。例えば、第１の端部を光通信モジュールの正面とし、第２の端部を光通信モジュールの側面としてもよい。ここで、側面とは光通信モジュールの正面と背面を除く他の四面のいずれでもよい。この構成の光通信モジュール同士あるいは第１の端部と第２の端部を光通信モジュールの正背面とした光通信モジュールと組み合わせて接続することで、自由な形態の接続体を形成することができる。
【００３３】
さらに、上記の光通信モジュールにおいて、第１の端部に露出されて光信号処理部に接続される電気接続導体と、第２の端部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望ましい。
【００３４】
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（mechanically transferable splicing 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。
【００３５】
このようにガイドピンとガイド孔を形成した光通信モジュールは多段に接続することにより、狭い間口にて複数チャンネルの光通信が可能になる。
【００３６】
第２の端部に露出される光伝送媒体は、光信号処理部と重複しないように迂回していることが好ましい。
【００３７】
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。
【００３８】
上記の本発明光通信モジュールにおいて、光伝送媒体には光導波路や光ファイバが挙げられる。光信号処理部には、光送信部や光受信部の少なくとも一方が含まれる。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。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（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。
【００４０】
図１は本発明光通信モジュールの透視斜視図である。図２（A）は図１のモジュールを縦列接続した状態を示す平面図、（B）はその正面図である。図３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４は図３のA-Aにおける断面図である。図５(A)は同モジュールの光信号処理部と各光導波路との配置関係を示す概略透視平面図、同(B)は(A)図におけるB-B断面図、同(C)は(A)図におけるC-C断面図である。
【００４１】
このモジュール100は、図１に示すように、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（第１の端部）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（第２の端部）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、図２に示すように、コネクタ181に対して順次同一構成のモジュール100を多段に縦列接続して用いる。この図２では、モジュール100のリード151（図１）は省略している。
【００４２】
このモジュールの内部構造を図３に示す。４本の光導波路131〜134のうち、１本のみに光信号処理部170を接続した。光信号処理部170は光受信部と光送信部の少なくとも一方から構成される。すなわち、この１本の信号処理用光導波路131は、第１の端面から直線状に伸び、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171が、他方の分岐端に受光素子172が光結合される。ここでは発光素子171として波長1.3μmの光を送信するInGaAsP系LDを、受光素子172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本の中継用光導波路132〜134は、第１の端部から光信号処理部170を超えたあたりまで直線状に伸び、そこからほぼS字状に屈曲された光路変換部を経て第２の端部に至るよう光路形成されている（図３、図５(A)参照）。つまり、第１の端部から光合分波器の間における信号処理用光導波路131の延長線上に中継用光導波路132の他端（第２の端部側）が位置する。そして、順次、中継用光導波路132の一端（第１の端部側）と中継用光導波路133の他端（第２の端部側）が同一直線上に位置し、中継用光導波路133の一端と中継用光導波路134の他端が同一直線上に位置する。
【００４３】
このような光通信機能部は、図４に示すように、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。このクラッド層は、図５(B)、(C)に示すように、アンダークラッド層130Aとオーバークラッド層130Bの２層から構成される。クラッド層130内にはSiO2/GeO2の光導波路131〜134が形成されている。図５(B)に示すように、第1の端部近傍では4本の光導波路が見え、図５(C)に示すように、第2の端部近傍では3本の光導波路が見える。
【００４４】
ガイドピン110を配置する個所には、Si基板152上にV溝153（図４）を形成している。また、発光素子171や受光素子172（図３）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171、172を実装する。これら各素子171、172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３、４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。
【００４５】
このように、一つのモジュール100内で全ての光導波路131〜134に光通信機能を持たせるのではなく、一部の信号処理用光導波路131にのみ光通信機能を持たせ、残る中継用光導波路132〜134は、この段のモジュールは通過して次段の光通信モジュールが具える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。
【００４６】
このようなモジュールは、第１段目の後段に第２段目、第３段目、第４段目と同一構造の複数の光通信モジュールを順次接続して、光導波路の長手方向に光信号処理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６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に直接接続される。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。
【００４７】
ＭＴコネクタの１本目（図６の最上に位置）の光ファイバは、信号処理用光導波路を介して光信号処理部に接続される。同コネクタの２本目から４本目までの光ファイバは第１段目の光通信モジュールにおける中継用光導波路１３２〜１３４に接続される。以下、２段目の光通信モジュールにおける１本目の光導波路は、１段目の光通信モジュールの第２の端部における１本目の中継用光導波路と接続され、残りの中継用光導波路は３段目の光通信モジュールへとつなげられて、順次同様の接続を繰り返して４段目まで接続される。
【００４８】
このように、同一構造の複数の光通信モジュールを多段に接続することで、小さい間口で多芯の光ファイバを接続することができる。
【００４９】
さらに、図７に示すように、多段接続した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。各モジュール群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。
【００５０】
以上のモジュールの外寸は、幅：6mm、長さ：8〜10mm、高さ：1mmである。また、好適には４芯の光ファイバのピッチが500μm〜1mm程度のときに利用できる。
【００５１】
（実施例２）
実施例１では、第１の端部と第２の端部が平行な平面である場合を例に説明したが、各端部は平面に限らない。例えば、図８に示すように、階段状の端面を有していても良い。つまり、同一構成の複数の光通信モジュールを縦列接続できれば良い。
【００５２】
（実施例３）
実施例１では、第１の端部が光通信モジュールの正面で、第２の端部がその背面である場合を例として説明したが、第１の端部と第２の端部が正背面に限定されるわけではない。例えば、図９に示すように、第１の端部が光通信モジュールの正面で、第２の端部が光通信モジュールの側面であっても良い。その場合、中継用光導波路は円弧状に形成された光路変換部を有するものとする。
【００５３】
本例の構成でも、第１段目の光通信モジュールにおける側面に第２段目の光通信モジュールの正面を接続することで、単一のモジュールにおける全ての光導波路に光信号処理部を接続する必要がなく、１段当たりの光通信モジュールを小型化できる。また、各光通信モジュールは同一構成のものを複数用意すれば良く、多数の構成の光通信モジュールを作製する必要がない点で量産性に優れる。特に、本例の光通信モジュールを用いれば、複数の光通信モジュールを接続した際に自由な光路を形成することができ、多段接続されて直線状に形成されたモジュール群では配置しにくい箇所にも利用することができる。なお、光通信モジュールの側面とは、光通信モジュールの正面と背面を除く他の四面のいずれでもよい。
【００５４】
（実施例４）
さらに、単一の光通信モジュールに複数の光信号処理部を設けることもできる。例えば、図10に示すように、一つの光通信モジュール100に２つの光信号処理部170を設ける。ここでは、各光信号処理部170に光結合される２本の信号処理用光導波路131A、131Bと、第１の端部と第２の端部とをつなぐ合計６本の中継用光導波路132A〜134A、132B〜134Bとを有するモジュールを示している。この場合、信号処理用光導波路131Aまたは131Bが１番目に配列され、中継用光導波路132A〜134Aまたは132B〜134Bが２番目からn番目まで配列される光伝送媒体群を単位として、この光伝送媒体群を並列することにより本例の光通信モジュールを構成できる。
【００５５】
この光通信モジュール100も、図11に示すように、同一構成の複数の光通信モジュールを縦列接続する。光信号処理部170を2個設けることによって、8芯の光ファイバから送られてきた信号を4段に縦列接続した光通信モジュールで処理することができる。本例においても、各光通信モジュールは同一構成のものを複数用意すれば良く、多数の構成の光通信モジュールを作製する必要がない点で量産性に優れる。
【００５６】
（実施例５）
次に、一つの光通信モジュールを複数に分けて製造し、両者を接合して用いる構成を図12に基づいて説明する。前述の実施例１〜４では、一つの光通信モジュール100に屈曲された光路変換部と屈曲されていない直線部とからなる中継用光伝送媒体が形成されている例を示した。本例では、本体モジュール100Aと接続モジュール100Bに分けて製造し、両者を接合し一つの光通信モジュール100を構成する。
【００５７】
本体モジュール100Aは、１本の信号処理用光導波路131と３本の中継用光導波路132〜134が全て直線状の光導波路のみで構成されている。信号処理用光導波路131は、光信号処理部170に光結合される。一方、接続モジュール100Bは、一方の端面から他方の端面につながるS字状に屈曲された中継用光導波路135〜137のみを具えている。この接続モジュール100Bは光信号処理部を具えていない。
【００５８】
これらの両モジュールは本体モジュール100Aの後段に接続モジュール100Bを一体化することで一つの光通信モジュール100を構成する。すなわち、本体モジュール100Aの後端部に露出した各中継用光導波路132〜134が、この本体モジュール100Aにつながる接続モジュール100Bの前端側に露出した中継用光導波路135〜137と接続される。接続モジュール100Bの1本目の中継用光導波路135は2段目の光通信モジュールを構成する本体モジュール100Aの信号処理用光導波路131に接続される。さらに接続モジュール100Bの他の中継用光導波路136,137は2段目の光通信モジュールを構成する本体モジュール100Aの中継用光導波路132,133に接続されて、以下同様の接続を繰り返す。つまり、接続モジュール100Bは、前段の本体モジュール100Aの後端部に露出した中継用光伝送媒体132〜134と、次段の本体モジュールの前端部に露出した信号処理用光伝送媒体131および一部の中継用光伝送媒体132,133とを光結合する。
【００５９】
この構成によっても、同一構成の複数の光通信モジュールを縦列接続することにより、小さい間口で多芯の光ファイバを接続することができる。特に、異なる光信号処理部を搭載した本体モジュールを同じ接続モジュールを介して接続することもできる。
【００６０】
（実施例６）
次に、同一構成の光通信モジュールを順次ずらして接続できる例を図13に基づいて説明する。前述の実施例１〜５では、全ての段階の光通信モジュールが前段の光通信モジュールに対してずれることなく接合されている。そのため、中継用光導波路に光路変換部を形成していたが、本例では光路変換部を設ける代わりに、直線状の光導波路を持つ複数の光通信モジュール100をずらして縦列接続し、小型で間口の小さい光通信モジュール群を構成する。
【００６１】
この光通信モジュール100は、光導波路131〜134を挟むように第１の端部にガイドピン110が、第２の端部にガイド孔120が形成されている。また、第１の端部に露出した各中継用光伝送媒体の一端と、第２の端部に露出した各中継用光伝送媒体の他端が直線上に位置する。そのため、図13に示すように、この直線と直交する方向に1芯づつずらせて光導波路131〜134を接続しても、5本のガイドピン110のうち、4本のガイドピンが前段の光通信モジュールにおけるガイド孔120に嵌合され、確実に各光通信モジュール100を接続することができる。
【００６２】
この構成によれば、光導波路は信号処理用・中継用のいずれも直線状のみで構成でき、簡潔な構造とすることができる。特に、光導波路に屈曲部分がないので、光通信モジュールの長さを短くできる。そのため、光通信モジュールを構成する材料（樹脂・ガラスなど）を節約でき、小型化・低コスト化に有利である。
【００６３】
（実施例７）
次に、一括接続する４芯の光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。
【００６４】
図14は光通信処理部を迂回した光導波路を有する本発明光通信モジュールを示す透視平面図である。ここでは、Si基板152を大きく拡大して示している。
【００６５】
このモジュールでも４芯のうち１本の信号処理用光導波路131のみ直線状に形成して実施例１と同様に光通信処理部170を接続している。そして、残りの中継用光導波路132〜134は、ほぼ円弧状に屈曲して光通信処理部170を構成するSi基板152を迂回するように形成している。
【００６６】
光通信処理部170は、実施例１の図４から明らかなように、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、この光通信処理部を迂回するように光導波路132〜134を形成すれば、光通信処理部170に接続されない光導波路132〜134を支障なく第２の端部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。
【００６７】
（実施例８）
次に、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を図15〜図19に示す。図15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主として光導波路側の透視平面図、図16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17は図15のモジュールの縦断面図である。
【００６８】
このモジュールは光通信機能部からAu線を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17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152の下面に一体化される。
【００６９】
このモジュールも、図18(A)に示すように、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157、158が多い場合、図18(B)に示すようにリードピン157、158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157、158を配置している。
【００７０】
使用時、第１段目のモジュールの後段に全く同じ構造の第２段目のモジュールを、さらに順次第３段目、第４段目のモジュールを多段に縦列接続することで、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。
【００７１】
そして、図19に示すように、多段に接続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。
【００７２】
以上の実施例では、光伝送媒体を平面的に配置した例を示したが、本発明の範囲はこれに限定されず、立体的な光伝送媒体の配置（三次元的配置）にも同様の効果を有するものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明光通信モジュールによれば、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。
【００７４】
特に、同一構成の複数の光通信モジュールを縦列接続でき、各光通信モジュールの量産性に優れる。
【００７５】
また、多芯光ファイバを各芯ごとに分離す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。
【００７６】
さらに、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容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明光通信モジュールの透視斜視図である。
【図２】（A）は図１のモジュールを縦列接続した状態を示す平面図、（B）はその正面図である。
【図３】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４】図３のA-Aにおける断面図である。
【図５】 (A)は光通信処理部と各光導波路との配置を示す本発明モジュールの概略平面図、(B)は(A)図におけるB-B断面図、(C)は(A)図におけるC-C断面図である。
【図６】図５の本発明光通信モジュールを４段接続した状態を示す模式平面図である。
【図７】図６のモジュールを多数積層した光通信装置の概略構成図である。
【図８】端面が段階状に形成された本発明光通信モジュールの透視平面図である。
【図９】第1の端部を正面とし、第2の端部を側面とした本発明光通信モジュールの透視平面図である。
【図１０】 (A)は複数の光通信処理部と各光導波路との配置を示す本発明モジュールの概略平面図、(B)は(A)図におけるB-B断面図、(C)は(A)図におけるC-C断面図である。
【図１１】図10の本発明光通信モジュールを４段接続した状態を示す模式平面図である。
【図１２】本体モジュールと接続モジュールで構成される本発明モジュールの概略平面図である。
【図１３】一芯づつずらして接続する本発明モジュールの概略平面図である。
【図１４】光通信処理部を迂回した光導波路を有する本発明光通信モジュールを示す透視平面図である。
【図１５】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主として光導波路側の透視平面図である。
【図１６】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１７】図15のモジュールの縦断面図である。
【図１８】 (A)はリードピンを１段に配置した本発明光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。
【図１９】図18のモジュールを4段接続したモジュール群を基板に複数接続した状態を示す概略構成図である。
【図２０】局舎から各加入者までの光ファイバ網を示す説明図である。
【図２１】従来の光ファイバと光通信モジュールとの光結合構造を示す説明図である。
【図２２】従来の多芯光ファイバと光通信モジュールとの接続形態を示す説明図である。
【符号の説明】
10 モジュール群
100 光通信モジュール
100A 本体モジュール
100B 接続モジュール
110 ガイドピン
120 ガイド孔
130 クラッド層
131 信号処理用光導波路
132〜134 中継用光導波路
140 樹脂モールド
150 ベースメタル
151 リード
152 Si基板
153 V溝
154 メタライズパターン
155 メタライズパターン
156 リードピン
157 リードピン
158 ガイド溝
159 エポキシ樹脂
160 光合分波器
163 Au線
170 光信号処理部
171 発光素子
172 受光素子
180 光ファイバテープ線
181 MTコネクタ
190 基板
200 光通信モジュール
210 ガイドピン
231 光導波路
232 光導波路
300 局舎
310 光通信装置
320 加入者
330 多芯光ファイバ
340 光通信モジュール
400 光通信モジュール
410 コネクタ
420 発光素子
430 受光素子
440 光ファイバ
450 レンズ
460 ミラー
470 レンズ
480 レンズ
500 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信モジュールに関するものである。特に、同一構造からなる複数の多芯光通信モジュールを多段に接続できる小型軽量の光通信モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（従来技術１）
多数本の光ファイバで双方向通信を行うとき、図20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。
【０００３】
この光通信モジュールの一例としては、図21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330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。
【０００４】
そして、このような光通信モジュールの直前まで多芯光ファイバ330を引き込み、図22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。
【０００５】
（従来技術２）
一方、特許文献１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。
【０００６】
（従来技術３）
また、光ファイバ一本で送受信機能を有するものとして、特許文献２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。
【０００７】
【特許文献１】
特開2000-200937号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平11-68705号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来技術では、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。
【００１０】
従来技術１の光通信モジュールでは、多芯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。
【００１１】
また、従来技術２では送信機のみしか収納できず、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。
【００１２】
さらに、従来技術３では、一本の光ファイ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。
【００１３】
従って、本発明の主目的は、小型軽量化した光通信モジュールを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、同一構造の複数の光通信モジュールを用いて多段に接続することができる光通信モジュールを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、多芯光ファイバを分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。
【００１６】
また、本発明の別の目的は、並列ピッチの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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多芯の光伝送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。
【００１８】
本発明光通信モジュールは、第１の端部と、第２の端部と、光信号処理部と、前記第１の端部から前記光信号処理部へ光結合する信号処理用光伝送媒体と、前記第１の端部から前記第２の端部へ中継する中継用光伝送媒体とを有する光通信モジュールである。そして、複数の当該光通信モジュールを後段の光通信モジュールの第１の端部と前段の光通信モジュールの第２の端部とで接続すると、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合されることを特徴とする。
【００１９】
今まで、複数の光伝送媒体に対して、長手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。
【００２０】
さらに、複数の当該光通信モジュールを第１の端部と第２の端部とで接続した際、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合されるように構成することで、同一構造の複数の光通信モジュールで多段接続が可能になる。そのため、光通信モジュールは一種類の構成を作製すればよく、量産性の良い低コストの光通信モジュールが実現できる。
【００２１】
上記の光通信モジュールにおいて、第２の端部に露出した中継用光伝送媒体の端部と、前記第１の端部に露出した信号処理用光伝送媒体の端部および一部の中継用光伝送媒体とが光結合されるように配置されることが望ましい。
【００２２】
この構成により、複数の当該光通信モジュールを第１の端部と第２の端部とで接続すると、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合される。
【００２３】
信号処理用光伝送媒体が１番目に配列され、前記中継用光伝送媒体が２番目からn番目まで配列される少なくとも一つの光伝送媒体群を有し、第１の端部においてn番目に配列される中継用光伝送媒体は、第２の端部においてn-1番目に配列されることが好適である。
【００２４】
この構成により、複数の光信号処理部を有する光通信モジュールも容易に形成することができ、縦列接続される光通信モジュールの数を少なくすることができる。
【００２５】
また、第１の端部に露出した各中継用光伝送媒体の一端と、第２の端部に露出した各中継用光伝送媒体の他端が直線上に位置し、複数の光通信モジュールを前記直線と直交する方向にずらして接続できるように、第１の端部および第２の端部に互いに適合する位置決め部を有することも好ましい。
【００２６】
この構成により、直線状の光伝送媒体だけからなる光通信モジュールを縦列接続して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。加えて、複数の光通信モジュールを前記直線と直交する方向にずらして接続しても、各モジュールを確実に接続できると共に、光伝送媒体同士の位置合わせも確実に行なうことができる。
【００２７】
中継用光伝送媒体は、屈曲された光路変換部を有することが好適である。複数の本発明光通信モジュールを第１の端部と第２の端部とで接続した際、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合されるようにするには、中継用光伝送媒体を屈曲させることで容易に実現できる。中継用光伝送媒体が光ファイバの場合は容易に屈曲でき、光導波路の場合にはフォトリソグラフィー技術を用いて自由な光路を形成できるため、光路変換部の形成は容易に行なえる。
【００２８】
屈曲された光路変換部と屈曲されていない直線部とからなる中継用光伝送媒体が単一の光通信モジュールに形成されていることが望ましい。
【００２９】
光路変換部と直線部が単一の光通信モジュールに形成されることにより、製造工数が少なく、経済性に優れる光通信モジュールを得ることができる。
【００３０】
また、光路変換部と直線部とを別々に作製し、後に一体化してもよい。すなわち、前記光通信モジュールを、直線状の信号処理用光伝送媒体および中継用光伝送媒体を有する本体モジュールと、光路変換部からなる中継用光伝送媒体を有する接続モジュールとの接合により構成する。そして、この接続モジュールは、前段の本体モジュールの後端部に露出した中継用光伝送媒体と、次段の本体モジュールの前端部に露出した信号処理用光伝送媒体および一部の中継用光伝送媒体とを光結合させることが好適である。
【００３１】
このように構成することで、異なる光信号処理部を搭載した本体モジュールを同じ接続モジュールを介して接続することができる。
【００３２】
通常、第１の端部が光通信モジュールの正面で、前記第２の端部が光通信モジュールの背面に形成されることが多い。この構成によれば、前段の光通信モジュールの第２の端部と、その後段の光通信モジュールの第１の端部とを接合することで、直線状に光通信モジュールの接続体を伸ばすことができる。ただし、第１の端部と第２の端部の位置関係は正背面に限定されるわけではない。例えば、第１の端部を光通信モジュールの正面とし、第２の端部を光通信モジュールの側面としてもよい。ここで、側面とは光通信モジュールの正面と背面を除く他の四面のいずれでもよい。この構成の光通信モジュール同士あるいは第１の端部と第２の端部を光通信モジュールの正背面とした光通信モジュールと組み合わせて接続することで、自由な形態の接続体を形成することができる。
【００３３】
さらに、上記の光通信モジュールにおいて、第１の端部に露出されて光信号処理部に接続される電気接続導体と、第２の端部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望ましい。
【００３４】
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（mechanically transferable splicing 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。
【００３５】
このようにガイドピンとガイド孔を形成した光通信モジュールは多段に接続することにより、狭い間口にて複数チャンネルの光通信が可能になる。
【００３６】
第２の端部に露出される光伝送媒体は、光信号処理部と重複しないように迂回していることが好ましい。
【００３７】
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。
【００３８】
上記の本発明光通信モジュールにおいて、光伝送媒体には光導波路や光ファイバが挙げられる。光信号処理部には、光送信部や光受信部の少なくとも一方が含まれる。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。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（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。
【００４０】
図１は本発明光通信モジュールの透視斜視図である。図２（A）は図１のモジュールを縦列接続した状態を示す平面図、（B）はその正面図である。図３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４は図３のA-Aにおける断面図である。図５(A)は同モジュールの光信号処理部と各光導波路との配置関係を示す概略透視平面図、同(B)は(A)図におけるB-B断面図、同(C)は(A)図におけるC-C断面図である。
【００４１】
このモジュール100は、図１に示すように、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（第１の端部）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（第２の端部）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、図２に示すように、コネクタ181に対して順次同一構成のモジュール100を多段に縦列接続して用いる。この図２では、モジュール100のリード151（図１）は省略している。
【００４２】
このモジュールの内部構造を図３に示す。４本の光導波路131〜134のうち、１本のみに光信号処理部170を接続した。光信号処理部170は光受信部と光送信部の少なくとも一方から構成される。すなわち、この１本の信号処理用光導波路131は、第１の端面から直線状に伸び、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171が、他方の分岐端に受光素子172が光結合される。ここでは発光素子171として波長1.3μmの光を送信するInGaAsP系LDを、受光素子172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本の中継用光導波路132〜134は、第１の端部から光信号処理部170を超えたあたりまで直線状に伸び、そこからほぼS字状に屈曲された光路変換部を経て第２の端部に至るよう光路形成されている（図３、図５(A)参照）。つまり、第１の端部から光合分波器の間における信号処理用光導波路131の延長線上に中継用光導波路132の他端（第２の端部側）が位置する。そして、順次、中継用光導波路132の一端（第１の端部側）と中継用光導波路133の他端（第２の端部側）が同一直線上に位置し、中継用光導波路133の一端と中継用光導波路134の他端が同一直線上に位置する。
【００４３】
このような光通信機能部は、図４に示すように、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。このクラッド層は、図５(B)、(C)に示すように、アンダークラッド層130Aとオーバークラッド層130Bの２層から構成される。クラッド層130内にはSiO2/GeO2の光導波路131〜134が形成されている。図５(B)に示すように、第1の端部近傍では4本の光導波路が見え、図５(C)に示すように、第2の端部近傍では3本の光導波路が見える。
【００４４】
ガイドピン110を配置する個所には、Si基板152上にV溝153（図４）を形成している。また、発光素子171や受光素子172（図３）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171、172を実装する。これら各素子171、172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３、４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。
【００４５】
このように、一つのモジュール100内で全ての光導波路131〜134に光通信機能を持たせるのではなく、一部の信号処理用光導波路131にのみ光通信機能を持たせ、残る中継用光導波路132〜134は、この段のモジュールは通過して次段の光通信モジュールが具える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。
【００４６】
このようなモジュールは、第１段目の後段に第２段目、第３段目、第４段目と同一構造の複数の光通信モジュールを順次接続して、光導波路の長手方向に光信号処理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６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に直接接続される。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。
【００４７】
ＭＴコネクタの１本目（図６の最上に位置）の光ファイバは、信号処理用光導波路を介して光信号処理部に接続される。同コネクタの２本目から４本目までの光ファイバは第１段目の光通信モジュールにおける中継用光導波路１３２〜１３４に接続される。以下、２段目の光通信モジュールにおける１本目の光導波路は、１段目の光通信モジュールの第２の端部における１本目の中継用光導波路と接続され、残りの中継用光導波路は３段目の光通信モジュールへとつなげられて、順次同様の接続を繰り返して４段目まで接続される。
【００４８】
このように、同一構造の複数の光通信モジュールを多段に接続することで、小さい間口で多芯の光ファイバを接続することができる。
【００４９】
さらに、図７に示すように、多段接続した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。各モジュール群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。
【００５０】
以上のモジュールの外寸は、幅：6mm、長さ：8〜10mm、高さ：1mmである。また、好適には４芯の光ファイバのピッチが500μm〜1mm程度のときに利用できる。
【００５１】
（実施例２）
実施例１では、第１の端部と第２の端部が平行な平面である場合を例に説明したが、各端部は平面に限らない。例えば、図８に示すように、階段状の端面を有していても良い。つまり、同一構成の複数の光通信モジュールを縦列接続できれば良い。
【００５２】
（実施例３）
実施例１では、第１の端部が光通信モジュールの正面で、第２の端部がその背面である場合を例として説明したが、第１の端部と第２の端部が正背面に限定されるわけではない。例えば、図９に示すように、第１の端部が光通信モジュールの正面で、第２の端部が光通信モジュールの側面であっても良い。その場合、中継用光導波路は円弧状に形成された光路変換部を有するものとする。
【００５３】
本例の構成でも、第１段目の光通信モジュールにおける側面に第２段目の光通信モジュールの正面を接続することで、単一のモジュールにおける全ての光導波路に光信号処理部を接続する必要がなく、１段当たりの光通信モジュールを小型化できる。また、各光通信モジュールは同一構成のものを複数用意すれば良く、多数の構成の光通信モジュールを作製する必要がない点で量産性に優れる。特に、本例の光通信モジュールを用いれば、複数の光通信モジュールを接続した際に自由な光路を形成することができ、多段接続されて直線状に形成されたモジュール群では配置しにくい箇所にも利用することができる。なお、光通信モジュールの側面とは、光通信モジュールの正面と背面を除く他の四面のいずれでもよい。
【００５４】
（実施例４）
さらに、単一の光通信モジュールに複数の光信号処理部を設けることもできる。例えば、図10に示すように、一つの光通信モジュール100に２つの光信号処理部170を設ける。ここでは、各光信号処理部170に光結合される２本の信号処理用光導波路131A、131Bと、第１の端部と第２の端部とをつなぐ合計６本の中継用光導波路132A〜134A、132B〜134Bとを有するモジュールを示している。この場合、信号処理用光導波路131Aまたは131Bが１番目に配列され、中継用光導波路132A〜134Aまたは132B〜134Bが２番目からn番目まで配列される光伝送媒体群を単位として、この光伝送媒体群を並列することにより本例の光通信モジュールを構成できる。
【００５５】
この光通信モジュール100も、図11に示すように、同一構成の複数の光通信モジュールを縦列接続する。光信号処理部170を2個設けることによって、8芯の光ファイバから送られてきた信号を4段に縦列接続した光通信モジュールで処理することができる。本例においても、各光通信モジュールは同一構成のものを複数用意すれば良く、多数の構成の光通信モジュールを作製する必要がない点で量産性に優れる。
【００５６】
（実施例５）
次に、一つの光通信モジュールを複数に分けて製造し、両者を接合して用いる構成を図12に基づいて説明する。前述の実施例１〜４では、一つの光通信モジュール100に屈曲された光路変換部と屈曲されていない直線部とからなる中継用光伝送媒体が形成されている例を示した。本例では、本体モジュール100Aと接続モジュール100Bに分けて製造し、両者を接合し一つの光通信モジュール100を構成する。
【００５７】
本体モジュール100Aは、１本の信号処理用光導波路131と３本の中継用光導波路132〜134が全て直線状の光導波路のみで構成されている。信号処理用光導波路131は、光信号処理部170に光結合される。一方、接続モジュール100Bは、一方の端面から他方の端面につながるS字状に屈曲された中継用光導波路135〜137のみを具えている。この接続モジュール100Bは光信号処理部を具えていない。
【００５８】
これらの両モジュールは本体モジュール100Aの後段に接続モジュール100Bを一体化することで一つの光通信モジュール100を構成する。すなわち、本体モジュール100Aの後端部に露出した各中継用光導波路132〜134が、この本体モジュール100Aにつながる接続モジュール100Bの前端側に露出した中継用光導波路135〜137と接続される。接続モジュール100Bの1本目の中継用光導波路135は2段目の光通信モジュールを構成する本体モジュール100Aの信号処理用光導波路131に接続される。さらに接続モジュール100Bの他の中継用光導波路136,137は2段目の光通信モジュールを構成する本体モジュール100Aの中継用光導波路132,133に接続されて、以下同様の接続を繰り返す。つまり、接続モジュール100Bは、前段の本体モジュール100Aの後端部に露出した中継用光伝送媒体132〜134と、次段の本体モジュールの前端部に露出した信号処理用光伝送媒体131および一部の中継用光伝送媒体132,133とを光結合する。
【００５９】
この構成によっても、同一構成の複数の光通信モジュールを縦列接続することにより、小さい間口で多芯の光ファイバを接続することができる。特に、異なる光信号処理部を搭載した本体モジュールを同じ接続モジュールを介して接続することもできる。
【００６０】
（実施例６）
次に、同一構成の光通信モジュールを順次ずらして接続できる例を図13に基づいて説明する。前述の実施例１〜５では、全ての段階の光通信モジュールが前段の光通信モジュールに対してずれることなく接合されている。そのため、中継用光導波路に光路変換部を形成していたが、本例では光路変換部を設ける代わりに、直線状の光導波路を持つ複数の光通信モジュール100をずらして縦列接続し、小型で間口の小さい光通信モジュール群を構成する。
【００６１】
この光通信モジュール100は、光導波路131〜134を挟むように第１の端部にガイドピン110が、第２の端部にガイド孔120が形成されている。また、第１の端部に露出した各中継用光伝送媒体の一端と、第２の端部に露出した各中継用光伝送媒体の他端が直線上に位置する。そのため、図13に示すように、この直線と直交する方向に1芯づつずらせて光導波路131〜134を接続しても、5本のガイドピン110のうち、4本のガイドピンが前段の光通信モジュールにおけるガイド孔120に嵌合され、確実に各光通信モジュール100を接続することができる。
【００６２】
この構成によれば、光導波路は信号処理用・中継用のいずれも直線状のみで構成でき、簡潔な構造とすることができる。特に、光導波路に屈曲部分がないので、光通信モジュールの長さを短くできる。そのため、光通信モジュールを構成する材料（樹脂・ガラスなど）を節約でき、小型化・低コスト化に有利である。
【００６３】
（実施例７）
次に、一括接続する４芯の光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。
【００６４】
図14は光通信処理部を迂回した光導波路を有する本発明光通信モジュールを示す透視平面図である。ここでは、Si基板152を大きく拡大して示している。
【００６５】
このモジュールでも４芯のうち１本の信号処理用光導波路131のみ直線状に形成して実施例１と同様に光通信処理部170を接続している。そして、残りの中継用光導波路132〜134は、ほぼ円弧状に屈曲して光通信処理部170を構成するSi基板152を迂回するように形成している。
【００６６】
光通信処理部170は、実施例１の図４から明らかなように、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、この光通信処理部を迂回するように光導波路132〜134を形成すれば、光通信処理部170に接続されない光導波路132〜134を支障なく第２の端部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。
【００６７】
（実施例８）
次に、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を図15〜図19に示す。図15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主として光導波路側の透視平面図、図16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17は図15のモジュールの縦断面図である。
【００６８】
このモジュールは光通信機能部からAu線を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17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152の下面に一体化される。
【００６９】
このモジュールも、図18(A)に示すように、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157、158が多い場合、図18(B)に示すようにリードピン157、158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157、158を配置している。
【００７０】
使用時、第１段目のモジュールの後段に全く同じ構造の第２段目のモジュールを、さらに順次第３段目、第４段目のモジュールを多段に縦列接続することで、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。
【００７１】
そして、図19に示すように、多段に接続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。
【００７２】
以上の実施例では、光伝送媒体を平面的に配置した例を示したが、本発明の範囲はこれに限定されず、立体的な光伝送媒体の配置（三次元的配置）にも同様の効果を有するものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明光通信モジュールによれば、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。
【００７４】
特に、同一構成の複数の光通信モジュールを縦列接続でき、各光通信モジュールの量産性に優れる。
【００７５】
また、多芯光ファイバを各芯ごとに分離す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。
【００７６】
さらに、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容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明光通信モジュールの透視斜視図である。
【図２】（A）は図１のモジュールを縦列接続した状態を示す平面図、（B）はその正面図である。
【図３】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４】図３のA-Aにおける断面図である。
【図５】 (A)は光通信処理部と各光導波路との配置を示す本発明モジュールの概略平面図、(B)は(A)図におけるB-B断面図、(C)は(A)図におけるC-C断面図である。
【図６】図５の本発明光通信モジュールを４段接続した状態を示す模式平面図である。
【図７】図６のモジュールを多数積層した光通信装置の概略構成図である。
【図８】端面が段階状に形成された本発明光通信モジュールの透視平面図である。
【図９】第1の端部を正面とし、第2の端部を側面とした本発明光通信モジュールの透視平面図である。
【図１０】 (A)は複数の光通信処理部と各光導波路との配置を示す本発明モジュールの概略平面図、(B)は(A)図におけるB-B断面図、(C)は(A)図におけるC-C断面図である。
【図１１】図10の本発明光通信モジュールを４段接続した状態を示す模式平面図である。
【図１２】本体モジュールと接続モジュールで構成される本発明モジュールの概略平面図である。
【図１３】一芯づつずらして接続する本発明モジュールの概略平面図である。
【図１４】光通信処理部を迂回した光導波路を有する本発明光通信モジュールを示す透視平面図である。
【図１５】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主として光導波路側の透視平面図である。
【図１６】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１７】図15のモジュールの縦断面図である。
【図１８】 (A)はリードピンを１段に配置した本発明光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。
【図１９】図18のモジュールを4段接続したモジュール群を基板に複数接続した状態を示す概略構成図である。
【図２０】局舎から各加入者までの光ファイバ網を示す説明図である。
【図２１】従来の光ファイバと光通信モジュールとの光結合構造を示す説明図である。
【図２２】従来の多芯光ファイバと光通信モジュールとの接続形態を示す説明図である。
【符号の説明】
10 モジュール群
100 光通信モジュール
100A 本体モジュール
100B 接続モジュール
110 ガイドピン
120 ガイド孔
130 クラッド層
131 信号処理用光導波路
132〜134 中継用光導波路
140 樹脂モールド
150 ベースメタル
151 リード
152 Si基板
153 V溝
154 メタライズパターン
155 メタライズパターン
156 リードピン
157 リードピン
158 ガイド溝
159 エポキシ樹脂
160 光合分波器
163 Au線
170 光信号処理部
171 発光素子
172 受光素子
180 光ファイバテープ線
181 MTコネクタ
190 基板
200 光通信モジュール
210 ガイドピン
231 光導波路
232 光導波路
300 局舎
310 光通信装置
320 加入者
330 多芯光ファイバ
340 光通信モジュール
400 光通信モジュール
410 コネクタ
420 発光素子
430 受光素子
440 光ファイバ
450 レンズ
460 ミラー
470 レンズ
480 レンズ
500 基板
Claims (3)
- 第１の端部と、
第２の端部と、
光信号処理部と、
前記第１の端部から前記光信号処理部へ光結合する信号処理用光伝送媒体と、
前記第１の端部から前記第２の端部へ中継する中継用光伝送媒体とを有する光通信モジュールであって、
複数の当該光通信モジュールを後段の光通信モジュールの第１の端部と前段の光通信モジュールの第２の端部とで接続すると、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合され、
前記信号処理用光伝送媒体が１番目に配列され、前記中継用光伝送媒体が２番目からｎ番目まで配列される少なくとも一つの光伝送媒体群を有し、
第１の端部においてｎ番目に配列される中継用光伝送媒体は、第２の端部においてｎ−１番目に配列されることを特徴とする光通信モジュール。 - 第１の端部と、
第２の端部と、
光信号処理部と、
前記第１の端部から前記光信号処理部へ光結合する信号処理用光伝送媒体と、
前記第１の端部から前記第２の端部へ中継する中継用光伝送媒体とを有する光通信モジュールであって、
複数の当該光通信モジュールを後段の光通信モジュールの第１の端部と前段の光通信モジュールの第２の端部とで接続すると、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合され、
前記第１の端部に露出した各中継用光伝送媒体の一端と、前記第２の端部に露出した各中継用光伝送媒体の他端が直線上に位置し、
複数の光通信モジュールを前記直線と直交する方向にずらして接続できるように、前記第１の端部および前記第２の端部に互いに適合する位置決め部を有することを特徴とする光通信モジュール。 - 第１の端部と、
第２の端部と、
光信号処理部と、
前記第１の端部から前記光信号処理部へ光結合する信号処理用光伝送媒体と、
前記第１の端部から前記第２の端部へ中継する中継用光伝送媒体とを有する光通信モジュールであって、
複数の当該光通信モジュールを後段の光通信モジュールの第１の端部と前段の光通信モジュールの第２の端部とで接続すると、各光通信モジュールの信号処理用光伝送媒体が、その第１の端部に接続された前段の光通信モジュールの中継用光伝送媒体に光結合され、
前記光通信モジュールは、直線状の信号処理用光伝送媒体および直線状の中継用光伝送媒体を有する本体モジュールと、屈曲された光路変換部からなる中継用光伝送媒体を有する接続モジュールとの接合により構成され、
前記接続モジュールは、前段の本体モジュールの後端部に露出した中継用光伝送媒体と、次段の本体モジュールの前端部に露出した信号処理用光伝送媒体および一部の中継用光伝送媒体とを光結合することを特徴とする光通信モジュール。
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