JPH04283708A - 光モジユール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、受光素子アレイと光フ
ァイバアレイとを光結合する光モジユールに関する。

【０００２】電子装置間の光信号接続化に伴い、これら
の電子装置に受光素子アレイと光ファイバアレイとを光
結合した光モジユールが使用されている。

【０００３】

【従来の技術】図４は従来例の光モジユールの図で、（
Ａ）は側断面図、（Ｂ）は受光素子アレイの平面図であ
る。

【０００４】図４において、６は、回路基板１の表面に
配列形成された信号パターン列であって、所望数の並行
する信号パターン６１からなる。５は、信号パターン列
６の先端部に信号パターン６１に直交するように回路基
板１の表面に形成した短冊形のパッド５ａと、信号パタ
ーン列６に並行する回路部分とが、接続されたパターン
である。

【０００５】２は、細長い短冊形のアレイ基板に、所望
数の受光素子２１が受光面を上向きにして横一列に配列
した受光素子アレイである。受光素子アレイ２は、裏面
の全面に電極を有し裏面を回路基板１のパッド５ａに位
置合わせし半田付けすることで、回路基板１に搭載され
ている。

【０００６】そして、それぞれの受光素子２１の受光面
の周縁にリング形設けた電極を、例えば金線等のワイヤ
７を介して、信号パターン列６の対応する信号パターン
６１に接続している。

【０００７】３１は、受光素子２１に光信号を入射させ
る例えばシングルモード等の光ファイバである。光ファ
イバ３１の先端部は被覆を剥離してクラッドを裸出させ
、さらに先端面を軸心に対して４５度傾斜した面に仕上
げて出射面３２としている。なおこの出射面３２には全
反射膜を設けてある。

【０００８】１０は、光ファイバ３１を水平に支持する
ように、所望数のＶ形溝を並行に設けた金属材よりなる
ファイバ保持台である。光ファイバ３１の出射面３２を
上側にして、光ファイバの端末近傍をファイバ保持台１
０のＶ形溝に挿入し、光ファイバの外周面とＶ形溝の内
壁とを接着剤等を用いて接着して、光ファイバ３１をフ
ァイバ保持台１０に固着している。

【０００９】このように所望数の光ファイバ３１を、フ
ァイバ保持台１０に横一列に配列することで、ファイバ
アレイ３が構成されている。光ファイバ３１の出射面３
２が、受光素子２１の受光面に対向するように、ファイ
バ保持台１０を位置調整した後に、ファイバ保持台１０
の底面を回路基板１の上面に密着させ、ファイバ保持台
１０を回路基板１に搭載している。

【００１０】したがって、それぞれの光ファイバ３１を
伝搬してきた光信号は、出射面３２で軸心に対してほぼ
直交するような下側方向，即ち受光素子２１方向に、全
反射して受光面に入射する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年は電子装
置間のネットワークの多チャンネル化に伴い、接続する
光ファイバ数が多数本化されている。したがって従来の
ように平面的に配列したものは、光モジユールの横幅が
大きくなり、光ファイバ及び受光素子の高密度実装化が
阻害されるという問題点があった。

【００１２】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、高密度実装化された小形の光モジユールを提供
することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の光モジユールは、図１に例示したように、
回路基板１の表面に対向配置するファイバ保持台５０及
び階段状基板４０と、該階段状基板４０のそれぞれの段
面４１，４２，４３に実装する受光素子アレイ２−１，
２−２，２−３　と、階段状基板４０のそれぞれの段面
４１，４２，４３に対応して、ファイバ保持台５０に多
段に配列固着するファイバアレイ３−１，３−２，３−
３　とを有する。

【００１４】階段状基板４０は、段面４１，４２，４３
にそれぞれパターン５が形成されるとともに、信号パタ
ーン列６−１，６−２，６−３　が形成されたものであ
る。それぞれの受光素子アレイ２−１，２−２，２−３
　は、受光素子２１が受光面を上向きにして横一列に配
列され、それぞれの受光素子２１の電極が信号パターン
列６−１，６−２，６−３　の対応する信号パターン６
１に接続されたものである。

【００１５】また、それぞれのファイバアレイ３−１，
３−２，３−３　は、光ファイバ３１が横一列に配列し
、それぞれの光ファイバ３１の出射面３２が４５度傾斜
して、受光素子２１の受光面に対向したものである。

【００１６】図２に例示したように、ファイバアレイ３
−１，３−２，３−３　が、断面Ｕ形のファイバ保持台
５０に俵積形に収容固着された構成とする。或いはまた
図３に例示したように、断面Ｕ形のファイバ保持台５０
の凹部が、光ファイバ外径に等しい間隔で植立配列した
仕切板５２により区画され、ファイバアレイ３−１，３
−２，３−３　のそれぞれの対応する光ファイバ３１が
、それぞれの区画内に挿入され縦に一列に重畳固着され
た構成とする。

【００１７】

【作用】上述のように階段状基板に受光素子アレイが階
段状に多段に搭載され、ファイバ保持台にファイバアレ
イが多段に搭載し、それぞれのファイバアレイの光ファ
イバの出射面が４５度傾斜して、対応する受光素子アレ
イの受光素子の受光面に対向している。

【００１８】したがって、それぞれの光ファイバから出
射した光信号は、対応する受光素子に入射し光ファイバ
と受光素子とが光結合する。一方、光ファイバは互い外
接した状態で立体的に配列している。即ち、本発明の光
モジユールは、高密度実装されたものであって小形であ
る。

【００１９】

【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。

【００２０】図１は本発明の実施例の図で、（Ａ）は断
面図、（Ｂ）は階段状基板の平面図、図２は請求項２の
発明の断面図、図３は請求項３の発明の断面図である。 図１において、４０は、セラミックスよりなる平板が階
段状に重畳した階段状基板である。

【００２１】階段状基板４０の第１の段面４１に、受光
素子アレイの受光素子数に等しい数量の信号パターン６
１を並行に配列して第１の信号パターン列６−１　を設
けてある。 また、信号パターン６１に直交するように第１の段面４
１の縁に沿って形成した短冊形のパッド５ａと、信号パ
ターン列６に並行する回路部分とからなるパターン５を
設けてある。

【００２２】第２の段面４２には、第１の段面４１と同
様に所望数の信号パターン６１を並行に配列して第２の
信号パターン列６−２　を設けてある。そして、信号パ
ターン６１に直交するように第２の段面４２の縁に沿っ
て形成した短冊形のパッド５ａと、信号パターン列６に
並行する回路部分とからなるパターン５を設けてある。

【００２３】第３の段面４３にも同様に第３の信号パタ
ーン列６−３　と、パターン５とを設けてある。２−１
　は、細長い短冊形のアレイ基板に、所望数の受光素子
２１が受光面を上向きにして横一列に配列した第１の受
光素子アレイである。

【００２４】２−２　は受光素子２１が受光面を上向き
にして横一列に配列した、第１の受光素子アレイ２−１
　と同形状の第２の受光素子アレイであり、また、２−
３　は受光素子２１が受光面を上向きにして横一列に配
列した、第１の受光素子アレイ２−１　と同形状の第３
の受光素子アレイである。

【００２５】第１の受光素子アレイ２−１　は、裏面の
電極を第１の段面４１のパッド５ａに位置合わせし半田
付けして、階段状基板４０に搭載されている。そして、
受光素子２１の受光面の周縁にリング形設けた電極を、
例えば金線等のワイヤ７を介して、第１の信号パターン
列６−１　の対応する信号パターン６１に接続している
。

【００２６】また、第２の受光素子アレイ２−２　は第
２の段面４２に半田付けされて階段状基板４０に搭載さ
れ、受光素子２１の受光面の周縁にリング形設けた電極
を、例えば金線等のワイヤ７を介して第２の信号パター
ン列６−２　の対応する信号パターン６１に接続してい
る。

【００２７】第３の受光素子アレイ２−３　も同様に、
第３の段面４３に半田付けされて階段状基板４０に搭載
され、受光素子２１の受光面の周縁にリング形設けた電
極を、例えば金線等のワイヤ７を介して第３の信号パタ
ーン列６−３　の対応する信号パターン６１に接続して
いる。

【００２８】上述のように受光素子アレイを搭載した階
段状基板４０は、底面を接着剤等を用いて回路基板１の
表面に接着し、それぞれの信号パターン６１の端末を、
図示省略したワイヤを介して回路基板１の表面に設けた
対応するパターン（図示省略）　に接続している。

【００２９】３１は、先端部の被覆を剥離してクラッド
を裸出させ、さらに先端面を軸心に対して４５度傾斜し
た面に仕上げて出射面３２とした光ファイバである。な
お、この出射面３２には全反射膜を設けてある。また、
それぞれの光ファイバ３１の被覆の外周面に金を蒸着す
る等してメタライズ膜（図２，３に示すメタライズ膜３
５）を設け、隣接した光ファイバ３１相互間、及び外側
部配列した光ファイバと光ファイバ保持台との間を半田
付け固着し得るよにうしている。

【００３０】３−１　は、所望数の光ファイバ３１を横
一列に配列した、第１の受光素子アレイ２−１　に光結
合接続する第１のファイバアレイである。３−２　は、
所望数の光ファイバ３１を横一列に配列した、第２の受
光素子アレイ２−２　に光結合接続する第２のファイバ
アレイであり、３−３　は、所望数の光ファイバ３１を
横一列に配列した、第３の受光素子アレイ２−３　に光
結合接続する第３のファイバアレイである。

【００３１】５０　は、下方から上方に向かって、第１
のファイバアレイ３−１　，　第２のファイバアレイ３
−２　，　第３のファイバアレイ３−３　の順に多段に
保持する、断面Ｕ形の金属材よりなるファイバ保持台で
ある。

【００３２】詳述すると、第１のファイバアレイ３−１
　のそれぞれの光ファイバ３１の出射面３２を上側にし
てその先端部を揃えて、ファイバ保持台５０の底面に横
一列に配列する。次に第２のファイバアレイ３−２　を
重畳し、さらに第２のファイバアレイ３−２　の上に第
３のファイバアレイ３−３　を重畳して固着している。

【００３３】この際、第２のファイバアレイ３−２　の
光ファイバの出射面３２は、第１のファイバアレイ３−
１　の光ファイバの出射面３２よりも、所望量（第１の
受光素子アレイ２−１　と第２の受光素子アレイ２−２
　との平面視配列距離）だけ長く突出させてあり、また
、第３のファイバアレイ３−３　の光ファイバの出射面
３２は、第２のファイバアレイ３−２　の出射面３２よ
りも、所望量だけ長く突出させている。

【００３４】第１のファイバアレイ３−１　のそれぞれ
の光ファイバ３１の出射面３２が、第１の受光素子アレ
イ２−１　の対応する受光素子２１の受光面に対向する
ように、ファイバ保持台５０を位置調整した後に、底面
を回路基板１の上面に密着させ、ファイバ保持台５０を
回路基板１に搭載している。

【００３５】上述のようにファイバ保持台を回路基板１
に搭載することで、第２のファイバアレイ３−２　のそ
れそれの光ファイバの出射面３２は、第２の受光素子ア
レイ２−２　の対応する受光素子２１の受光面に対向し
、第３のファイバアレイ３−３　のそれそれの光ファイ
バの出射面３２は、第３の受光素子アレイ２−３　の対
応する受光素子２１の受光面に対向する。

【００３６】したがって、それぞれの光ファイバ３１か
ら出射した光信号は、対応する受光素子２１に入射し光
ファイバと受光素子とが光結合する。図２において、断
面Ｕ形のファイバ保持台５０の側壁５１間の距離は、第
１のファイバアレイ３−１　の光ファイバ３１の配列幅
よりもわずかに大きい。

【００３７】第１のファイバアレイ３−１　のそれぞれ
の光ファイバ３１を、ファイバ保持台５０の底面に一列
に並べ、第２のファイバアレイ３−２　の光ファイバ３
１（第２のファイバアレイ３−２　の光ファイバの本数
は第１のファイバアレイ３−１　の本数より一本だけ少
ない）を俵積形に配列し、さらに、第３のファイバアレ
イ３−３　の光ファイバ３１（第３のファイバアレイ３
−３　の光ファイバの本数は第１のファイバアレイ３−
１　の本数に等しい）を俵積形に配列し、隣接した光フ
ァイバ３１相互間の空隙、及び外側部配列した光ファイ
バ３１とファイバ保持台５０との空隙に半田等の固着剤
５５を充固着している。

【００３８】なお、ファイバアレイを図２のように重畳
配列する場合には、第１の受光素子アレイ２−１　と第
２の受光素子アレイ２−２　とは、受光素子が、光ファ
イバ３１の半径寸法だけずらして、階段状基板に固着す
るものとする。

【００３９】図３において、断面Ｕ形のファイバ保持台
５０の凹部は、光ファイバ３１の外径寸法に等しい間隔
で植立配列した仕切板５２により区画してある。そして
、ファイバアレイ３−１　の光ファイバ３１をそれぞれ
の区画に挿入して並べ、その上に第２のファイバアレイ
３−２　のそれぞれの光ファイバ３１を重畳し、さらに
その上に第３のファイバアレイ３−３　の光ファイバ３
１を重畳し、固着剤５５を空隙に充填して固着している
。

【００４０】図２，図３のいずれの構造でも、光ファイ
バ３１は互い外接した状態で立体的に配列されている。 したがって、光モジユールが小形となる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、階段状基
板に受光素子アレイを階段状に多段に搭載し、光ファイ
バの出射面が４５度傾斜したファイバアレイをファイバ
保持台に多段に搭載した光モジユールであって、光ファ
イバが互い外接した状態で立体的に配列している。した
がって、受光素子及び光ファイバを高密度に実装するこ
とができ、えられる光モジユールが小形となるという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の実施例の図で、（Ａ）は断面図（
Ｂ）は階段状基板の平面図

【図２】　　請求項２の発明の断面図

【図３】　　請求項３の発明の断面図

【図４】　　従来例の図で、（Ａ）は側断面図（Ｂ）は
受光素子アレイの平面図

【符号の説明】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回路基板（１）　の表面に対向配置す
   るファイバ保持台（５０）及び階段状基板（４０）と、
   該階段状基板（４０）のそれぞれの段面（４１，４２，
   ４３，・・・）　に実装する受光素子アレイ（２−１，
   ２−２，２−３，　・・・）　と、該階段状基板（４０
   ）のそれぞれの段面（４１，４２，４３，・・・）　に
   対応して、該ファイバ保持台（５０）に多段に配列固着
   するファイバアレイ（３−１，３−２，３−３，　・・
   ・）　とを備え、該階段状基板（４０）は、該段面（４
   １，４２，４３，・・・）　にそれぞれ信号パターン列
   （６−１，６−２，６−３，　・・・）　が形成される
   ものであり、それぞれの該受光素子アレイ（２−１，２
   −２，２−３，　・・・）は、受光素子（２１）が受光
   面を上向きにして横一列に配列され、それぞれの該受光
   素子（２１）の電極が該信号パターン列（６−１，６−
   ２，６−３，　・・・）　の対応する信号パターン（６
   １）に接続されるものであり、それぞれの該ファイバア
   レイ（３−１，３−２，３−３，　・・・）　は、光フ
   ァイバ（３１）が横一列に配列し、それぞれの該光ファ
   イバ（３１）の出射面（３２）が４５度傾斜して、該受
   光素子（２１）の受光面に対向したものであることを特
   徴とする光モジユール
2. 【請求項２】　　ファイバアレイ（３−１，３−２，３
   −３，　・・・）　が、断面Ｕ形のファイバ保持台（５
   ０）に、俵積形に収容固着されたことを特徴する請求項
   １記載の光モジユール。
3. 【請求項３】　　断面Ｕ形のファイバ保持台（５０）の
   凹部が、光ファイバ外径に等しい間隔で植立配列した仕
   切板（５２）により区画され、ファイバアレイ（３−１
   ，３−２，３−３，　・・・）　のそれぞれの対応する
   光ファイバ（３１）が、それぞれの区画内に挿入され、
   縦に一列に重畳固着されたことを特徴とする請求項１記
   載の光モジユール。