JPH05190908A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光素子ペレットからの光を効率よくファイ
バ−に入射させることができる光電変換装置を提供する
こと。 【構成】 第１のモ−ルド工程で、発光素子ペレット21
3の部分及び光がファイバ−22に入射するまでの経路の
み透明樹脂211でモ−ルドし、次に、第２のモ−ルド工
程で、この透明樹脂211の外側を白色系樹脂212でモ−ル
ドしてパッケ−ジングを完成した発光素子単体21を有す
る光電変換装置。 【効果】 発光素子ペレット213から出た光の１部は、
図２の215の矢印のように、透明樹脂211と白色系樹脂21
2との界面で反射してファイバ−22に入射することがで
き、この部分での光のロスを低減し、その結果、より長
い距離を伝送することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換装置に関し、
特に、プラスチックファイバ−を用いた光信号システム
における発光装置、受光装置等の光電変換装置であっ
て、発光素子ペレットからの光を効率よくファイバ−に
入射させることができる光電変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種光電変換装置を図４〜図６
に基づいて説明する。図４は、光電変換装置を構成する
従来の発光素子単体の断面図であり、図５は、従来の光
電変換装置の構造を示す見取り図であり、図６は、ファ
イバ−を用いた光信号システムのブロック図である。

【０００３】まず、光電変換装置を構成する従来の発光
素子単体を図４に基づいて説明すると、この発光素子単
体41は、透明樹脂411中に封入された発光素子ペレット4
12及びリ−ドフレ−ム413より構成されている。そし
て、この発光素子単体41は、通常のプラスチックパッケ
−ジ半導体素子を製造する場合と同様、リ−ドフレ−ム
413上に発光素子ペレット412を銀ペ−スト等を用いてマ
ウントし、更に、金線を用いてワイヤボンディングし、
次に、トランスファ−モ−ルド法で透明樹脂411中に封
入し、パッケ−ジを完成するという方法で製造されてい
る。なお、図４において、42はファイバ−であり、ま
た、414は、発光素子ペレット412からの光の進行を示す
矢印である。

【０００４】次に、従来の光電変換装置について図５を
参照して説明すると、従来の光電変換装置は、(1) 発光
素子ペレツトを搭載したリ−ド端子群を保持する透明樹
脂パッケ−ジから構成された発光素子単体51、(2) この
発光素子単体51と光結合を行うファイバ−54を保持した
プラグ53、(3) 上記発光素子単体51を収容し、かつ、上
記プラグ53との結合部を有するレセプタクル52、とから
構成されている。

【０００５】そして、このような光電変換装置を用いた
光通信システム（光ファイバ−を用いた光通信システ
ム）は、図６に示すように、(1) 発光ダイオ−ドペレッ
ト611とその周辺回路機能を有するＩＣペレツト（例え
ばドライバ−ＩＣ612）とが透明樹脂で封入され、更
に、レセプタクルに組み込んだ光送信部61と、(2) 同様
に構成された光受信部62（即ち、発光ダイオ−ドペレッ
ト621とその周辺回路機能を有する信号処理ＩＣ622とが
透明樹脂で封入され、更に、レセプタクルに組み込んだ
光受信部62）と、により光信号伝送システムが構成され
ている。なお、図６において、613はデジタル入力信号
であり、また、623はデジタル出力信号であり、更に、6
3はファイバ−である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示す
光信号システムの場合、プラスチックファイバ−の光減
衰率は、0.3ｄＢ／ｍ程度と一定であるので、できるだ
け長い距離を伝送しようとする場合、同一のＬＥＤ及び
フォトＤｉを用いたとき、ＬＥＤペレットから発せられ
る全光束のうちどの位の割合がファイバ−に入射するか
ということが重要になる。従って、ＬＥＤペレットから
の光を集光して効率良くファイバ−に入射させるため
に、従来より透明樹脂表面にレンズを設ける場合も提案
されている。

【０００７】しかしながら、従来の上記発光素子単体に
は次のような問題点が存在する。即ち、従来の上記発光
素子単体では、通常発光素子ペレツトから発せられた光
は、放射状に広がり（図４中の414で示す矢印参照）、
ファイバ−にはその全光束の一部しか入射されないこと
になる。そこで、この改善のため、前述のように樹脂表
面にレンズを設置しているが、この場合でも全光束の10
％程度しかファイバ−に入射されないことになる。従っ
て、その部分での光のロスが多く、結果として伝送距離
が延びないという問題点を有している。

【０００８】要するに、光伝送システムにおいて、伝送
距離を決める要素は、(1) 発光素子ペレットの光出力、
(2) 発光素子から発せられた光束のうちファイバ−に入
射される光束の割合、(3) ファイバ−での光の減衰、
(4) ファイバ−から出射された全光束のうち受光素子に
到達する割合、(5) 受光素子の受光感度、等である。し
かしながら、従来の発光素子単体では、上記(2)のファ
イバ−に入射される光束の割合が少ないという問題点が
存在する。

【０００９】そこで、本発明は、従来の上記問題点を解
消する光電変換装置を提供することを目的とし、特に、
前記(2)の発光素子ペレットから発せられた光束のう
ち、ファイバ−に入射される光束の割合を改善する光電
変換装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そして、本発明は、放射
状に広がる発光素子ペレットからの光を反射によってよ
り多くファイバ−に入射させるようにするため、外側を
白色系樹脂でモ−ルドとすることを特徴とし、これによ
って、上記目的を達成したものである。

【００１１】即ち、本発明は、「少なくとも発光素子ペ
レツトを搭載したリ−ド端子群を保持する透明樹脂パッ
ケ−ジから構成される発光素子単体と、これを収容しか
つこの素子単体と光結合を行う光ファイバ−を保持した
プラグとの結合部を有するレセプタクルとから構成され
た光電変換装置において、上記発光素子単体として、発
光素子ペレット部及び該ペレットから発せられた光がフ
ァイバ−に入射するまでの経路が少なくとも透明樹脂で
モ−ルドされ、かつ、その外側が白色系樹脂でモ−ルド
されている構造からなることを特徴とする光電変換装
置」を要旨とするものである。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明すると、本発明
は、発光素子ペレットの部分及び光がファイバ−に入射
するまでの経路のみを第１のモ−ルド工程で透明樹脂で
モ−ルドし、次に、その外側を第２のモ−ルド工程で白
色系樹脂でモ−ルドする構成からなる光電変換装置であ
る。この構成からなる光電変換装置によれば、第１のモ
−ルド工程でモ−ルドした透明樹脂と第２のモ−ルド工
程でモ−ルドした白色系樹脂との界面は、透明樹脂の側
から見ると良質の光反射面になっている。従って、発光
素子ペレットからの光束のある部分は、この反射面で反
射した後ファイバ−に入射することが可能となり、従来
よりもこの部分での光のロスが少なくなり、その結果、
より長距離伝送が可能となる作用が生ずる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図１〜図３に基づい
て詳細に説明する。図１は、本発明による光電変換装置
を構成する発光素子単体の見取図であって、これは、発
光素子ペレット13の部分及び該ペレット13から発せられ
た光がファイバ−に入射するまでの経路の部分のみ透明
樹脂11でモ−ルドし、そして、これを包み込むように白
色系樹脂12でモ−ルドする構造からなっている。なお、
図１において、14はリ−ドフレ−ムであり、15はＩＣペ
レットであり、また、この図１を簡略化するため、ボン
ディングワイヤの図示を省略する。

【００１４】（実施例１）図２は、本発明の一実施例で
ある発光素子単体の断面図（図１のＡ−Ａ面断面図）で
あって、これは、透明樹脂211中に封入された発光素子
ペレット213及びリ−ドフレ−ム214よりなり、かつ、そ
の外側が白色系樹脂212よりなる構造の発光素子単体21
である。そして、この発光素子単体21は、前記した従来
法と同様、リ−ドフレ−ム214に発光素子ペレット213を
マウントし、更に、ワイヤボンディングし、次に、トラ
ンスファ−モ−ルドを行う。

【００１５】ところで、本発明（実施例１）の場合、ま
ず、第１のモ−ルド工程で発光素子ペレット213を包み
込む部分及びファイバ−22に入射するまでの光の経路の
み透明樹脂211でモ−ルドする。次に、第２のモ−ルド
工程で透明樹脂211の部分の外側、即ち、パッケ−ジ全
体を白色系樹脂212でモ−ルドし、そして、発光素子単
体21のパッケ−ジングを完成する。なお、図２におい
て、215は、発光素子ペレツト213からの光の進行を示す
矢印である。

【００１６】この発光素子単体21をレセプタクルに組み
込んで送信用光電変換装置を完成し、ファイバ−を１ｍ
装着し、ファイバ−端からの光出力Ｐｆを測定した。発
光素子ペレツト21として、ＧａＡｓ基板にＧａＡｌＡｓ
エピを形成したシングルヘテロ構造のＬＥＤを使用し、
If＝20mAの条件で測定したところ、Pf＝−10dBmとな
り、従来の構造の送信用光電変換装置ではPf＝−13dBm
であることからみて、約3dBの改善になる。これは、フ
ァイバ−の減衰率を0.3dB/mとすると、3dBの改善は、伝
送距離に換算すると10ｍ延びたことになる。

【００１７】（実施例２）図３は、本発明の他の実施例
である発光素子単体の断面図（図１のＡ−Ａ面断面図）
であって、この発光素子単体31は、透明樹脂311と白色
系樹脂312との界面を放物面とし、発光素子ペレット313
をその焦点に設置した構造のものである点で前記実施例
１と異なるものである。

【００１８】この実施例２では、放物面の性質から明ら
かなように、反射面で反射した光を更に効率良くファイ
バ−32に入射することができる効果が生ずる。そして、
この反射面の形状は、第１モ−ルド工程のモ−ルド金型
の形状で決まり、一方、モ−ルド金型は精密加工が可能
であるので、正確な放物面の形成は容易に実現できる。
なお、図３において、314はリ−ドフレ−ムであり、ま
た、315は、発光素子ペレット313からの光の進行を示す
矢印である。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、発光素
子ペレット部及び光がファイバ−に入射する経路のみ透
明樹脂でモ−ルドし、その外側を白色系樹脂でモ−ルド
した発光素子単体であり、これによって、発光素子ペレ
ットから出た光の１部は、その透明樹脂と白色系樹脂と
の界面で反射してファイバ−に入射することになり、そ
の結果、光のロスが従来より少なくなり、より長い距離
を伝送することができるという顕著な効果が生ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光電変換装置を構成する発光素子
単体の見取り図である。

【図２】本発明の一実施例である発光素子単体の断面図
（図１のＡ−Ａ面での断面図）である。

【図３】本発明の他の実施例である発光素子単体の断面
図（図１のＡ−Ａ面での断面図）である。

【図４】従来の発光素子単体の断面図である。

【図５】光電変換装置の構造を示す見取り図である。

【図６】ファイバ−を用いた光信号システムのブロック
図である。

【符号の説明】

１１ 透明樹脂 １２ 白色系樹脂 １３ 発光素子ペレツト １４ リ−ドフレ−ム １５ ＩＣペレット ２１ 発光素子単体 ２１１ 透明樹脂 ２１２ 白色系樹脂 ２１３ 発光素子ペレツト ２１４ リ−ドフレ−ム ２１５ 発光素子ペレツトからの光の進行を示す矢印 ２２ ファイバ− ３１ 発光素子単体 ３１１ 透明樹脂 ３１２ 白色系樹脂 ３１３ 発光素子ペレツト ３１４ リ−ドフレ−ム ３１５ 発光素子ペレツトからの光の進行を示す矢印 ３２ ファイバ− ４１ 発光素子単体 ４１１ 透明樹脂 ４１２ 発光素子ペレツト ４１３ リ−ドフレ−ム ４１４ 発光素子ペレツトからの光の進行を示す矢印 ４２ ファイバ− ５１ 発光素子単体 ５２ レセプタクル ５３ プラグ ５４ ファイバ− ６１ 光送信部 ６１１ 発光ダイオ−ドペレット ６１２ ドライバ−ＩＣ ６１３ デジタル入力信号 ６２ 光受信部 ６２１ 発光ダイオ−ドペレット ６２２ 信号処理ＩＣ ６２３ デジタル出力信号 ６３ ファイバ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも発光素子ペレツトを搭載した
   リ−ド端子群を保持する透明樹脂パッケ−ジから構成さ
   れる発光素子単体と、これを収容しかつこの素子単体と
   光結合を行う光ファイバ−を保持したプラグとの結合部
   を有するレセプタクルとから構成された光電変換装置に
   おいて、上記発光素子単体として、発光素子ペレット部
   及び該ペレットから発せられた光がファイバ−に入射す
   るまでの経路が少なくとも透明樹脂でモ−ルドされ、か
   つ、その外側が白色系樹脂でモ−ルドされている構造か
   らなることを特徴とする光電変換装置。