JPH075345A - 光信号伝送モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡便な製造と低コスト化の実現を図った光信
号伝送モジュールを提供する。 【構成】 複数の発光部をもつ発光素子３と、それら発
光した複数の光を装置外部へ発信する発信用の光ファイ
バアレイ４と、装置外部からの複数の光を受信する受信
用の光ファイバアレイ８と、この受信用の光ファイバア
レイ８からの光を受光する複数の受光部をもつ受光素子
１１とを備え、これら全ての光学素子が一体に形成され
てなる光信号伝送モジュールにおいて、前記発信用若し
くは受信用の光ファイバアレイ４，８のどちらか一方の
光ファイバアレイ部を湾曲させかつそれら両方の光ファ
イバアレイ部の装置外部への引出し方向を一致させて形
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光ＬＡＮ、光
Ｉ／Ｆ等に利用される光ファイバを備えた光信号伝送モ
ジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ関連技術の進展によってＯ
Ａ機器間の通信においては一段と高速化、大容量化、高
信頼性化が要求されており、従来の電気による信号伝送
技術では不可能な領域での光を用いた信号伝送技術の開
発が進められている。近年においては、光信号の並列伝
送技術が盛んになり、レーザダイオード（ＬＤ）、発光
ダイオード（ＬＥＤ）、ｐｉｎフォトダイオード（ｐｉ
ｎ−ＰＤ）といった光半導体素子や光ファイバのアレイ
化が実現され、これら受発光素子と光ファイバとを基板
上に搭載してなる並列光伝送モジュールが開発されてい
る。

【０００３】従来の並列光伝送モジュールにおいて、光
半導体素子からの出入力光の方向転換方式としては、プ
リズムなどの光学素子や光学膜による光学的な反射方式
と、光半導体素子実装部に直角型サブマウント部材を用
いた構造的な配置転換方式とがある。具体的には、第一
の従来例（前者の例）として、特開平４−２０８９０５
号公報に「光半導体モジュール」として開示されている
ものがある。これは、半導体基板に設けられた凹部の側
面に露呈した結晶面を反射面として光半導体素子と光導
波素子とを光結合させることによって、光半導体素子と
光導波素子との高効率な光結合を簡単な工程で実現させ
ている。また、第二の従来例（後者の例）として、１９
９２年電子情報通信学会秋季大会Ｃ−１６３に「ＰＤア
レイと光ファイバアレイの結合系の検討」として開示さ
れているものがある。これは、セラミックサブマウント
上に裏面入射型フォトダイオードアレイをフリップチッ
プ実装しており、これによりＰＤアレイと光ファイバア
レイとの結合系の構成を簡素化している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在主流のｐｉｎ−Ｐ
ＤＡ（フォトダイオードアレイ）や面発光型のＬＥＤＡ
（発光ダイオードアレイ）やＬＤは面入出力型であるた
め、光ファイバとこれら光半導体素子のどちらかを基板
に対して垂直に搭載する必要があり、製造上の困難さが
ある。このようなことから、前述した第一の従来例のよ
うな光路途中に反射部材等を設けるなどして光路を曲げ
る方法や、光半導体素子の入出力方向を転換する方法が
その解決策として知られている。しかし、このような方
法においても、製造上の困難さはもとより低コスト化に
ならない場合が多い。特に、アレイ化という点では、各
受発光チャンネルを精度良く光ファイバと対向配置させ
なくてはならないなどという製造上の困難さは相変わら
ず存在し、また、性能的にも光路を曲げるための光学素
子による光パワーの減衰やチャンネル間のバラツキ等が
生じるため、結局のところ、光信号伝送効率の悪化や品
質の悪化を招くことになる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、複数の発光部をもつ発光素子と、それら発光した複
数の光を装置外部へ発信する発信用の光ファイバアレイ
と、装置外部からの複数の光を受信する受信用の光ファ
イバアレイと、この受信用の光ファイバアレイからの光
を受光する複数の受光部をもつ受光素子とを備え、これ
ら全ての光学素子が一体に形成されてなる光信号伝送モ
ジュールにおいて、前記発信用若しくは受信用の光ファ
イバアレイのどちらか一方の光ファイバアレイ部を湾曲
させかつそれら両方の光ファイバアレイ部の装置外部へ
の引出し方向を一致させて形成した。

【０００６】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、湾曲されない方の光ファイバアレイ部又
は受発光部を用い、湾曲させる方の光ファイバアレイ部
の曲げを方向規制して組付けた。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明においては、一方の光ファ
イバアレイ部を湾曲させ、両方の光ファイバアレイ部の
装置外部への引出し方向を一致させることにより、従来
のような光学素子やサブマウント等を使用せず、見かけ
上すべての構成要素を平行に搭載させ、簡便な構成とす
ることが可能となると共に、必要な伝送パワー及びチャ
ンネル間の信号バラツキ等の性能を確保することが可能
となる。

【０００８】請求項２記載の発明においては、一方の光
ファイバアレイ部は、他方の光ファイバアレイ部や固定
部材を利用して湾曲・方向規制を行っているため、構成
の簡素化を一段と図ることが可能となる。

【０００９】

【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１に基づ
いて説明する。光信号伝送モジュールの構成を図１に基
づいて述べる。基台１の上面には電子回路の配線された
セラミック基板２ａ，２ｂが設けられている。セラミッ
ク基板２ｂの一端部に沿って、複数の図示しない発光部
をもつ発光素子としての端面発光型ＬＥＤＡ３（発光素
子アレイ、２０チャンネル）が形成されている。この端
面発光型ＬＥＤＡ３の発光部に対応して、発信用の光フ
ァイバアレイ４が配置されている。この光ファイバアレ
イ４は基台５上でＶ溝ガイド板６により配列ピッチが規
制されている。この基台５は前記基台１の一側面に固着
されている。また、前記光ファイバアレイ４の下方には
一部が曲率Ｒの曲面を有する基台７が配置され、その曲
面には受信用の光ファイバアレイ８が固着されている。
この光ファイバアレイ８は基台９上のＶ溝ガイド板１０
により配列ピッチが規制されており、その先端部の下方
には複数の図示しない受光部をもつ受光素子としてのｐ
ｉｎ−ＰＤＡ１１（２０チャンネル）が配置されてい
る。このｐｉｎ−ＰＤＡ１１はセラミック基板１２ａ上
に設けられ、このセラミック基板１２ａは前記基台１と
共にセラミック基板１２ｂ上に固定されている。さら
に、ここでは、前記光ファイバアレイ４の光ファイバア
レイ部の装置外部への引出し方向と、前記光ファイバア
レイ８の光ファイバアレイ部の装置外部への引出し方向
とを一致させて取付けている。ここで用いられる光ファ
イバはマルチモードタイプのものであり、コアが５０μ
ｍ、クラッドが１２０μｍで、２０芯のフラットケーブ
ルタイプになっている。

【００１０】このような構成において、端面発光型ＬＥ
ＤＡ３は、放射角が図示しない面発光型ＬＥＤＡに比べ
ると狭いため、レンズを用いなくても十分に光結合する
ことができる。例えば、モジュールが想定する光信号の
伝送距離が１００ｍ以内であれば十分な光伝送パワーを
得ることができ、また、光ファイバアレイ８からｐｉｎ
−ＰＤＡ１１に十分な光を入射させることもできる。こ
のようなことから、比較的短距離通信を考えた場合には
このような構造で十分であり、必要とする伝送パワーや
チャンネル間の信号バラツキ等の性能を確保することが
できる。また、端面発光型ＬＥＤＡ３と、発信用及び受
信用の光ファイバアレイ４，８と、ｐｉｎ−ＰＤＡ１１
とを一体に構成し、しかも、両方の光ファイバアレイ
４，８の装置外部への引出し方向を一致させたことによ
り、製造上及び構成上の簡素化を図ることができ、低コ
ストな光伝送モジュールを実現することができる。

【００１１】次に、請求項２記載の発明の一実施例を図
２〜図４に基づいて説明する。なお、前述した請求項１
記載の発明と同一部分についての説明は省略し、その同
一部分については同一符号を用いる。

【００１２】前述した請求項１記載の発明では曲率Ｒの
曲面が形成された基台７を用いて受信用の光ファイバア
レイ８の方向規制を行っていたが、ここでは、図２に示
すように、その光ファイバアレイ８の光ファイバアレイ
部を曲げさせるために基台７のような特別な部材を用い
ず、あくまで自然な湾曲形状に任せている。ただし、こ
の場合、湾曲される側の受信用の光ファイバアレイ部の
曲げに際して、湾曲されない側の発信用の光ファイバア
レイ部を用いて方向規制を行っている。すなわち、発信
用の光ファイバアレイ部を保持する基台５の一傾斜面５
ａを利用して下方への方向規制を行っている。そして、
このようにして湾曲された光ファイバアレイ８の光ファ
イバアレイ部の先端部は、Ｖ溝ガイド板１０と基台９と
により固定されている。

【００１３】図３は、送信部Ａと受信部Ｂとの組付け方
法を示したものである。図４はその受信部Ｂの拡大図を
示したものである。このようにまず、受信部Ｂと送信部
Ａとを各々別々に作製しておき、→→へと受信部
Ｂを曲げていき、最終的に、Ｖ溝ガイド板１０及びセラ
ミック基板１２ｂを基台１の側面に固着することにより
組付けを行い一体化させる。従って、このように一方の
光ファイバアレイ８の光ファイバアレイ部は、他方の光
ファイバアレイ４の光ファイバアレイ部や固定部材を利
用して湾曲や方向規制を行っているため、製造上及び構
成上の簡素化を一段と図ることができるようになる。

【００１４】次に、変形例を図５に基づいて説明する。
これまで述べてきた図１及び図２の構成では、受信側の
光ファイバアレイ８の光ファイバアレイ部の曲げ規制方
向をほぼ垂直な場合として説明したが、ここでは、その
曲げ規制方向をゆるやかにしたものである。すなわち、
図５に示すように、ｐｉｎ−ＰＤＡ１１の受光部に対し
て光ファイバアレイ８の光ファイバアレイ部から入射す
る光を少し斜め方向とすることにより、その光ファイバ
アレイ部の曲げをゆるやかにすることができる。このよ
うな構成とすることにより、Ｖ溝ガイド板１０などのサ
イズを極力小さくでき、モジュール全体の構成の小型化
を図ることができる。なお、これまでの各実施例におい
ては光ファイバアレイ８側の光ファイバアレイ部を曲げ
る構成としたが、これとは逆に光ファイバアレイ４側の
光ファイバアレイ部を曲げるような構成としてもよい。

【００１５】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、複数の発光部を
もつ発光素子と、それら発光した複数の光を装置外部へ
発信する発信用の光ファイバアレイと、装置外部からの
複数の光を受信する受信用の光ファイバアレイと、この
受信用の光ファイバアレイからの光を受光する複数の受
光部をもつ受光素子とを備え、これら全ての光学素子が
一体に形成されてなる光信号伝送モジュールにおいて、
前記発信用若しくは受信用の光ファイバアレイのどちら
か一方の光ファイバアレイ部を湾曲させかつそれら両方
の光ファイバアレイ部の装置外部への引出し方向を一致
させて形成したので、従来のような光学素子やサブマウ
ント等を使用せず、見かけ上すべての構成要素を平行に
搭載させ、簡便な構成とすることができると共に、必要
な伝送パワー及びチャンネル間の信号バラツキ等の性能
を確保することができ、これにより低コストで信頼性の
高い光信号伝送モジュールを実現することができるもの
である。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、湾曲されない方の光ファイバアレイ部又は
受発光部を用い、湾曲させる方の光ファイバアレイ部の
曲げを方向規制して組付けたので、構成上のみならず製
造上の簡素化を一段と図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例を示すものであ
り、（ａ）は光信号伝送モジュールの平面図、（ｂ）は
その縦断正面図である。

【図２】請求項２記載の発明の一実施例を示すものであ
り、（ａ）は光信号伝送モジュールの平面図、（ｂ）は
その縦断正面図である。

【図３】光信号伝送モジュールの組付け状態を示す模式
図である。

【図４】受信部を拡大して示す縦断正面図である。

【図５】本発明の変形例を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

３ 発光素子 ４，８ 光ファイバアレイ １１ 受光素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光部をもつ発光素子と、それら
   発光した複数の光を装置外部へ発信する発信用の光ファ
   イバアレイと、装置外部からの複数の光を受信する受信
   用の光ファイバアレイと、この受信用の光ファイバアレ
   イからの光を受光する複数の受光部をもつ受光素子とを
   備え、これら全ての光学素子が一体に形成されてなる光
   信号伝送モジュールにおいて、前記発信用若しくは受信
   用の光ファイバアレイのどちらか一方の光ファイバアレ
   イ部を湾曲させかつそれら両方の光ファイバアレイ部の
   装置外部への引出し方向を一致させて形成したことを特
   徴とする光信号伝送モジュール。
2. 【請求項２】 湾曲されない方の光ファイバアレイ部又
   は受発光部を用いて湾曲させる方の光ファイバアレイ部
   の曲げを方向規制して組付けたことを特徴とする請求項
   １記載の光信号伝送モジュール。