WO2012105354A1 - Optical module - Google Patents

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啓吾 大島
要 花田
力 山崎
佐野　泰士
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株式会社村田製作所
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Abstract

A resin layer (6) is disposed on the obverse face of a substrate (2) in a state of sealing a light emitting element (3), etc. A light path conversion part (10) is disposed on the resin layer (6) in a location which covers the light emitting element (3). An anchoring mechanism (7) for attaching an optical fiber (13) in the vicinity of the light path conversion part (10) via a plug (11) is disposed on the resin layer (6). The anchoring mechanism (7) further comprises a fitting depression (8) wherein the plug (11) is mounted, and a hooking part (9) which hooks the plug (11). Then, when the light emitting element (3) outputs an optical signal in the thickness direction of the substrate (2), the light path conversion part (10) converts the progress direction of the optical signal 90 degrees, reflecting same in the horizontal direction. The reflected optical signal is collected in an end face (13A) of the optical fiber (13) by a lens (11C) of the plug (11).

Description

光モジュールOptical module
　本発明は、電気信号を光信号に変換して光ファイバに送信する送信用の光モジュール、および、光ファイバから受信した光信号を電気信号に変換する受信用の光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module for transmission that converts an electrical signal into an optical signal and transmits the optical signal to an optical fiber, and an optical module for reception that converts an optical signal received from the optical fiber into an electrical signal.
　一般に、光通信に用いられる光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された光モジュールは、発光素子または受光素子である光素子と光ファイバとを有する。光素子は、基板に立設して設けられたサブキャリアの一主面側に取り付けられる。なお、サブキャリアには導光路となる貫通孔が設けられ、発光素子と光ファイバとは貫通孔を介して光結合する。また、基板の表面に設けられたＶ溝に載置される光ファイバは、光ファイバの一端面とサブキャリアの他主面側とを直接当接することによって位置決めされる。 Generally, an optical module used for optical communication is known (for example, see Patent Document 1). The optical module described in Patent Document 1 includes an optical element that is a light emitting element or a light receiving element, and an optical fiber. The optical element is attached to one main surface side of the subcarrier provided upright on the substrate. The subcarrier is provided with a through hole serving as a light guide, and the light emitting element and the optical fiber are optically coupled through the through hole. Further, the optical fiber placed in the V-groove provided on the surface of the substrate is positioned by directly contacting one end face of the optical fiber and the other main surface side of the subcarrier.
特開平１１－１６０５８５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-160585
　しかしながら、上述した従来技術では、サブキャリアに設けられた貫通孔の形状、基板に対するサブキャリア、光素子および光ファイバの位置ずれにより、光素子と光ファイバとの間の光結合の損失が大きく左右されるという問題がある。 However, in the above-described conventional technology, the loss of optical coupling between the optical element and the optical fiber is greatly affected by the shape of the through-hole provided in the subcarrier, the positional deviation of the subcarrier, the optical element, and the optical fiber with respect to the substrate. There is a problem of being.
　また、光ファイバとサブキャリアとを直接当接するため、サブキャリアと基板の固定強度を大きくする必要がある。さらに、通常は横置き、即ち光の出射方向が基板表面に対して垂直方向となるように基板実装される面発光素子を光素子として用いる場合は、光素子と光ファイバとを光結合させるために光素子を縦置き、即ち光の出射方向が基板表面に対して平行方向となるように基板実装しなければならない。この場合、光素子の実装が難しくなり、また、組立工程が複雑化し、製造コストが上昇するという問題が生じる。 Also, since the optical fiber and the subcarrier are in direct contact with each other, it is necessary to increase the fixing strength between the subcarrier and the substrate. Further, when a surface-emitting element that is mounted on a substrate so that the light emission direction is perpendicular to the substrate surface is usually used as an optical element, the optical element and the optical fiber are optically coupled. In addition, the optical element must be vertically mounted, that is, mounted on the substrate so that the light emission direction is parallel to the substrate surface. In this case, it becomes difficult to mount the optical element, and the assembly process becomes complicated, resulting in an increase in manufacturing cost.
　本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、発光素子あるいは受光素子と光ファイバとの間の光結合の損失を抑制することができ、製造コストを低減することができる送信用および受信用の光モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the loss of optical coupling between the light emitting element or the light receiving element and the optical fiber, thereby reducing the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide an optical module for transmitting and receiving.
　（１）．上述した課題を解決するために、本発明による送信用の光モジュールは、光素子と、該光素子を表面に実装してなる基板と、該基板の表面を覆う樹脂層とを備え、該樹脂層は、表面が開口すると共に該開口からフェルールに挿通された光ファイバの先端側を装着する凹部と、該凹部に設けられ前記光ファイバの先端側を係止する係止部とが形成されてなる固定機構と、反射面を介して前記光素子を通る光信号の光路と前記フェルールの伸長方向とを一致させる光学的に透明な樹脂材料で形成された光路変換部とを有し、前記光素子は発光素子であり、前記フェルールが挿入される有底の挿入穴と、挿入される前記フェルールの先端面に対向して設けられるレンズとが形成されてなるプラグを介して前記光ファイバの先端側を前記固定機構に固定し、前記発光素子から出射された光信号を、前記光路変換部で光路変換すると共に前記レンズで前記光ファイバの先端面に集光する構成としている。 (1). In order to solve the above-described problem, an optical module for transmission according to the present invention includes an optical element, a substrate on which the optical element is mounted, and a resin layer that covers the surface of the substrate. The layer is formed with a concave portion for mounting the front end side of the optical fiber inserted through the ferrule from the opening, and a locking portion provided in the concave portion for locking the front end side of the optical fiber. And an optical path conversion unit formed of an optically transparent resin material that matches the optical path of the optical signal passing through the optical element via the reflecting surface and the extension direction of the ferrule, and The element is a light emitting element, and the tip of the optical fiber is inserted through a plug in which a bottomed insertion hole into which the ferrule is inserted and a lens provided to face the tip surface of the ferrule to be inserted are formed. Secure the side to the fixing mechanism. And, an optical signal emitted from the light emitting element has a configuration which converges in the distal end surface of the optical fiber by the lens and converts the light path by the optical path conversion unit.
　本発明では、基板の表面を覆うように光路変換部を設けたので、基板表面に対して垂直方向に光信号を出射する発光素子を用いた場合でも、基板表面に対して平行方向に、光信号の光路を容易に変換することができる。 In the present invention, since the optical path changing unit is provided so as to cover the surface of the substrate, even when a light emitting element that emits an optical signal in a direction perpendicular to the substrate surface is used, light is emitted in a direction parallel to the substrate surface. The optical path of the signal can be easily converted.
　また、固定機構および光路変換部を有する樹脂層は、発光素子を封止した状態で基板表面に形成されるので、基板に対する固定機構の接合強度を高めることができる。また、固定機構および光路変換部を一体に形成することができ、組立工程を簡略化して製造コストを低減することができる。 Further, since the resin layer having the fixing mechanism and the optical path changing portion is formed on the surface of the substrate in a state where the light emitting element is sealed, the bonding strength of the fixing mechanism to the substrate can be increased. In addition, the fixing mechanism and the optical path changing unit can be integrally formed, and the assembling process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
　また、固定機構には表面が開口した凹部を形成したので、光ファイバの先端側を挿通したフェルールが装着されるプラグを、開口から挿入して凹部に容易に固定することができる。また、凹部には係止部が設けられ、挿入されたプラグは係止部によって係止されるので、プラグが外れ難くなる。 In addition, since the concave portion whose surface is opened is formed in the fixing mechanism, the plug to which the ferrule inserted through the tip side of the optical fiber can be inserted from the opening and can be easily fixed to the concave portion. In addition, the recessed portion is provided with a locking portion, and the inserted plug is locked by the locking portion, so that it is difficult to remove the plug.
　また、プラグにはレンズが設けられるので、例えば組み立て時に発光素子と光ファイバとの間の相対的位置ずれが生じたときでも、発光素子から出射された後に光路変換される光信号を、レンズによって光ファイバの先端面に集光させることができる。このため、発光素子と光ファイバとの間の光結合の損失を抑制することができ、発光素子および光ファイバの相対的な位置ずれの影響を低減することができる。 In addition, since the plug is provided with a lens, for example, even when a relative positional shift between the light emitting element and the optical fiber occurs during assembly, an optical signal that is optically path-converted after being emitted from the light emitting element is transmitted by the lens. The light can be condensed on the tip surface of the optical fiber. For this reason, the loss of the optical coupling between the light emitting element and the optical fiber can be suppressed, and the influence of the relative displacement between the light emitting element and the optical fiber can be reduced.
　（２）．本発明による受信用の光モジュールは、光素子と、該光素子を表面に実装してなる基板と、該基板の表面を覆う樹脂層とを備え、該樹脂層は、表面が開口すると共に該開口からフェルールに挿通された光ファイバの先端側を装着する凹部と、該凹部に設けられ前記光ファイバの先端側を係止する係止部とが形成されてなる固定機構と、反射面を介して前記光素子を通る光信号の光路と前記フェルールの伸長方向とを一致させる光学的に透明な樹脂材料で形成された光路変換部とを有し、前記光素子は受光素子であり、前記フェルールを介して前記光ファイバの先端側を前記固定機構に固定し、前記光ファイバのコアを通る光路と前記光路変換部の反射面とが交わる位置を第１の交差位置とし、前記受光素子の受光中心を通る光路と前記光路変換部の反射面とが交わる位置を第２の交差位置としたときに、前記受光素子と前記第１の交差位置との距離を前記受光素子と前記第２の交差位置との距離よりも長くし、前記光ファイバから出射された光信号を、前記光路変換部で光路変換して前記受光素子に入射させる構成としている。 (2). An optical module for reception according to the present invention includes an optical element, a substrate on which the optical element is mounted, and a resin layer that covers the surface of the substrate. A fixing mechanism in which a concave portion for mounting the distal end side of the optical fiber inserted through the ferrule from the opening, a locking portion provided in the concave portion for locking the distal end side of the optical fiber, and a reflecting surface are formed. And an optical path conversion part formed of an optically transparent resin material that matches the optical path of the optical signal passing through the optical element and the extending direction of the ferrule, the optical element being a light receiving element, and the ferrule A position where the optical path passing through the core of the optical fiber and the reflection surface of the optical path conversion unit intersect is defined as a first intersection position, and the light receiving element receives light. The optical path through the center and the optical path change When the position where the reflection surface of the part intersects is the second intersection position, the distance between the light receiving element and the first intersection position is longer than the distance between the light receiving element and the second intersection position. The optical signal emitted from the optical fiber is converted into an optical path by the optical path converter and is incident on the light receiving element.
　本発明によれば、基板の表面を覆うように光路変換部を設けたので、基板表面に対して垂直方向の光信号を受光する受光素子を用いた場合でも、基板表面に対して平行方向の光信号が垂直方向に向かうように、光信号の光路を容易に変換することができる。 According to the present invention, since the optical path changing unit is provided so as to cover the surface of the substrate, even when a light receiving element that receives an optical signal in a direction perpendicular to the substrate surface is used, The optical path of the optical signal can be easily converted so that the optical signal is directed in the vertical direction.
　また、固定機構および光路変換部を有する樹脂層は、受光素子を封止した状態で基板表面に形成されるので、基板に対する固定機構の接合強度を高めることができる。また、固定機構および光路変換部を一体に形成することができ、組立工程を簡略化して製造コストを低減することができる。 In addition, since the resin layer having the fixing mechanism and the optical path changing portion is formed on the substrate surface in a state where the light receiving element is sealed, the bonding strength of the fixing mechanism to the substrate can be increased. In addition, the fixing mechanism and the optical path changing unit can be integrally formed, and the assembling process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
　また、固定機構には表面が開口した凹部を形成したので、光ファイバの先端側が挿通されたフェルールを、開口から挿入して凹部に容易に固定することができる。また、凹部には係止部が設けられ、挿入されたフェルールは係止部によって係止されるので、フェルールが外れ難くなる。 In addition, since the concave portion whose surface is opened is formed in the fixing mechanism, the ferrule through which the tip side of the optical fiber is inserted can be easily inserted into the concave portion and fixed to the concave portion. Moreover, since the latching | locking part is provided in a recessed part and the inserted ferrule is latched by the latching | locking part, a ferrule becomes difficult to remove | deviate.
　また、光ファイバのコアを通る光路と光路変換部の反射面とが交わる位置を第１の交差位置とし、受光素子の受光中心を通る光路と光路変換部の反射面とが交わる位置を第２の交差位置としたときに、受光素子と第１の交差位置との距離を受光素子と第２の交差位置との距離よりも長くした。このとき、光ファイバから出力された光は、受光素子と第１の交差位置との距離を受光素子と第２の交差位置との距離よりも長くしたときの方が、短くしたときに比べて、光路変換部の反射面に対する入射角が大きくなる傾向がある。このため、光路変換部から空気中に漏れる漏洩光を減少させることができるから、受光素子と光ファイバとの間の光結合の損失を抑制することができ、受光素子および光ファイバの実装ずれの影響を低減することができる。 The position where the optical path passing through the core of the optical fiber and the reflection surface of the optical path conversion unit intersect is defined as a first intersection position, and the position where the optical path passing through the light receiving center of the light receiving element and the reflection surface of the optical path conversion unit intersect is defined as the second position. The distance between the light receiving element and the first intersection position is longer than the distance between the light receiving element and the second intersection position. At this time, the light output from the optical fiber is shorter when the distance between the light receiving element and the first intersection position is longer than the distance between the light receiving element and the second intersection position. The incident angle with respect to the reflection surface of the optical path conversion unit tends to increase. For this reason, it is possible to reduce the leakage light leaking from the optical path changing unit into the air, so that it is possible to suppress loss of optical coupling between the light receiving element and the optical fiber, and to prevent mounting deviation between the light receiving element and the optical fiber. The influence can be reduced.
　（３）．本発明では、前記樹脂層には、金属カバーを取り付ける構成としている。 (3). In the present invention, a metal cover is attached to the resin layer.
　本発明では、樹脂層に金属カバーを取り付けたので、金属カバーによって外部の電磁波や光が混入するのを防ぐことができ、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）、イミュニティ、ＥＳＤ（Electrostatic Discharge）等のノイズ耐性を向上することができる。 In the present invention, since a metal cover is attached to the resin layer, it is possible to prevent external electromagnetic waves and light from being mixed in by the metal cover, and noise resistance such as EMI (Electro Magnetic Interference), immunity, ESD (Electrostatic Discharge), etc. Can be improved.
　（４）．本発明では、前記光路変換部の反射面を除く前記樹脂層の外表面には、前記樹脂層よりも光信号の透過率が低い低透明樹脂膜を設け、該低透明樹脂膜を用いて前記金属カバーを前記樹脂層に接着する構成としている。 (4). In the present invention, on the outer surface of the resin layer excluding the reflection surface of the optical path conversion unit, a low transparent resin film having a lower optical signal transmittance than the resin layer is provided, and the low transparent resin film is used to A metal cover is bonded to the resin layer.
　この構成により、光路変換部の周囲が金属カバーによって密閉されるので、光路変換部は外気との接触が遮断され、耐湿性が向上して信頼性が高まる。 With this configuration, the periphery of the optical path conversion unit is hermetically sealed by the metal cover, so that the optical path conversion unit is blocked from contact with the outside air, and the moisture resistance is improved and the reliability is increased.
　（５）．本発明では、前記低透明樹脂膜は、金属またはセラミックの粉からなるフィラーが混入されたフィラー入り樹脂膜によって構成している。 (5). In the present invention, the low-transparency resin film is constituted by a filler-containing resin film mixed with a filler made of metal or ceramic powder.
　本発明では、低透明樹脂膜を金属またはセラミックの粉からなるフィラーが混入されたフィラー入り樹脂膜によって形成したから、樹脂層と金属カバーとの間の線膨脹係数差を小さくすることができ、耐熱衝撃性を高めることができる。 In the present invention, since the low-transparency resin film is formed by a filler-containing resin film mixed with a filler made of metal or ceramic powder, the linear expansion coefficient difference between the resin layer and the metal cover can be reduced, Thermal shock resistance can be improved.
　（６）．本発明では、前記樹脂層には、その外表面を覆う導電性膜を設ける構成としている。 (6). In the present invention, the resin layer is provided with a conductive film covering its outer surface.
　本発明では、樹脂層には導電性膜を設ける構成としたから、導電性膜によって外部の電磁波等が混入するのを防ぐことができ、ノイズ耐性を向上することができる。 In the present invention, since the conductive layer is provided on the resin layer, it is possible to prevent external electromagnetic waves and the like from being mixed by the conductive film, and to improve noise resistance.
　（７）．本発明では、前記基板は、前記樹脂層よりも大きな面積を有し、前記樹脂層の周囲から突出した鍔部を備える構成としている。 (7). In this invention, the said board | substrate is set as the structure provided with the collar part which has an area larger than the said resin layer and protruded from the circumference | surroundings of the said resin layer.
　例えば親基板に複数の光モジュールを形成したときには、親基板を切断するダイシング工程を行ない、これらのモジュールを取り出す。このとき、基板の鍔部を切断してモジュールを取り出すから、ダイシング工程で親基板に形成された樹脂層がダイシングのブレードに直接接触することがなく、ダイシングによる樹脂層の変形を防ぐことができる。 For example, when a plurality of optical modules are formed on the parent substrate, a dicing process for cutting the parent substrate is performed, and these modules are taken out. At this time, since the module is taken out by cutting the flange portion of the substrate, the resin layer formed on the parent substrate in the dicing process does not directly contact the blade of the dicing, and deformation of the resin layer due to dicing can be prevented. .
　（８）．本発明では、前記光路変換部と、前記基板の表面を覆う前記樹脂層とは、同じ樹脂材料で形成される。 (8). In the present invention, the optical path changing portion and the resin layer covering the surface of the substrate are formed of the same resin material.
　これにより、樹脂層と光路変換部を一緒に形成することができ、生産性を高めることができる。 Thereby, the resin layer and the optical path changing part can be formed together, and the productivity can be improved.
　（９）．本発明では、前記光路変換部と、前記基板の表面を覆う前記樹脂層とは、異なる樹脂材料で形成される。 (9). In the present invention, the optical path changing part and the resin layer covering the surface of the substrate are formed of different resin materials.
　これにより、樹脂層と光路変換部には、例えば剛性、屈折率等の特性がそれぞれに適した樹脂材料を用いることができる。 Thereby, for the resin layer and the optical path changing portion, for example, resin materials having characteristics such as rigidity and refractive index suitable for each can be used.
本発明の第１の実施の形態による送信用および受信用の光モジュールを示す斜視図である。1 is a perspective view showing an optical module for transmission and reception according to a first embodiment of the present invention. 図１中の送信用の光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module for transmission in FIG. 固定機構側からみた送信用の光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module for transmission seen from the fixing mechanism side. 送信用の光モジュールを示す平面図である。It is a top view which shows the optical module for transmission. 光路変換部、発光素子、光ファイバ等を図４中の矢示Ｖ－Ｖ方向からみた断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical path conversion unit, the light emitting element, the optical fiber, and the like when viewed from the direction of arrows VV in FIG. 4. プラグを単体で示す平面図である。It is a top view which shows a plug alone. プラグを図６中の矢示VII－VII方向からみた断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the plug as viewed from the direction of arrows VII-VII in FIG. 6. プラグにフェルールおよび光ファイバを取付けた状態を示す図７と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 7 which shows the state which attached the ferrule and the optical fiber to the plug. 図１中の受信用の光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module for reception in FIG. 固定機構側からみた受信用の光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module for reception seen from the fixing mechanism side. 受信用の光モジュールを示す平面図である。It is a top view which shows the optical module for reception. 光路変換部、受光素子、光ファイバ等を図１１中の矢示XII－XII方向からみた断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the optical path conversion unit, the light receiving element, the optical fiber, and the like when viewed from the direction of arrows XII-XII in FIG. 送信用の光モジュールにプラグのレンズを設けた場合とレンズを省いた場合において、発光素子のＸ軸方向のずれ量と光結合の損失との関係を示す特性線図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of deviation of the light emitting element in the X-axis direction and the loss of optical coupling when a plug lens is provided in the optical module for transmission and when the lens is omitted. 送信用の光モジュールの光路変換部をドーム形状にした場合とスロープ形状にした場合において、発光素子のＸ軸方向のずれ量と光結合の損失との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the amount of shift | offset | difference of the X-axis direction of a light emitting element, and the loss of optical coupling in the case where the optical path change part of the optical module for transmission is made into a dome shape and a slope shape. 発光素子とプラグがＹ軸方向に位置ずれして配置した状態を示す図４と同様な位置の説明図である。It is explanatory drawing of the position similar to FIG. 4 which shows the state which the light emitting element and the plug shifted and arrange | positioned in the Y-axis direction. 発光素子とプラグがＹ軸方向に位置ずれなく配置した状態を示す図４と同様な位置の説明図である。It is explanatory drawing of the position similar to FIG. 4 which shows the state which has arrange | positioned a light emitting element and a plug without position shift in the Y-axis direction. 受信用の光モジュールの光路変換部をドーム形状にした場合とスロープ形状にした場合において、光ファイバのＺ軸方向のずれ量と光結合の損失との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the deviation | shift amount of an optical fiber in the Z-axis direction, and the loss of optical coupling in the case where the optical path changing part of the optical module for reception is made into a dome shape and a slope shape. 受信用の光モジュールの光ファイバをＺ軸方向にオフセットした場合とオフセットしない場合において、光ファイバのＺ軸方向のずれ量と光結合の損失との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the deviation | shift amount of an optical fiber in the Z-axis direction, and the loss of optical coupling in the case where the optical fiber of the optical module for reception is offset in the Z-axis direction. 受信用の光モジュールの光ファイバを光路変換部の上部側に配置した状態を示す図１２と同様な位置の説明図である。It is explanatory drawing of the position similar to FIG. 12 which shows the state which has arrange | positioned the optical fiber of the optical module for reception to the upper part side of the optical path change part. 受信用の光モジュールの光ファイバを光路変換部の下部側に配置した状態を示す図１２と同様な位置の説明図である。It is explanatory drawing of the position similar to FIG. 12 which shows the state which has arrange | positioned the optical fiber of the optical module for reception to the lower part side of the optical path change part. 受信用の光モジュールの光ファイバを光路変換部の上部側と下部側に配置したときの入射角を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an incident angle when the optical fiber of the optical module for reception is arrange | positioned at the upper part side and lower part side of an optical path change part. 受信用の光モジュールにレンズを設けた場合とレンズを省いた場合において、光ファイバのＺ軸方向のずれ量と光結合の損失との関係を示す特性線図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of optical fiber misalignment in the Z-axis direction and the loss of optical coupling when a lens is provided in the receiving optical module and when the lens is omitted. 第２の実施の形態による送信用および受信用の光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module for transmission and reception by 2nd Embodiment. 図２３中の送信用の光モジュールを分解した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state which decomposed | disassembled the optical module for transmission in FIG. 図２３中の受信用の光モジュールを分解した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state which decomposed | disassembled the optical module for reception in FIG. ダイシング工程によって親基板から送信用の光モジュールを取り出す状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which takes out the optical module for transmission from a parent board | substrate by a dicing process. 第３の実施の形態による送信用の光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module for transmission by 3rd Embodiment. 図２７中の送信用の光モジュールを分解した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state which decomposed | disassembled the optical module for transmission in FIG. 第４の実施の形態による送信用および受信用の光モジュールを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the optical module for transmission and reception by 4th Embodiment. 変形例による送信用の光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module for transmission by a modification.
　以下、本発明の実施の形態による送信用および受信用の光モジュールについて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図１に示すように、送信用の光モジュール１は光ファイバ１３の一端側に接続され、受信用の光モジュール２１は光ファイバ１３の他端側に接続され、電気信号と光信号とを相互に変換するための第１の実施の形態に係る光通信用の光モジュールを構成する。 Hereinafter, an optical module for transmission and reception according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the transmission optical module 1 is connected to one end of the optical fiber 13, and the reception optical module 21 is connected to the other end of the optical fiber 13. An optical module for optical communication according to the first embodiment for converting between the two is configured.
　図１ないし図８を用いて、第１の実施の形態に係る光通信用の光モジュールに用いられる送信用の光モジュール１について具体的に説明する。光モジュール１は、基板２、発光素子３、固定機構７および光路変換部１０を備える樹脂層６、プラグ１１を備える。 The transmission optical module 1 used in the optical module for optical communication according to the first embodiment will be specifically described with reference to FIGS. The optical module 1 includes a substrate 2, a light emitting element 3, a fixing mechanism 7, a resin layer 6 including an optical path changing unit 10, and a plug 11.
　基板２は、絶縁材料を用いて形成された長方形状の平板である。基板２としては、例えばプリント配線基板が用いられる。基板２の表面には、発光素子３と、例えば発光素子３を駆動制御するための発光用集積回路部品４（以下、発光用ＩＣ部品４という）や、抵抗、コンデンサ、コイル等のような各種の電子部品５が実装される。そして、発光素子３、発光用ＩＣ部品４および電子部品５は、ボンディングワイヤ、配線パターン等を用いて電気的に相互に接続されている。 The substrate 2 is a rectangular flat plate formed using an insulating material. As the substrate 2, for example, a printed wiring board is used. On the surface of the substrate 2, a light emitting element 3, a light emitting integrated circuit component 4 for driving and controlling the light emitting element 3 (hereinafter referred to as a light emitting IC component 4), various resistors, capacitors, coils, and the like The electronic component 5 is mounted. The light emitting element 3, the light emitting IC component 4 and the electronic component 5 are electrically connected to each other using bonding wires, wiring patterns, or the like.
　発光素子３は、基板２の表面角部に実装され、基板２の表面に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に赤外線や可視光線の光を出射する。発光素子３としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が用いられる。低消費電力で、高速かつ大容量の光通信を行う場合には、高速変調可能なＶＣＳＥＬを発光素子３として用いるのが好ましい。 The light emitting element 3 is mounted on the corner of the surface of the substrate 2 and emits infrared or visible light in a direction perpendicular to the surface of the substrate 2 (Z-axis direction). As the light emitting element 3, for example, a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), or a surface emitting laser (VCSEL) is used. When performing high-speed and large-capacity optical communication with low power consumption, it is preferable to use a VCSEL capable of high-speed modulation as the light-emitting element 3.
　固定機構７および光路変換部１０が一体に形成された樹脂層６は、トランスファーモールド等の一般的な成形方法や、ポッティング等の簡易な方法を用いて基板２の表面に形成される。樹脂層６は、基板２を全面に亘って覆う略直方体状に形成され、発光素子３、発光用ＩＣ部品４および電子部品５を封止する。なお、樹脂層６は、発光素子３から出射される光に対して透明、即ち、光が透過可能であって、空気の屈折率よりも大きい屈折率をもった樹脂材料で形成される。 The resin layer 6 in which the fixing mechanism 7 and the optical path changing unit 10 are integrally formed is formed on the surface of the substrate 2 using a general molding method such as transfer molding or a simple method such as potting. The resin layer 6 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape that covers the entire surface of the substrate 2 and seals the light emitting element 3, the light emitting IC component 4, and the electronic component 5. The resin layer 6 is made of a resin material that is transparent to the light emitted from the light emitting element 3, that is, can transmit light and has a refractive index larger than that of air.
　固定機構７は、凹部としての嵌合溝８と、切欠き９Ａ1，９Ａ2および抜止め突起９Ｂ1，９Ｂ2を備える係止部９とから構成される。 The fixing mechanism 7 includes a fitting groove 8 as a recess, and a locking portion 9 having notches 9A1, 9A2 and retaining protrusions 9B1, 9B2.
　嵌合溝８は、樹脂層６の短辺縁に形成された、発光素子３の近傍から樹脂層６の長辺側面にまで伸長する溝である。なお、嵌合溝８の伸長方向（Ｘ軸方向）に垂直な断面形状は、四角形に形成される。また、嵌合溝８は、樹脂層６の上面に開口８Ａを有すると共に、樹脂層６の長辺側面に開口８Ｂを有する。 The fitting groove 8 is a groove formed on the short edge of the resin layer 6 and extending from the vicinity of the light emitting element 3 to the long side surface of the resin layer 6. In addition, the cross-sectional shape perpendicular | vertical to the expansion | extension direction (X-axis direction) of the fitting groove 8 is formed in a tetragon | quadrangle. The fitting groove 8 has an opening 8 </ b> A on the upper surface of the resin layer 6 and an opening 8 </ b> B on the long side surface of the resin layer 6.
　切欠き９Ａ1，９Ａ2は、嵌合溝８を挟む両壁面の開口８Ｂ側を、直方体状に切欠いたものである。切欠き９Ａ1，９Ａ2は、樹脂層６の上面に開口９Ａ3，９Ａ4を有する。なお、切欠き９Ａ1，９Ａ2は同じ深さに形成されると共に、嵌合溝８の深さよりも浅く形成される。抜止め突起９Ｂ1，９Ｂ2は、切欠き９Ａ1，９Ａ2のそれぞれの底面の開口８Ｂ側に設けられた突起である。 The notches 9A1 and 9A2 are obtained by notching the opening 8B side of both wall surfaces sandwiching the fitting groove 8 into a rectangular parallelepiped shape. The notches 9A1 and 9A2 have openings 9A3 and 9A4 on the upper surface of the resin layer 6. The notches 9A1 and 9A2 are formed at the same depth and are formed shallower than the depth of the fitting groove 8. The retaining protrusions 9B1 and 9B2 are protrusions provided on the opening 8B side of the bottom surfaces of the notches 9A1 and 9A2.
　光路変換部１０は、直角二等辺三角形柱状に形成される。なお、光路変換部１０は、直角二等辺三角形柱状における直角に交わる第一の側面が基板２の表面と平行に、即ち、発光素子３から基板２の表面に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に出射される光信号が、第一の側面に垂直に入射するように、また、直角に交わる第二の側面は開口８Ａ側に位置するように配置形成される。このため、直角二等辺三角形柱状における第三の側面は、発光素子３から開口８Ａ方向にむけて略４５°の上向きの傾斜角度を有する。樹脂層６は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する樹脂材料で形成される。このため、発光素子３から出射された光信号は、第三の側面で全反射する。即ち、第三の側面は、発光素子３から出射された光信号を反射させる反射面１０Ａとして機能する。これにより、光路変換部１０の反射面１０Ａを介して、基板２の表面に対して垂直方向（Ｚ軸方向）の発光素子３を通る光路Ｌt2を、フェルール１２および光ファイバ１３の伸長方向（Ｘ軸方向）に光路変換する。なお、反射面１０Ａは平面に限られず、後述するように、その曲率半径が例えば数ｍｍ以上の球面の一部によって形成してもよい。 The optical path conversion unit 10 is formed in a right isosceles triangular column shape. In the optical path conversion unit 10, the first side surface intersecting at right angles in the right isosceles triangular columnar shape is parallel to the surface of the substrate 2, that is, perpendicular to the surface of the substrate 2 from the light emitting element 3 (Z-axis direction). Is arranged so that the optical signal emitted to the first side is perpendicularly incident on the first side surface, and the second side surface intersecting at right angles is positioned on the opening 8A side. For this reason, the third side surface in the right isosceles triangular column shape has an upward inclination angle of approximately 45 ° from the light emitting element 3 toward the opening 8A. The resin layer 6 is formed of a resin material having a refractive index larger than that of air. For this reason, the optical signal emitted from the light emitting element 3 is totally reflected on the third side surface. That is, the third side surface functions as a reflecting surface 10A that reflects the optical signal emitted from the light emitting element 3. As a result, the optical path Lt2 passing through the light emitting element 3 in the direction perpendicular to the surface of the substrate 2 (Z-axis direction) via the reflecting surface 10A of the optical path conversion unit 10 is extended in the direction in which the ferrule 12 and the optical fiber 13 extend (X Change the optical path in the axial direction. The reflective surface 10A is not limited to a flat surface, and may be formed by a part of a spherical surface having a radius of curvature of, for example, several mm or more, as will be described later.
　プラグ１１は、四角柱状の本体部１１Ａと、本体部１１Ａの対向する長辺側面に突設して形成された四角柱状の係合突起１１Ｄ1，１１Ｄ2とを備える。本体部１１Ａには、本体部１１Ａの伸長方向の一端面側に開口１１Ｂ4を有する、フェルール１２を挿入するための有底の挿入穴１１Ｂが形成される。挿入穴１１Ｂは、伸長方向に同じ中心軸を有する、開口１１Ｂ4側に形成された内径寸法がφ1の大径孔１１Ｂ2と、底部側に形成された内径寸法がφ2（φ1＞φ2）の小径孔１１Ｂ1と、大径孔１１Ｂ2と小径孔１１Ｂ1とを接続するテーパ孔１１Ｂ3とから形成される。なお、プラグ１１は、光に対して透明、即ち、光が透過可能な樹脂材料で形成される。 The plug 11 includes a rectangular columnar main body portion 11A, and rectangular columnar engaging protrusions 11D1 and 11D2 formed to project from the opposite long side surfaces of the main body portion 11A. The main body portion 11A is formed with a bottomed insertion hole 11B for inserting the ferrule 12 and having an opening 11B4 on one end surface side in the extending direction of the main body portion 11A. The insertion hole 11B has the same central axis in the extending direction and has a large-diameter hole 11B2 with an inner diameter of φ1 formed on the opening 11B4 side and a small-diameter hole with an inner diameter of φ2 (φ1> φ2) formed on the bottom side. 11B1 and a tapered hole 11B3 connecting the large diameter hole 11B2 and the small diameter hole 11B1. Note that the plug 11 is formed of a resin material that is transparent to light, that is, capable of transmitting light.
　本体部１１Ａの伸長方向の他端面側には、例えば半球面状のレンズ１１Ｃが一体に形成される。なお、レンズ１１Ｃは、フェルール１２に挿入された光ファイバ１３の光軸の延長方向に配置され、挿入穴１１Ｂの底部と対向すると共に、挿入穴１１Ｂに挿入されたフェルール１２の先端面に対向して設けられる。 For example, a hemispherical lens 11C is integrally formed on the other end surface side in the extending direction of the main body 11A. The lens 11C is disposed in the extending direction of the optical axis of the optical fiber 13 inserted into the ferrule 12, and faces the bottom of the insertion hole 11B and faces the tip surface of the ferrule 12 inserted into the insertion hole 11B. Provided.
　本体部１１Ａおよび係合突起１１Ｄ1，１１Ｄ2を、樹脂層６の長辺側面に形成された開口８Ｂ、あるいは、樹脂層６の上面に形成された開口８Ａ，９Ａ3，９Ａ4を介して挿入すると、係合突起１１Ｄ1，１１Ｄ2は切欠き９Ａ1，９Ａ2に嵌め合わされる。これにより、プラグ１１に取付けられたフェルール１２および光ファイバ１３の先端側が、樹脂層６に係止される。 When the main body 11A and the engaging protrusions 11D1, 11D2 are inserted through the opening 8B formed on the long side surface of the resin layer 6 or the openings 8A, 9A3, 9A4 formed on the upper surface of the resin layer 6, The mating protrusions 11D1 and 11D2 are fitted into the notches 9A1 and 9A2. As a result, the ferrule 12 attached to the plug 11 and the distal end side of the optical fiber 13 are locked to the resin layer 6.
　光ファイバ１３は、フェルール１２を介して挿入穴１１Ｂに装着され、プラグ１１に固定される。このとき、光ファイバ１３を予め挿通したフェルール１２を、挿入穴１１Ｂに装着する方法が一般的である。しかしながら、フェルール１２を挿入穴１１Ｂに装着した後、光ファイバ１３をフェルール１２に挿通してもよい。なお、いずれの場合も、フェルール１２の先端面は、テーパ孔１１Ｂ3のテーパ面に当接するまで押し込まれる。また、フェルール１２を挿通した光ファイバ１３の先端面１３Ａは、挿入穴１１Ｂの底部と当接または対面した状態で、透明接着剤を用いて固定される。なお、透明接着剤は、光ファイバ１３とプラグ１１との間の屈折率を整合させる機能も有する。フェルール１２は、例えば金属材料、セラミック、または樹脂材料によって円筒状に形成される。 The optical fiber 13 is attached to the insertion hole 11B through the ferrule 12 and fixed to the plug 11. At this time, a method of attaching the ferrule 12 inserted in advance through the optical fiber 13 to the insertion hole 11B is common. However, the optical fiber 13 may be inserted through the ferrule 12 after the ferrule 12 is mounted in the insertion hole 11B. In either case, the tip surface of the ferrule 12 is pushed in until it comes into contact with the tapered surface of the tapered hole 11B3. Further, the distal end surface 13A of the optical fiber 13 inserted through the ferrule 12 is fixed using a transparent adhesive while being in contact with or facing the bottom of the insertion hole 11B. The transparent adhesive also has a function of matching the refractive index between the optical fiber 13 and the plug 11. The ferrule 12 is formed in a cylindrical shape using, for example, a metal material, a ceramic, or a resin material.
　ここで、光ファイバ１３におけるコアの中心軸Ｌt1と、反射面１０Ａとが交わる位置を第１の交差位置Ｐt1とする。また、発光素子３から出射される光信号の中心軸Ｌt2と反射面１０Ａとが交わる位置を第２の交差位置Ｐt2とする。このとき、第１の交差位置Ｐt1と第２の交差位置Ｐt2は、略同じ位置に配置される。即ち、光モジュール１を構成する部品の組み立て精度や寸法精度との関係から、第１の交差位置Ｐt1と第２の交差位置Ｐt2は、必ずしも同じ位置に配置される必要はなく、許容される範囲内で位置ずれ（オフセット）した状態で配置してもよい。 Here, the position where the central axis Lt1 of the core in the optical fiber 13 and the reflecting surface 10A intersect is defined as a first intersection position Pt1. A position where the central axis Lt2 of the optical signal emitted from the light emitting element 3 and the reflecting surface 10A intersect is defined as a second intersection position Pt2. At this time, the first intersection position Pt1 and the second intersection position Pt2 are arranged at substantially the same position. In other words, the first intersection position Pt1 and the second intersection position Pt2 do not necessarily have to be arranged at the same position because of the assembly accuracy and dimensional accuracy of the parts constituting the optical module 1, and the allowable range. You may arrange | position in the state shifted | deviated in position (offset).
　このように構成される光モジュール１では、発光素子３から出射された光信号が反射面１０Ａによって反射された後、レンズ１１Ｃによって集光され、光ファイバ１３の先端面１３Ａに入射する。光信号は、光ファイバ１３の先端面１３Ａに焦点を結ぶように集光させて、入射させることが望ましい。しかしながら、ファイバ１３の先端面１３Ａに焦点を結ばせずとも、光通信が可能な光量の光束に光信号を絞り、ファイバ１３の先端面１３Ａに入射させてもよい。 In the optical module 1 configured as described above, the optical signal emitted from the light emitting element 3 is reflected by the reflecting surface 10A, and then collected by the lens 11C and enters the front end surface 13A of the optical fiber 13. It is desirable that the optical signal is focused so as to be focused on the tip surface 13A of the optical fiber 13 and then incident. However, the optical signal may be narrowed down to a luminous flux having a light quantity capable of optical communication and incident on the distal end surface 13A of the fiber 13 without focusing on the distal end surface 13A of the fiber 13.
　次に、第１の実施の形態に係る送信用の光モジュール１における、光信号の伝播について具体的に説明する。 Next, the propagation of the optical signal in the transmission optical module 1 according to the first embodiment will be specifically described.
　発光用ＩＣ部品４および電子部品５によって構成される電子回路が発光素子３を駆動することによって、光モジュール１に外部から入力された電気信号は光信号に変換される。基板２の表面に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に発光素子３から出射した光信号は、光路変換部１０における反射面１０Ａによって、基板２に対して水平方向（Ｘ軸方向）に光路変換される。光路変換された光信号は、プラグ１１のレンズ１１Ｃによって光ファイバ１３の先端面１３Ａに集光され、光通信用の光モジュールを構成する受信用の光モジュール２１に向けて、光ファイバ１３内を伝搬する。 When an electronic circuit constituted by the light emitting IC component 4 and the electronic component 5 drives the light emitting element 3, an electrical signal input from the outside to the optical module 1 is converted into an optical signal. The optical signal emitted from the light emitting element 3 in the direction perpendicular to the surface of the substrate 2 (Z-axis direction) is optically converted in the horizontal direction (X-axis direction) with respect to the substrate 2 by the reflecting surface 10A in the optical path conversion unit 10. Is done. The optical signal whose optical path has been changed is condensed on the distal end surface 13A of the optical fiber 13 by the lens 11C of the plug 11, and travels in the optical fiber 13 toward the receiving optical module 21 constituting the optical module for optical communication. Propagate.
　ここで、光モジュール１では、光モジュール１を構成する部品の組み立て精度や寸法精度に起因して、発光素子３と光ファイバ１３との間に光結合の損失が生じる。発光素子３については、基板２の面内における実装ずれが生じる。また、光ファイバ１３については、プラグ本体１１Ａおよびプラグ嵌合溝８の寸法精度や組み立て精度によって、基板２の表面に対して平行方向および垂直方向に装着ずれが生じる。このため、発光素子３と光ファイバ１３との間に相対的位置ずれが発生し、発光素子３から出射された光信号のうち、光路変換されて光ファイバ１３内に入射する量が変わってしまい、光結合に損失が生じる。 Here, in the optical module 1, optical coupling loss occurs between the light emitting element 3 and the optical fiber 13 due to the assembly accuracy and dimensional accuracy of the components constituting the optical module 1. With respect to the light emitting element 3, mounting displacement occurs in the plane of the substrate 2. Further, with respect to the optical fiber 13, mounting displacement occurs in a parallel direction and a vertical direction with respect to the surface of the substrate 2 depending on the dimensional accuracy and assembly accuracy of the plug body 11 </ b> A and the plug fitting groove 8. For this reason, a relative positional shift occurs between the light emitting element 3 and the optical fiber 13, and the amount of the optical signal emitted from the light emitting element 3 that is converted into an optical path and enters the optical fiber 13 is changed. , Loss occurs in optical coupling.
　発光素子３と光ファイバ１３との間の相対的位置ずれを許容するためには、予測される相対的位置ずれの範囲内において、光結合の損失が小さく、また、光結合の損失の変化が小さいことが必要とされる。従って、このような観点から、まず、プラグ１１におけるレンズの有無についての実験結果を以下に示す。 In order to allow the relative displacement between the light emitting element 3 and the optical fiber 13, the loss of optical coupling is small and the change of the loss of optical coupling is within the range of the predicted relative displacement. Small is needed. Therefore, from such a viewpoint, first, experimental results regarding the presence or absence of the lens in the plug 11 are shown below.
　基板２の短辺方向（Ｘ軸方向）における発光素子３の実装ずれが、発光素子３と光ファイバ１３との光結合の損失に最も影響を及ぼすことが、光学シミュレーションにより確かめられた。このため、図１３に、プラグ１１にレンズを設けた場合と設けない場合における、最も影響の大きい発光素子３と光ファイバ１３との間の相対的位置ずれ量、具体的には、基板２の短辺方向（Ｘ軸方向）に対して、発光素子３を光ファイバ１３から遠ざける方向（＋方向）および光ファイバ１３に近付ける方向（－方向）に変位させたときの相対的位置ずれ量と、発光素子３と光ファイバ１３との光結合の損失との関係を示す。 It was confirmed by optical simulation that the mounting deviation of the light emitting element 3 in the short side direction (X-axis direction) of the substrate 2 has the most influence on the loss of optical coupling between the light emitting element 3 and the optical fiber 13. For this reason, in FIG. 13, the relative displacement between the light emitting element 3 and the optical fiber 13 having the greatest influence when the lens is provided on the plug 11, specifically, the substrate 2 is shown. Relative displacement amount when the light emitting element 3 is displaced in the direction (+ direction) away from the optical fiber 13 and the direction (− direction) approaching the optical fiber 13 with respect to the short side direction (X-axis direction); The relationship between the optical coupling loss of the light emitting element 3 and the optical fiber 13 is shown.
　レンズを省いた場合は、＋方向および－方向の相対的位置ずれ量が僅かであっても、光結合の損失が急激に大きくなる。一方、レンズを設けた場合は、＋方向および－方向の相対的位置ずれ量が±６０μｍ範囲内ならば、光結合の損失量が急激に大きくならず、また、光結合の損失量の変化も小さい。従って、本実施の形態では、プラグ１１を構成するプラグ本体１１Ａには、光ファイバ１３の先端面１３Ａに光信号を集光するためのレンズ１１Ｃを設けた。この結果、発光素子３と光ファイバ１３との間で、良好な光結合を行うことができる。 When the lens is omitted, the loss of optical coupling increases rapidly even if the relative positional shift amount in the + direction and − direction is slight. On the other hand, in the case where a lens is provided, if the relative positional shift amount in the + direction and the − direction is within the range of ± 60 μm, the optical coupling loss amount does not increase rapidly, and the optical coupling loss amount also changes. small. Therefore, in the present embodiment, the plug body 11A constituting the plug 11 is provided with the lens 11C for condensing the optical signal on the distal end surface 13A of the optical fiber 13. As a result, good optical coupling can be performed between the light emitting element 3 and the optical fiber 13.
　次に、光路変換部１０の反射面の形状についての実験結果を、以下に示す。光路変換部１０の反射面の形状を変えた際に、発光素子３と光ファイバ１３との間の光結合の損失に最も影響を及ぼすのは、基板２の短辺方向（Ｘ軸方向）に対しての発光素子３の変位、即ち、発光素子３が光ファイバ１３から遠ざかる方向（＋方向）および光ファイバ１３に近づく方向（－方向）の変位である。このため、基板２の短辺方向（Ｘ軸方向）に対しての発光素子３と光ファイバ１３との相対的位置ずれ量を優先的に考慮して、光路変換部１０の反射面の形状を検討した。 Next, experimental results on the shape of the reflecting surface of the optical path changing unit 10 are shown below. When the shape of the reflecting surface of the optical path changing unit 10 is changed, the most significant influence on the loss of optical coupling between the light emitting element 3 and the optical fiber 13 is in the short side direction (X-axis direction) of the substrate 2. The displacement of the light-emitting element 3 with respect to the light-emitting element 3, that is, the displacement of the light-emitting element 3 in the direction away from the optical fiber 13 (+ direction) and the direction of approaching the optical fiber 13 (− direction). For this reason, the shape of the reflecting surface of the optical path conversion unit 10 is preferentially taken into consideration with respect to the relative positional deviation between the light emitting element 3 and the optical fiber 13 with respect to the short side direction (X-axis direction) of the substrate 2. investigated.
　図１４に、レンズ径φが２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍの球体の一部で形成されてなる反射面、即ちドーム形状の反射面を用いた際、および、レンズ径φが無限に大きい球体の一部で形成されてなる反射面、即ち、略平面状（スロープ形状）の反射面を用いた際の、発光素子３と光ファイバ１３との間の相対的位置ずれ量、具体的には、基板２の短辺方向（Ｘ軸方向）に対して、発光素子３を光ファイバ１３から遠ざかる方向（＋方向）および光ファイバ１３に近づく方向（－方向）に変位させたときの相対的位置ずれ量と、光素子３と光ファイバ１３との間の光結合の損失との関係を示す。この結果、反射面のレンズ径φが小さい程、相対的位置ずれ量に対して、光結合の損失が急激に大きくなる。一方、反射面のレンズ径φが大きい程、相対的位置ずれ量に対しての光結合の損失は急激に大きくならず、光結合の損失量の変化も小さい。従って、反射面は、レンズ径φが大きい球体の一部で形成されてなるほど良い。 FIG. 14 shows a case where a reflecting surface formed by a part of a sphere having a lens diameter φ of 2 mm, 5 mm, and 10 mm, that is, a dome-shaped reflecting surface, and a part of a sphere having an infinitely large lens diameter φ. The amount of relative displacement between the light-emitting element 3 and the optical fiber 13 when using the reflection surface formed by the above, that is, a substantially flat (slope shape) reflection surface, specifically, the substrate 2 Relative displacement amount when the light emitting element 3 is displaced in the direction away from the optical fiber 13 (+ direction) and the direction approaching the optical fiber 13 (− direction) with respect to the short side direction (X-axis direction) of The relationship with the loss of the optical coupling between the optical element 3 and the optical fiber 13 is shown. As a result, the smaller the lens diameter φ of the reflecting surface, the greater the loss of optical coupling with respect to the relative displacement. On the other hand, as the lens diameter φ of the reflecting surface increases, the optical coupling loss with respect to the relative positional deviation amount does not rapidly increase, and the change in the optical coupling loss amount also decreases. Accordingly, the reflecting surface is preferably formed by a part of a sphere having a large lens diameter φ.
　なお、実用的には、反射面のレンズ径φが５ｍｍ以上（φ≧５ｍｍ）ならば、＋方向および－方向の相対的位置ずれ量が±６０μｍあっても、光結合の損失量が急激に大きくならず、また、光結合の損失量の変化が小さいことから、レンズ径φが５ｍｍ以上（φ≧５ｍｍ）の球体の一部で形成することが好ましい。 Practically, if the lens diameter φ of the reflecting surface is 5 mm or more (φ ≧ 5 mm), even if the relative positional deviation amount in the + direction and the − direction is ± 60 μm, the loss amount of optical coupling is abrupt. Since it does not increase and the change in the amount of loss of optical coupling is small, it is preferable to form a part of a sphere having a lens diameter φ of 5 mm or more (φ ≧ 5 mm).
　また、基板２における長辺方向（Ｙ軸方向）の光素子３と光ファイバ１３との相対的位置ずれによっても、光結合の損失が発生する。この場合は、図１５に示すように、レンズ１１Ｃから光ファイバ１３の先端面１３Ａまでの距離Ｌを適切な値に設定することによって、実装ずれの影響を低減する。具体的には、基板２における長辺方向の光素子３と光ファイバ１３との相対的位置ずれ量ΔＹが最大のときに、発光素子３からの光が光ファイバ１３の先端面１３Ａに最も多く入射するように距離Ｌの値を決定する。これにより、プラグ１１や発光素子３がＹ軸方向に位置ずれしたときの光結合の損失を低減することができる。但し、図１６に示すように、基板２における長辺方向の光素子３と光ファイバ１３との相対的位置ずれがない場合または位置ずれの量が小さい場合には、光ファイバ１３の先端面１３Ａがレンズ１１Ｃの焦点位置Ｐ0に配置されないため、光結合の損失は増加する。 Also, a loss of optical coupling occurs due to a relative positional shift between the optical element 3 and the optical fiber 13 in the long side direction (Y-axis direction) of the substrate 2. In this case, as shown in FIG. 15, the influence of mounting deviation is reduced by setting the distance L from the lens 11C to the tip surface 13A of the optical fiber 13 to an appropriate value. Specifically, when the relative positional deviation amount ΔY between the optical element 3 and the optical fiber 13 in the long side direction on the substrate 2 is the maximum, the light from the light emitting element 3 is the most on the tip surface 13A of the optical fiber 13. The value of the distance L is determined so as to be incident. Thereby, the loss of optical coupling when the plug 11 and the light emitting element 3 are displaced in the Y-axis direction can be reduced. However, as shown in FIG. 16, when there is no relative displacement between the optical element 3 in the long side direction of the substrate 2 and the optical fiber 13, or when the amount of displacement is small, the tip surface 13A of the optical fiber 13 is used. Is not arranged at the focal position P0 of the lens 11C, the loss of optical coupling increases.
　また、光モジュール１では、発光素子３を覆うように基板２の表面に光路変換部１０を設けたから、発光素子３が基板２の表面に対して垂直方向に光信号を出射するときでも、基板２の表面に対して水平方向に光信号の光路変換を容易に行うことができ、光モジュール１を低背化することができる。 Further, in the optical module 1, since the optical path changing unit 10 is provided on the surface of the substrate 2 so as to cover the light emitting element 3, even when the light emitting element 3 emits an optical signal in a direction perpendicular to the surface of the substrate 2, the substrate The optical path of the optical signal can be easily changed in the horizontal direction with respect to the surface of the optical module 1, and the height of the optical module 1 can be reduced.
　また、固定機構７および光路変換部１０を有する樹脂層６は、発光素子３を封止した状態で基板２の表面に形成されるため、基板２に対する固定機構７の接合強度を高めることができる。また、固定機構７および光路変換部１０が一体に形成されるため、組立工程を簡略化することができ、結果的に製造コストを低減することができる。 Further, since the resin layer 6 having the fixing mechanism 7 and the optical path changing unit 10 is formed on the surface of the substrate 2 in a state where the light emitting element 3 is sealed, the bonding strength of the fixing mechanism 7 to the substrate 2 can be increased. . Further, since the fixing mechanism 7 and the optical path changing unit 10 are integrally formed, the assembly process can be simplified, and as a result, the manufacturing cost can be reduced.
　また、固定機構７には、表面に開口８Ａを有する嵌合溝８が形成されている。このため、開口８Ａを介して、嵌合溝８にプラグ１１を容易に装着することができる。なお、嵌合溝８に設けられた係止部９によって、装着されたプラグ１１は係止されるので、プラグ１１は抜け難い。 Also, the fixing mechanism 7 is formed with a fitting groove 8 having an opening 8A on the surface. For this reason, the plug 11 can be easily mounted in the fitting groove 8 through the opening 8A. In addition, since the plug 11 attached is locked by the locking portion 9 provided in the fitting groove 8, the plug 11 is difficult to come off.
　また、プラグ１１にはレンズ１１Ｃが設けられるので、例えば組み立て時に光ファイバ１３に位置ずれが生じたときでも、発光素子３から出射された後に光路変換された光信号は、レンズ１１Ｃによって光ファイバ３の先端面に集光する。このため、発光素子３と光ファイバ１３との間の光結合の損失を抑制することができ、発光素子３および光ファイバ１３の相対的な位置ずれの影響を低減することができる。 Further, since the plug 11 is provided with the lens 11C, for example, even when the optical fiber 13 is displaced during assembly, an optical signal whose optical path is changed after being emitted from the light emitting element 3 is transmitted by the lens 11C. Condensed on the tip surface of For this reason, the loss of the optical coupling between the light emitting element 3 and the optical fiber 13 can be suppressed, and the influence of the relative displacement between the light emitting element 3 and the optical fiber 13 can be reduced.
　次に、図１、図９ないし図１２を用いて、第１の実施の形態に係る光通信用の光モジュールに用いられる受信用の光モジュール２１について具体的に説明する。光モジュール２１は、基板２２、受光素子２３、固定機構２７および光路変換部３０を備える樹脂層２６を備える。 Next, the receiving optical module 21 used in the optical module for optical communication according to the first embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 9 to 12. The optical module 21 includes a resin layer 26 including a substrate 22, a light receiving element 23, a fixing mechanism 27, and an optical path changing unit 30.
　基板２２は、送信用の光モジュール１の基板２とほぼ同様に、絶縁材料を用いて形成された長方形状の平板である。基板２２の表面には、受光素子２３と、例えば受光素子２３による検出信号を増幅するためのリミッティングアンプ等からなる受光用集積回路部品２４（以下、受光用ＩＣ部品２４という）や、抵抗、コンデンサ、コイル等のような各種の電子部品２５が実装される。そして、受光素子２３、受光用ＩＣ部品２４および電子部品２５は、ボンディングワイヤ、配線パターン等を用いて電気的に相互に接続されている。 The substrate 22 is a rectangular flat plate formed using an insulating material in substantially the same manner as the substrate 2 of the optical module 1 for transmission. On the surface of the substrate 22, a light receiving integrated circuit component 24 (hereinafter referred to as a light receiving IC component 24) including a light receiving element 23 and a limiting amplifier for amplifying a detection signal from the light receiving element 23, a resistor, Various electronic components 25 such as capacitors and coils are mounted. The light receiving element 23, the light receiving IC component 24, and the electronic component 25 are electrically connected to each other using a bonding wire, a wiring pattern, or the like.
　受光素子２３は、基板２２の表面角部に実装され、基板２２の表面に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に入射される赤外線や可視光線の光を受光する。即ち、受光素子２３は、基板２２の表面と平行な受光面を備え、基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）に沿って入射する（図１および図１２中の下向き方向）光信号を検出する。受光素子２３としては、例えばフォトダイオード（ＰＤ）、フォトトランジスタ等が用いられる。なお、受光素子２３が基板２２に実装される表面角部は、受信用の光モジュール２１の基板２２および送信用の光モジュール１の基板２の長辺方向（Ｙ軸方向）を一致させると共に、基板２２および基板２の短辺同士を隣接して並べたときに、受光素子２３を実装する基板２２の表面角部と発光素子３を実装する基板２の表面角部とが向かい合うように選択される。 The light receiving element 23 is mounted on a corner portion of the surface of the substrate 22 and receives infrared or visible light incident in a direction perpendicular to the surface of the substrate 22 (Z-axis direction). That is, the light receiving element 23 has a light receiving surface parallel to the surface of the substrate 22 and detects an optical signal incident along the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22 (downward direction in FIGS. 1 and 12). To do. As the light receiving element 23, for example, a photodiode (PD), a phototransistor or the like is used. The surface corner portion on which the light receiving element 23 is mounted on the substrate 22 matches the long side direction (Y-axis direction) of the substrate 22 of the optical module 21 for reception and the substrate 2 of the optical module 1 for transmission. When the short sides of the substrate 22 and the substrate 2 are arranged adjacent to each other, the surface corner of the substrate 22 on which the light receiving element 23 is mounted and the surface corner of the substrate 2 on which the light emitting element 3 is mounted are selected to face each other. The
　固定機構２７および光路変換部３０が一体に形成された樹脂層２６は、送信用の光モジュール１の樹脂層６とほぼ同様に形成される。樹脂層２６は、基板２２を全面に亘って覆う略直方体状に形成され、受光素子２３、受光用ＩＣ部品２４および電子部品２５を封止する。また、樹脂層２６は、光ファイバ１３から出射される光に対して透明、即ち、光が透過可能であって、空気の屈折率よりも大きい屈折率をもった樹脂材料が用いられる。 The resin layer 26 in which the fixing mechanism 27 and the optical path changing unit 30 are integrally formed is formed in substantially the same manner as the resin layer 6 of the transmission optical module 1. The resin layer 26 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape that covers the entire surface of the substrate 22, and seals the light receiving element 23, the light receiving IC component 24, and the electronic component 25. The resin layer 26 is made of a resin material that is transparent to the light emitted from the optical fiber 13, that is, can transmit light, and has a refractive index larger than that of air.
　固定機構２７は、凹部としての嵌合溝２８と、係止突起２９Ａ1，２９Ａ2を備える係止部２９とから構成される。 The fixing mechanism 27 includes a fitting groove 28 as a recess and a locking portion 29 including locking protrusions 29A1 and 29A2.
　嵌合溝２８は、樹脂層２６の短辺縁に形成された、受光素子２３の近傍から樹脂層２６の長辺側面にまで伸長する溝である。なお、嵌合溝２８の伸長方向（Ｘ軸方向）に垂直な断面形状は、四角形に形成される。また、嵌合溝２８は、樹脂層２６の上面に開口２８Ａを有すると共に、樹脂層６の長辺側面に開口２８Ｂを有する。さらに、嵌合溝２８は、受光素子２３側に位置してフェルール１２の外径寸法と略同じ溝幅寸法をもった固定溝部２８Ｃと、開口２８Ｂ側に位置して開口２８Ｂに近付くに従って幅寸法が徐々に広がる案内溝部２８Ｄとを有する。 The fitting groove 28 is a groove formed on the short side edge of the resin layer 26 and extending from the vicinity of the light receiving element 23 to the long side surface of the resin layer 26. The cross-sectional shape perpendicular to the extending direction (X-axis direction) of the fitting groove 28 is formed in a quadrangle. The fitting groove 28 has an opening 28 </ b> A on the upper surface of the resin layer 26 and an opening 28 </ b> B on the long side surface of the resin layer 6. Further, the fitting groove 28 is positioned on the light receiving element 23 side and has a fixed groove portion 28C having a groove width dimension substantially the same as the outer diameter dimension of the ferrule 12, and is positioned on the opening 28B side so as to approach the opening 28B. Has a guide groove 28D that gradually expands.
　係止突起２９Ａ1，２９Ａ2は、嵌合溝２８を挟む両壁面を、内側に向けて突出させたものである。係止突起２９Ａ1，２９Ａ2は、例えば嵌合溝２８のうち固定溝部２８Ｃと案内溝部２８Ｄとの境界位置付近に配置されている。係止突起２９Ａ1，２９Ａ2は、フェルール１２を嵌合溝２８の幅方向両側から挟持する。これにより、係止部２９は、フェルール１２に取付けられた光ファイバ１３の先端側をフェルール１２と一緒に係止する。 The locking protrusions 29A1 and 29A2 are formed by projecting both wall surfaces sandwiching the fitting groove 28 inward. The locking protrusions 29A1 and 29A2 are arranged in the vicinity of the boundary position between the fixed groove 28C and the guide groove 28D in the fitting groove 28, for example. The locking projections 29A1 and 29A2 sandwich the ferrule 12 from both sides of the fitting groove 28 in the width direction. As a result, the locking portion 29 locks the distal end side of the optical fiber 13 attached to the ferrule 12 together with the ferrule 12.
　なお、係止部２９は、嵌合溝２８の伸長方向に対して複数箇所に設ける構成としてもよい。また、フェルール１２の外周側には、係止突起２９Ａ1，２９Ａ2と係合するように、円環状の溝を形成してもよい。また、受光素子２３を実装する基板２２の表面角部を上述したように選択したことにより、送信用の光モジュール１における固定機構７および光路変換部１０は樹脂層６におけるＹ軸方向の一端側の領域に形成されるのに対し、固定機構２７および光路変換部３０は、樹脂層２６におけるＹ軸方向の他端側の領域に形成される。 In addition, the latching | locking part 29 is good also as a structure provided in multiple places with respect to the extension direction of the fitting groove | channel 28. FIG. Further, an annular groove may be formed on the outer peripheral side of the ferrule 12 so as to engage with the locking protrusions 29A1 and 29A2. Further, since the surface corner portion of the substrate 22 on which the light receiving element 23 is mounted is selected as described above, the fixing mechanism 7 and the optical path changing unit 10 in the transmission optical module 1 are on one end side in the Y-axis direction in the resin layer 6. In contrast, the fixing mechanism 27 and the optical path changing unit 30 are formed in a region on the other end side of the resin layer 26 in the Y-axis direction.
　フェルール１２は、嵌合溝２８に嵌め合わされる。樹脂層２６の長辺側面の案内溝部２８Ｄを案内に、あるいは、樹脂層２６の上面の開口２８Ａを介してフェルール１２を嵌合溝２８に挿入すると、フェルール１２の先端面は固定溝部２８Ｃの内壁面に当接あるいは近接すると共に、フェルール１２の側面は係止突起２９Ａ1，２９Ａ2によって係止される。なお、フェルール１２には光ファイバ１３が挿通され、光ファイバ１３の先端面も固定溝部２８Ｃの内壁面に当接あるいは近接する。そして、透明接着剤等を用いて、光ファイバ１３が挿通されたフェルール１２が、嵌合溝２８内に固定される。このとき、透明接着剤は、光ファイバ１３と樹脂層２６との間の屈折率を整合させる機能も有する。 The ferrule 12 is fitted into the fitting groove 28. When the ferrule 12 is inserted into the fitting groove 28 through the guide groove portion 28D on the long side surface of the resin layer 26 or through the opening 28A on the upper surface of the resin layer 26, the distal end surface of the ferrule 12 is inside the fixed groove portion 28C. While being in contact with or close to the wall surface, the side surface of the ferrule 12 is locked by the locking protrusions 29A1 and 29A2. The optical fiber 13 is inserted through the ferrule 12, and the tip surface of the optical fiber 13 is also in contact with or close to the inner wall surface of the fixed groove 28C. Then, the ferrule 12 through which the optical fiber 13 is inserted is fixed in the fitting groove 28 using a transparent adhesive or the like. At this time, the transparent adhesive also has a function of matching the refractive index between the optical fiber 13 and the resin layer 26.
　なお、光ファイバ１３を嵌合溝２８に固定する場合、光ファイバ１３を予め挿通したフェルール１２を、嵌合溝２８に装着する方法が一般的である。しかしながら、フェルール１２を嵌合溝２８に装着した後、光ファイバ１３をフェルール１２に挿通してもよい。 In addition, when fixing the optical fiber 13 to the fitting groove 28, the method of mounting | wearing the fitting groove 28 with the ferrule 12 which penetrated the optical fiber 13 previously is common. However, the optical fiber 13 may be inserted through the ferrule 12 after the ferrule 12 is mounted in the fitting groove 28.
　光路変換部３０は、曲率半径が例えば０．５ｍｍ以上の球面の一部からなる湾曲面を有し、外部に露出したドーム形状に形成される。なお、湾曲面は、フェルール１２および光ファイバ１３の伸長方向（Ｘ軸方向）と、湾曲面との交点近傍での接平面が、受光素子２３から開口２８Ａ方向に向けて略４５°の上向きの傾斜角度を有するように形成される。また、樹脂層２６は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する樹脂材料で形成される。このため、湾曲面は、光ファイバ１３から出射された光信号を全反射させる反射面３０Ａとして機能する。これにより、反射面３０Ａを介して、受光素子２３を通る光路Ｌr2（Ｙ軸方向）を、フェルール１２および光ファイバ１３の伸長方向（Ｘ軸方向）に光路変換する。また、湾曲面に形成された反射面３０Ａはレンズとしても機能し、反射面３０Ａで反射した光信号を受光素子２３に集光する。なお、反射面３０Ａは、湾曲面に限られず、曲率半径が無限に大きい球面の一部、即ち略平面によって形成してもよい。 The optical path conversion unit 30 has a curved surface made of a part of a spherical surface with a radius of curvature of 0.5 mm or more, for example, and is formed in a dome shape exposed to the outside. Note that the curved surface is such that the tangential plane in the vicinity of the intersection between the extending direction of the ferrule 12 and the optical fiber 13 (X-axis direction) and the curved surface is approximately 45 ° upward from the light receiving element 23 toward the opening 28A. It is formed to have an inclination angle. The resin layer 26 is formed of a resin material having a refractive index larger than that of air. For this reason, the curved surface functions as a reflective surface 30 </ b> A that totally reflects the optical signal emitted from the optical fiber 13. Thereby, the optical path Lr2 (Y-axis direction) passing through the light receiving element 23 is optically converted to the extending direction (X-axis direction) of the ferrule 12 and the optical fiber 13 via the reflecting surface 30A. The reflecting surface 30A formed on the curved surface also functions as a lens, and collects the optical signal reflected by the reflecting surface 30A on the light receiving element 23. The reflective surface 30A is not limited to a curved surface, and may be formed by a part of a spherical surface having an infinitely large curvature radius, that is, a substantially flat surface.
　ここで、光ファイバ１３のコアを通る光路Ｌr1と光路変換部３０の反射面３０Ａとが交わる位置を第１の交差位置Ｐr1とする。また、受光素子２３の受光中心を通る光路Ｌr2と光路変換部３０の反射面３０Ａとが交わる位置を第２の交差位置Ｐr2とする。このとき、受光素子２３と第１の交差位置Ｐr1との距離Ｈ1（高さ寸法）は、受光素子２３と第２の交差位置Ｐr2との距離Ｈ2よりも長くなっている。即ち、光ファイバ１３のコアは、Ｚ軸方向に対して第２の交差位置Ｐr2よりも受光素子２３から離れる方向（図１２中の上方向）に向けて所定寸法ΔＨ（例えばΔＨ＝５μｍ～５０μｍ程度）位置ずれして配置されている。 Here, the position where the optical path Lr1 passing through the core of the optical fiber 13 and the reflection surface 30A of the optical path conversion unit 30 intersect is defined as a first intersection position Pr1. The position where the optical path Lr2 passing through the light receiving center of the light receiving element 23 and the reflecting surface 30A of the optical path conversion unit 30 intersect is defined as a second intersection position Pr2. At this time, the distance H1 (height dimension) between the light receiving element 23 and the first intersection position Pr1 is longer than the distance H2 between the light receiving element 23 and the second intersection position Pr2. That is, the core of the optical fiber 13 has a predetermined dimension ΔH (for example, ΔH = 5 μm to 50 μm) toward the direction farther from the light receiving element 23 than the second intersecting position Pr2 with respect to the Z-axis direction (upward direction in FIG. 12). Degree) is displaced.
　次に、第１の実施の形態に係る受信用の光モジュール２１における、光信号の伝播について具体的に説明する。 Next, the propagation of the optical signal in the receiving optical module 21 according to the first embodiment will be specifically described.
　光モジュール２１に入力される光ファイバ１３内を伝搬した光信号は、光ファイバ１３の先端面１３Ａから基板２２の表面に対して水平方向（Ｘ軸方向）に進行した後、光路変換部３０における反射面３０Ａによって、基板２２に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に光路変換される。光路変換された光信号は、受光素子２３によって受光され、電気信号に変換される。 The optical signal propagated in the optical fiber 13 input to the optical module 21 travels in the horizontal direction (X-axis direction) with respect to the surface of the substrate 22 from the tip surface 13A of the optical fiber 13, and then in the optical path conversion unit 30. The optical path is changed in the direction perpendicular to the substrate 22 (Z-axis direction) by the reflecting surface 30A. The optical signal whose optical path has been changed is received by the light receiving element 23 and converted into an electric signal.
　ここで、受信用の光モジュール２１でも、送信用の光モジュール１とほぼ同様に、光モジュール２１を構成する部品の組み立て精度や寸法精度に起因して、受光素子２３と光ファイバ１３との間に光結合の損失が生じる。受光素子２３については、基板２２の面内における実装ずれが生じる。また、光ファイバ１３については、フェルール１２の寸法精度や組み立て精度によって、基板２２の表面に対して平行方向および垂直方向に装着ずれが生じる。このため、受光素子２３と光ファイバ１３との間に相対的位置ずれが発生し、光ファイバ１３から出射された光信号のうち、光路変換されて受光素子２３に入射する量が変わってしまい、光結合に損失が生じる。 Here, also in the optical module 21 for reception, in the same manner as the optical module 1 for transmission, due to the assembly accuracy and dimensional accuracy of the components constituting the optical module 21, there is a gap between the light receiving element 23 and the optical fiber 13. Loss of optical coupling occurs. With respect to the light receiving element 23, mounting displacement occurs in the plane of the substrate 22. Further, with respect to the optical fiber 13, mounting displacement occurs in a parallel direction and a vertical direction with respect to the surface of the substrate 22 due to the dimensional accuracy and assembly accuracy of the ferrule 12. For this reason, a relative positional shift occurs between the light receiving element 23 and the optical fiber 13, and the amount of the optical signal emitted from the optical fiber 13 that is converted into an optical path and incident on the light receiving element 23 changes. Loss occurs in optical coupling.
　受光素子２３と光ファイバ１３との間の相対的位置ずれを許容するためには、予測される相対的位置ずれの範囲内において、光結合の損失が小さく、また、光結合の損失の変化が小さいことが必要とされる。従って、このような観点から、光路変換部３０の形状についての実験結果を以下に示す。 In order to allow the relative displacement between the light receiving element 23 and the optical fiber 13, the loss of optical coupling is small and the change of the loss of optical coupling is within the range of the predicted relative displacement. Small is needed. Therefore, from such a point of view, experimental results on the shape of the optical path changing unit 30 are shown below.
　光路変換部３０の反射面の形状を変えた際に、基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）における受光素子２３と光ファイバ１３との間の相対的位置ずれが、受光素子２３と光ファイバ１３との光結合の損失に最も影響を及ぼすことが、実験的に確かめられた。このため、図１７に、光路変換部３０の形状をスロープ形状（平面形状）にした場合とドーム形状（レンズ形状）にした場合における、最も影響の大きい受光素子２３と光ファイバ１３との間の相対的位置ずれ量、具体的には、基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）に対して、光ファイバ１３を基板２２から遠ざける方向（＋方向）および基板２２に近付ける方向（－方向）に変位させたときの相対的位置ずれ量と、受光素子２３と光ファイバ１３との光結合の損失との関係を示す。 When the shape of the reflection surface of the optical path changing unit 30 is changed, the relative positional deviation between the light receiving element 23 and the optical fiber 13 in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22 is changed. It has been experimentally confirmed that it has the most influence on the loss of optical coupling with 13. For this reason, in FIG. 17, when the shape of the optical path changing unit 30 is a slope shape (planar shape) and a dome shape (lens shape), the light receiving element 23 and the optical fiber 13 having the greatest influence are formed. Relative displacement amount, specifically, in the direction of moving the optical fiber 13 away from the substrate 22 (+ direction) and in the direction of approaching the substrate 22 (− direction) with respect to the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22. The relationship between the amount of relative displacement when displaced and the loss of optical coupling between the light receiving element 23 and the optical fiber 13 is shown.
　光ファイバ１３のＺ軸方向のずれ量に拘らず、光路変換部３０をドーム形状に形成した場合の方が、スロープ形状に形成した場合に比べて光結合の損失が低下する。この理由は、光路変換部３０をドーム形状に形成した場合には、光路変換部３０にレンズ作用をもたせることができ、受光素子２３の受光面に対して光ファイバ１３からの光信号を集光することができるためである。従って、光路変換部３０は、受光素子２３に光信号を集光するためにドーム形状に形成した。この結果、受光素子２３と光ファイバ１３との間で、良好な光結合を行うことができる。 Regardless of the amount of deviation of the optical fiber 13 in the Z-axis direction, the optical coupling loss is lower when the optical path changing unit 30 is formed in a dome shape than when it is formed in a slope shape. This is because, when the optical path changing unit 30 is formed in a dome shape, the optical path changing unit 30 can have a lens action, and the optical signal from the optical fiber 13 is condensed on the light receiving surface of the light receiving element 23. This is because it can be done. Therefore, the optical path changing unit 30 is formed in a dome shape for condensing the optical signal on the light receiving element 23. As a result, good optical coupling can be performed between the light receiving element 23 and the optical fiber 13.
　次に、光ファイバ１３の位置ずれが、受光素子２３と光ファイバ１３との光結合の損失に与える影響についての実験結果を示す。ここで、光路変換部３０は、図１７の結果を考慮して、ドーム形状に形成した。また、光ファイバ１３の位置ずれにおいて、受光素子２３と光ファイバ１３との間の光結合の損失に最も影響を及ぼすのは、光ファイバ１３が基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）にずれた場合であることが、実験的に確かめられた。このため、光路変換部３０をドーム形状にしたときの、最も影響の大きい基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）における受光素子２３と光ファイバ１３との相対的位置ずれ量、具体的には、光ファイバ１３が受光素子２３から遠ざかる方向（＋方向）および光ファイバ１３に近付く方向（－方向）に変位させたときの相対的位置ずれ量と、受光素子２３と光ファイバ１３との光結合の損失との関係を検討した。 Next, experimental results on the influence of the positional deviation of the optical fiber 13 on the loss of optical coupling between the light receiving element 23 and the optical fiber 13 will be shown. Here, the optical path changing unit 30 is formed in a dome shape in consideration of the result of FIG. Further, the positional deviation of the optical fiber 13 has the greatest effect on the loss of optical coupling between the light receiving element 23 and the optical fiber 13. The optical fiber 13 is displaced in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22. It was experimentally confirmed that this was the case. For this reason, when the optical path changing unit 30 is formed in a dome shape, the relative displacement between the light receiving element 23 and the optical fiber 13 in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22 having the greatest influence, specifically, The amount of relative displacement when the optical fiber 13 is displaced in the direction away from the light receiving element 23 (+ direction) and the direction approaching the optical fiber 13 (− direction), and the optical coupling between the light receiving element 23 and the optical fiber 13. The relationship with the loss was examined.
　まず、光ファイバ１３のコアを通る光路Ｌr1と光路変換部３０の反射面３０Ａとが交わる第１の交差位置Ｐr1と、受光素子２３の受光中心を通る光路Ｌr2と光路変換部３０の反射面３０Ａとが交わる第２の交差位置Ｐr2とを一致させた、即ち、基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）に光ファイバ１３をオフセットさせていない設計構造において、組み立て精度や寸法精度によって実際に発生する光ファイバ１３の基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）のずれ量と光結合の損失との関係を調べた。具体的には、光ファイバ１３が、オフセットさせていない位置を基準にして基板２２の表面から遠ざかる方向（＋方向）および基板２２の表面に近づく方向（－方向）に変位させたときの相対的位置ずれ量と、受光素子２３と光ファイバ１３との光結合の損失との関係を、図１８中に破線で示す。 First, the first intersection position Pr1 where the optical path Lr1 passing through the core of the optical fiber 13 and the reflection surface 30A of the optical path conversion unit 30 intersect, the optical path Lr2 passing through the light receiving center of the light receiving element 23, and the reflection surface 30A of the optical path conversion unit 30. In the design structure in which the optical fiber 13 is not offset in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22, it is actually generated depending on assembly accuracy and dimensional accuracy. The relationship between the shift amount in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22 of the optical fiber 13 and the loss of optical coupling was examined. Specifically, the relative position when the optical fiber 13 is displaced in a direction away from the surface of the substrate 22 (+ direction) and a direction approaching the surface of the substrate 22 (− direction) with reference to the position where the optical fiber 13 is not offset. The relationship between the amount of displacement and the loss of optical coupling between the light receiving element 23 and the optical fiber 13 is indicated by a broken line in FIG.
　この場合、光ファイバ１３の相対的位置ずれ量が＋方向に増加したときに比べて、－方向に増加したときの方が光結合の損失が増加する傾向がある。即ち、図１２中で、受光素子２３と第１の交差位置Ｐr1との距離Ｈ1が受光素子２３と第２の交差位置Ｐr2との距離Ｈ2よりも長いときには、光結合の損失は小さくなり、距離Ｈ1が距離Ｈ2よりも短いときには、光結合の損失は大きくなる。このように、組み立て精度や寸法精度に起因する光ファイバ１３の位置ずれする方向に応じて、光結合の損失量が異なる。 In this case, there is a tendency that the loss of optical coupling increases when the amount of relative displacement of the optical fiber 13 increases in the + direction when it increases in the − direction. That is, in FIG. 12, when the distance H1 between the light receiving element 23 and the first intersecting position Pr1 is longer than the distance H2 between the light receiving element 23 and the second intersecting position Pr2, the loss of optical coupling becomes small, and the distance When H1 is shorter than the distance H2, the optical coupling loss increases. Thus, the amount of optical coupling loss varies depending on the direction in which the optical fiber 13 is displaced due to assembly accuracy and dimensional accuracy.
　この理由は、光ファイバ１３の相対的位置ずれ量が＋方向の場合は、－方向の場合と比べて、光路変換部３０で全反射する光が増加するためである。具体的に説明すると、光路変換部３０は、光結合の損失を抑制するために、レンズ作用をもったドーム形状に形成されている。このとき、基板２２の表面にほぼ平行に光ファイバ１３から出射した光が、光路変換部３０における反射面３０Ａの上側に行くに従って、図１９に示すように、光の入射角θ（反射面３０Ａと光ファイバ１３から出射した光との交点における反射面３０Ａの半径方向と、光ファイバ１３から出射した光のなす角度）は大きくなる。このため、光ファイバ１３から出射した光の一部の入射角θは、臨界角よりも大きくなり、光ファイバ１３から出射した光の一部は、反射面３０Ａで全反射して、空気中には光が漏れない。このため、受光素子２３に入射される光が増加して、光結合の損失が小さくなる。 This is because when the relative positional deviation amount of the optical fiber 13 is in the + direction, the light totally reflected by the optical path changing unit 30 is increased as compared with the case of the-direction. If it demonstrates concretely, in order to suppress the loss of optical coupling, the optical path change part 30 is formed in the dome shape with a lens effect | action. At this time, as the light emitted from the optical fiber 13 substantially parallel to the surface of the substrate 22 goes to the upper side of the reflection surface 30A in the optical path conversion unit 30, as shown in FIG. 19, the incident angle θ of the light (reflection surface 30A). The angle between the radial direction of the reflecting surface 30A at the intersection of the light emitted from the optical fiber 13 and the light emitted from the optical fiber 13) increases. For this reason, the incident angle θ of a part of the light emitted from the optical fiber 13 becomes larger than the critical angle, and a part of the light emitted from the optical fiber 13 is totally reflected by the reflecting surface 30A and is in the air. Does not leak light. For this reason, the light incident on the light receiving element 23 increases, and the loss of optical coupling decreases.
　一方、光路変換部３０における反射面３０Ａの下側に行くに従って、図２０に示すように、光の入射角θは小さくなる。即ち、図２１に示すように、光路変換部３０における反射面３０Ａの上側での入射角θ1に比べて、光路変換部３０における反射面３０Ａの下側での入射角θ2の方が小さくなる（θ1＞θ2）。このため、光ファイバ１３から出射した光の一部の入射角θは、臨界角よりも小さくなり、光ファイバ１３から出射した光の一部は、反射面３０Ａで全反射せず、空気中に光が漏れてしまう。これにより、受光素子２３に入射される光が減少して、光結合の損失が大きくなる。なお、臨界角は、空気の屈折率と光路変換部３０の透明樹脂材料の屈折率との比率によって決まる。 On the other hand, as it goes to the lower side of the reflection surface 30A in the optical path changing unit 30, the incident angle θ of light decreases as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 21, the incident angle θ2 below the reflecting surface 30A in the optical path converting unit 30 is smaller than the incident angle θ1 above the reflecting surface 30A in the optical path converting unit 30 ( θ1> θ2). For this reason, the incident angle θ of a part of the light emitted from the optical fiber 13 becomes smaller than the critical angle, and a part of the light emitted from the optical fiber 13 is not totally reflected by the reflecting surface 30A and is in the air. Light leaks. Thereby, the light incident on the light receiving element 23 is reduced, and the loss of optical coupling is increased. The critical angle is determined by the ratio between the refractive index of air and the refractive index of the transparent resin material of the optical path conversion unit 30.
　以上の結果から、光ファイバ１３は、予め受光素子２３から離れる方向に予め位置ずれさせて配置した方が、光ファイバ１３の位置ずれに伴う光結合の損失を抑制できることが分かる。即ち、光ファイバ１３の位置ずれの影響を低減するためには、例えば図１８中に実線で示すように、光結合の損失特性が＋方向のずれ量と－方向のずれ量とで略対称となるように、予め光ファイバ１３を基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）の基板２２から離れる方向にオフセットさせて配置するのが好ましい。この点を考慮して、本実施の形態では、光ファイバ１３は、所定寸法ΔＨが５μｍ～５０μｍ程度となるように、受光素子２３と第１の交差位置Ｐr1との距離Ｈ1を受光素子２３と第２の交差位置Ｐr2との距離Ｈ2よりも長くした位置に配置した。 From the above results, it can be seen that the optical fiber 13 can be suppressed in advance from being displaced in the direction away from the light receiving element 23 in advance, and the optical coupling loss due to the displacement of the optical fiber 13 can be suppressed. That is, in order to reduce the influence of the positional deviation of the optical fiber 13, for example, as shown by the solid line in FIG. 18, the loss characteristic of the optical coupling is approximately symmetrical between the deviation amount in the + direction and the deviation amount in the-direction. Thus, it is preferable that the optical fiber 13 is previously offset and disposed in a direction away from the substrate 22 in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22. In consideration of this point, in the present embodiment, the optical fiber 13 has a distance H1 between the light receiving element 23 and the first intersection position Pr1 so that the predetermined dimension ΔH is about 5 μm to 50 μm. It was arranged at a position longer than the distance H2 from the second intersection position Pr2.
　次に、光ファイバ１３の先端面１３Ａと光路変換部３０との間にレンズを設けた場合とレンズを省いた場合とについて、光ファイバ１３の基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）のずれ量と光結合の損失との関係を調べた。その結果を図２２に示す。 Next, the deviation in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 22 of the optical fiber 13 between the case where the lens is provided between the distal end surface 13A of the optical fiber 13 and the optical path changing unit 30 and the case where the lens is omitted. The relationship between quantity and loss of optical coupling was investigated. The result is shown in FIG.
　図２２に示すように、光ファイバ１３の先端面１３Ａと光路変換部３０との間にレンズを設けた場合とレンズを省いた場合とでは、光ファイバ１３の基板２２の厚さ方向（Ｚ軸方向）のずれ量に対する光結合の損失は、いずれの場合でも殆ど変化しない。即ち、送信用の光モジュール１とは異なり、受信用の光モジュール２１では、光ファイバ１３の先端面１３Ａと光路変換部３０との間にレンズを設けてもよく、設けなくてもよいことが分かる。但し、レンズを設けた場合には、レンズの表面粗さや形状精度の品質管理が必要となり、製造コストが増大する。このことを考慮して、レンズの有無で光結合の損失が殆ど変わらないので、製造コストを低減するために、受信用の光モジュール２１ではレンズを省いた。 As shown in FIG. 22, the thickness direction of the substrate 22 of the optical fiber 13 (Z-axis) is different between when the lens is provided between the tip surface 13A of the optical fiber 13 and the optical path changing unit 30 and when the lens is omitted. The loss of optical coupling with respect to the (direction) deviation amount hardly changes in any case. That is, unlike the transmission optical module 1, the reception optical module 21 may or may not be provided with a lens between the tip surface 13 </ b> A of the optical fiber 13 and the optical path conversion unit 30. I understand. However, when a lens is provided, quality control of the surface roughness and shape accuracy of the lens is necessary, and the manufacturing cost increases. Considering this, since the loss of optical coupling hardly changes with and without the lens, the optical module 21 for reception omits the lens in order to reduce the manufacturing cost.
　また、光モジュール２１では、受光素子２３を覆うように基板２２の表面に光路変換部３０を設けたから、受光素子２３が基板２２の表面に対して垂直方向（Ｚ軸方向）の光信号を検出するときでも、基板２２の表面に対して水平方向の光信号を垂直方向に向かうように、光信号の光路変換を容易に行うことができ、光モジュール２１を低背化することができる。 Further, in the optical module 21, the optical path conversion unit 30 is provided on the surface of the substrate 22 so as to cover the light receiving element 23, so that the light receiving element 23 detects an optical signal in a direction perpendicular to the surface of the substrate 22 (Z-axis direction). Even in this case, the optical signal can be easily converted so that the optical signal in the horizontal direction is directed in the vertical direction with respect to the surface of the substrate 22, and the height of the optical module 21 can be reduced.
　また、固定機構２７および光路変換部３０を有する樹脂層２６は、受光素子２３を封止した状態で基板２２の表面に形成されるため、基板２２に対する固定機構２７の接合強度を高めることができる。また、固定機構２７および光路変換部３０が一体に形成されるため、組立工程を簡略化することができ、結果的に製造コストを低減することができる。 Further, since the resin layer 26 having the fixing mechanism 27 and the optical path changing unit 30 is formed on the surface of the substrate 22 in a state where the light receiving element 23 is sealed, the bonding strength of the fixing mechanism 27 to the substrate 22 can be increased. . Moreover, since the fixing mechanism 27 and the optical path changing unit 30 are integrally formed, the assembly process can be simplified, and as a result, the manufacturing cost can be reduced.
　また、固定機構２７には、表面に開口２８Ａを有する嵌合溝２８が形成されている。このため、開口２８Ａを介して、嵌合溝２８にフェルール１２を容易に装着することができる。なお、嵌合溝２８に設けられた係止部２９によって、装着されたフェルール１２は係止されるので、フェルール１２は抜けにくい。 Further, the fixing mechanism 27 is formed with a fitting groove 28 having an opening 28A on the surface. For this reason, the ferrule 12 can be easily mounted in the fitting groove 28 through the opening 28A. In addition, since the mounted ferrule 12 is locked by the locking portion 29 provided in the fitting groove 28, the ferrule 12 is difficult to come off.
　また、光ファイバ１３のコアを通る光路Ｌr1と光路変換部３０の反射面３０Ａとが交わる位置を第１の交差位置Ｐr1とし、受光素子２３の受光中心を通る光路Ｌr2と光路変換部３０の反射面３０Ａとが交わる位置を第２の交差位置Ｐr2としたときに、受光素子２３と第１の交差位置Ｐr1との距離Ｈ1を受光素子２３と第２の交差位置Ｐr2との距離Ｈ2よりも長くした。このとき、光ファイバ１３から出射した光は、受光素子２３と第１の交差位置Ｐr1との距離Ｈ1を受光素子２３と第２の交差位置Ｐr2との距離Ｈ2よりも長くしたときの方が、短くしたときに比べて、光路変換部３０の反射面３０Ａに対する入射角θが大きくなる傾向がある。このため、光路変換部３０から空気中に漏れる漏洩光を減少させることができるから、受光素子２３と光ファイバ１３との間の光結合の損失を抑制することができ、受光素子２３および光ファイバ１３の実装ずれの影響を低減することができる。 Further, the position where the optical path Lr1 passing through the core of the optical fiber 13 and the reflecting surface 30A of the optical path conversion unit 30 intersect is defined as the first intersection position Pr1, and the optical path Lr2 passing through the light receiving center of the light receiving element 23 and the reflection of the optical path conversion unit 30. When the position where the surface 30A intersects is the second intersection position Pr2, the distance H1 between the light receiving element 23 and the first intersection position Pr1 is longer than the distance H2 between the light receiving element 23 and the second intersection position Pr2. did. At this time, the light emitted from the optical fiber 13 is longer when the distance H1 between the light receiving element 23 and the first intersecting position Pr1 is longer than the distance H2 between the light receiving element 23 and the second intersecting position Pr2. There is a tendency that the incident angle θ with respect to the reflecting surface 30 </ b> A of the optical path changing unit 30 becomes larger than when the length is shortened. For this reason, since leakage light leaking from the optical path changing unit 30 into the air can be reduced, loss of optical coupling between the light receiving element 23 and the optical fiber 13 can be suppressed, and the light receiving element 23 and the optical fiber can be suppressed. The effect of 13 mounting deviations can be reduced.
　次に、図２３ないし図２５に、第２の実施の形態による光通信用の光モジュールを示す。第２の実施の形態による光通信用の光モジュールと第１の実施の形態による光通信用の光モジュールとの差異は、各送信用の光モジュールおよび各受信用の光モジュールを構成する樹脂層の表面に金属カバーを取り付けたことである。本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。 23 to 25 show an optical module for optical communication according to the second embodiment. The difference between the optical module for optical communication according to the second embodiment and the optical module for optical communication according to the first embodiment is that the resin layer constituting each optical module for transmission and each optical module for reception The metal cover is attached to the surface of In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
　まず、図２３および図２４を用いて、第２の実施の形態による送信用の光モジュール３１について説明する。送信用の光モジュール３１は、基板３２、発光素子３、固定機構７および光路変換部１０を備える樹脂層３３、プラグ１１、金属カバー３４を備える。 First, the transmission optical module 31 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 23 and FIG. The transmission optical module 31 includes a substrate 32, a light emitting element 3, a resin layer 33 including the fixing mechanism 7 and the optical path conversion unit 10, a plug 11, and a metal cover 34.
　基板３２は、樹脂層３３よりも大きな面積を有している。これにより、基板３２の外周縁には、基板３２を覆う樹脂層３３の周囲よりも外側に突出する鍔部３２Ａが設けられている。 The substrate 32 has a larger area than the resin layer 33. As a result, the outer peripheral edge of the substrate 32 is provided with a flange portion 32 </ b> A that protrudes outward from the periphery of the resin layer 33 covering the substrate 32.
　樹脂層３３の表面には、固定機構７および光路変換部１０の形成領域の周囲を避けて、表面の一部をわずかに窪ませてなる窪み部３３Ａと、窪まずに同一水平面を構成する表面の残部である平坦部３３Ｂとが形成されている。なお、窪み部３３Ａには、後述の金属カバー３４を接着固定するための接着剤Ｇが塗布される。また、平坦部３３Ｂは、金属カバー３４の天板部３４Ａと接触して、金属カバー３４を支持する。それ以外は、第１の実施の形態による送信用の光モジュール１の樹脂層６と同様に形成されている。 The surface of the resin layer 33 avoids the periphery of the formation region of the fixing mechanism 7 and the optical path conversion unit 10, and the surface of the concave part 33A formed by slightly denting a part of the surface and forming the same horizontal plane without any depression The flat portion 33B, which is the remaining portion, is formed. Note that an adhesive G for bonding and fixing a metal cover 34 to be described later is applied to the recess 33A. Further, the flat portion 33 </ b> B contacts the top plate portion 34 </ b> A of the metal cover 34 and supports the metal cover 34. Other than that, it is formed similarly to the resin layer 6 of the optical module 1 for transmission according to the first embodiment.
　金属カバー３４は、長方形の角部に四角形の切欠き３４Ｃを有するＬ字状の天板部３４Ａと、切欠き３４Ｃを除く天板部３４Ａの周縁に垂設して設けられた４枚の壁面３４Ｂとから構成される。切欠き３４Ｃには壁面が垂設されないため、金属カバー３４の角部には角部開口３５が形成される。また、天板部３４Ａには、切欠き３４Ｃに沿って四角状の平面開口３６が形成されている。なお、周壁３４Ｂの高さは、樹脂層３３の高さとほぼ同じ寸法に形成されている。 The metal cover 34 includes four L-shaped top plates 34A having rectangular cutouts 34C at the corners of the rectangle and four wall surfaces provided on the periphery of the top plate 34A excluding the cutouts 34C. 34B. Since the wall surface of the notch 34 </ b> C is not suspended, a corner opening 35 is formed at the corner of the metal cover 34. Further, a square planar opening 36 is formed in the top plate portion 34A along the notch 34C. The height of the peripheral wall 34 </ b> B is formed to be approximately the same as the height of the resin layer 33.
　金属カバー３４を、窪み部３３Ａに接着剤Ｇを塗布した樹脂層３３に被せられる。この後、接着剤Ｇを硬化させると、金属カバー３４の天板部３４Ａと樹脂層３３の平坦部３３Ｂとが当接した状態で固着される。このとき、固定機構７に嵌合されたプラグ１１に装着されたフェルール１２および光ファイバ１３は、角部開口３５を通じて外部に引き出されている。 The metal cover 34 is put on the resin layer 33 in which the adhesive G is applied to the recess 33A. Thereafter, when the adhesive G is cured, the top plate portion 34A of the metal cover 34 and the flat portion 33B of the resin layer 33 are fixed in contact with each other. At this time, the ferrule 12 and the optical fiber 13 attached to the plug 11 fitted to the fixing mechanism 7 are drawn out through the corner opening 35.
　プラグ１１の先端部分には、樹脂層３３に金属カバー３４を取付けたときに平面開口３６内に挿入される突起３７が形成されている。これにより、金属カバー３４は、プラグ１１に対して位置決めされる。 A protrusion 37 that is inserted into the planar opening 36 when the metal cover 34 is attached to the resin layer 33 is formed at the tip of the plug 11. Thereby, the metal cover 34 is positioned with respect to the plug 11.
　本実施の形態による光モジュール３１は、第１の実施の形態の光モジュール１と比べて、樹脂層３３に金属カバー３４を取付けたから、金属カバー３４によって外部の電磁波や光が混入するのを防ぐことができ、ＥＭＩ、イミュニティ、ＥＳＤ等のノイズ耐性を向上することができると共に、静電気に対する耐性も高めることができる。 In the optical module 31 according to the present embodiment, the metal cover 34 is attached to the resin layer 33 as compared with the optical module 1 according to the first embodiment. In addition, noise resistance such as EMI, immunity, ESD and the like can be improved, and resistance to static electricity can be increased.
　基板３２には、鍔部３２Ａが設けられる。例えば図２６に示すように、親基板Ｍに複数の光モジュール３１をマトリックス状に一体に形成した後、ブレードＢで親基板Ｍを切断して個々の光モジュール３１に分離する製造方法の場合は、隣接する光モジュール３１の間の親基板ＭにはスペーサＳが設けられ、スペーサＳの中央部がブレードＢによって切断される。このため、ブレードＢは樹脂層３３とは直接接触せず、ダイシング時における樹脂層３３の変形を防ぐことができる。なお、鍔部３２Ａは、カットされたスペーサＳに相当する。従って、光モジュール３１における樹脂層３３の変形が小さいため、金属カバー３４を樹脂層３３にスムースに被せることができる。 The substrate 32 is provided with a collar portion 32A. For example, as shown in FIG. 26, in the case of a manufacturing method in which a plurality of optical modules 31 are integrally formed in a matrix shape on a parent substrate M, then the parent substrate M is cut by a blade B and separated into individual optical modules 31. The parent substrate M between the adjacent optical modules 31 is provided with a spacer S, and the central portion of the spacer S is cut by the blade B. For this reason, the blade B is not in direct contact with the resin layer 33, and deformation of the resin layer 33 during dicing can be prevented. The flange portion 32A corresponds to the cut spacer S. Therefore, since the deformation of the resin layer 33 in the optical module 31 is small, the metal cover 34 can be smoothly covered on the resin layer 33.
　次に、図２３および図２５を用いて、第２の実施の形態による受信用の光モジュール４１について説明する。受信用の光モジュール４１は、基板４２、受光素子２３、固定機構２７および光路変換部３０を備える樹脂層４３、フェルール１２、金属カバー４４を備える。 Next, a receiving optical module 41 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 23 and 25. FIG. The receiving optical module 41 includes a substrate 42, a light receiving element 23, a fixing mechanism 27, a resin layer 43 including the optical path changing unit 30, a ferrule 12, and a metal cover 44.
　基板４２は、樹脂層４３よりも大きな面積を有している。これにより、基板４２の外周縁には、基板４２を覆う樹脂層４３の周囲よりも外側に突出する鍔部４２Ａが設けられている。 The substrate 42 has a larger area than the resin layer 43. As a result, the outer peripheral edge of the substrate 42 is provided with a flange portion 42 </ b> A that protrudes outward from the periphery of the resin layer 43 covering the substrate 42.
　樹脂層４３の表面には、固定機構２７および光路変換部３０の形成領域の周囲を避けて、表面の一部をわずかに窪ませてなる窪み部４３Ａと、窪まずに同一水平面を構成する表面の残部である平坦部４３Ｂとが形成されている。なお、窪み部４３Ａには、後述の金属カバー４４を接着固定するための接着剤Ｇが塗布される。また、平坦部４３Ｂは、金属カバー４４の天板部４４Ａと接触して、金属カバー４４を支持する。それ以外は、第１の実施の形態による受信用の光モジュール２１の樹脂層２６と同様に形成されている。 The surface of the resin layer 43 avoids the periphery of the formation region of the fixing mechanism 27 and the optical path conversion unit 30, and a recess 43A formed by slightly denting a part of the surface, and a surface that forms the same horizontal plane without being recessed The flat portion 43B, which is the remaining portion, is formed. Note that an adhesive G for bonding and fixing a metal cover 44 described later is applied to the recess 43A. Further, the flat portion 43 </ b> B contacts the top plate portion 44 </ b> A of the metal cover 44 and supports the metal cover 44. Other than that, it is formed in the same manner as the resin layer 26 of the optical module 21 for reception according to the first embodiment.
　また、受信用の光モジュール４１の樹脂層４３と送信用の光モジュール３１の樹脂層３３の長辺方向（Ｙ軸方向）を一致させると共に、樹脂層４３および樹脂層３３の短辺同士を隣接して並べたときに、その平面形状がＸ軸に関して略線対称な関係となっている。このため、固定機構７および光路変換部１０は樹脂層３３のうちＹ軸方向の一端側に位置しているのに対し、固定機構２７および光路変換部３０は、樹脂層４３のＹ軸方向の他端側に位置している。 Further, the long side direction (Y-axis direction) of the resin layer 43 of the receiving optical module 41 and the resin layer 33 of the transmitting optical module 31 are matched, and the short sides of the resin layer 43 and the resin layer 33 are adjacent to each other. When arranged, the planar shape is substantially line symmetric with respect to the X axis. For this reason, the fixing mechanism 7 and the optical path conversion unit 10 are located on one end side in the Y-axis direction of the resin layer 33, whereas the fixing mechanism 27 and the optical path conversion unit 30 are in the Y-axis direction of the resin layer 43. Located on the other end side.
　金属カバー４４は、長方形の角部に四角形の切欠き４４Ｃを有するＬ字状の天板部４４Ａと、切欠き４４Ｃを除く天板部４４Ａの周縁に垂設して設けられた４枚の壁面４４Ｂとから構成される。切欠き４４Ｃには壁面が垂設されないため、金属カバー４４の角部には角部開口４５が形成される。また、天板部４４Ａには、切欠き４４Ｃに沿って四角状の平面開口４６が形成されている。なお、周壁４４Ｂの高さは、樹脂層４３の高さとほぼ同じ寸法に形成されている。 The metal cover 44 has an L-shaped top plate portion 44A having a rectangular notch 44C at a rectangular corner, and four wall surfaces provided vertically on the periphery of the top plate portion 44A excluding the notch 44C. 44B. Since the wall surface is not provided vertically on the notch 44 </ b> C, a corner opening 45 is formed at the corner of the metal cover 44. In addition, a square planar opening 46 is formed in the top plate portion 44A along the notch 44C. The height of the peripheral wall 44B is formed to be approximately the same as the height of the resin layer 43.
　金属カバー４４を、窪み部４３Ａに接着剤Ｇを塗布した樹脂層４３に被せる。この後、接着剤Ｇを硬化させると、金属カバー４４の天板部４４Ａと樹脂層４３の平坦部４３Ｂとが当接した状態で固着される。このとき、固定機構２７に嵌合されたフェルール１２および光ファイバ１３は、角部開口４５を通じて外部に引き出されている。 The metal cover 44 is put on the resin layer 43 in which the adhesive G is applied to the depression 43A. Thereafter, when the adhesive G is cured, the top plate portion 44A of the metal cover 44 and the flat portion 43B of the resin layer 43 are fixed in contact with each other. At this time, the ferrule 12 and the optical fiber 13 fitted to the fixing mechanism 27 are drawn out through the corner opening 45.
　樹脂層４３の表面には、樹脂層４３に金属カバー４４を取付けたときに平面開口４６内に挿入される突起４７が形成されている。これにより、樹脂層４３と金属カバー４４とは、互いに位置決めされる。 On the surface of the resin layer 43, a protrusion 47 is formed that is inserted into the flat opening 46 when the metal cover 44 is attached to the resin layer 43. Thereby, the resin layer 43 and the metal cover 44 are positioned with respect to each other.
　また、受信用の光モジュール４１の金属カバー４４と送信用の光モジュール３１の金属カバー３４とは、金属カバー４４と金属カバー３４との長辺方向（Ｙ軸方向）を一致させるとともに、金属カバー４４および金属カバー３４の短辺同士（Ｘ軸方向）を隣接して並べた際に、その平面形状がＸ軸に関して略線対称な関係となっている。即ち、角部開口３５は金属カバー３４のＹ軸方向の一端側に位置しているのに対し、角部開口４５は、金属カバー４４のＹ軸方向の他端側に位置している。これにより、角部開口３５，４５、平面開口３６，４６に相当する部分を除去した金属板を、例えば表面側からプレス加工することにより金属カバー３４を、また、裏面側からプレス加工することにより金属カバー４４を形成することができるので、プレス加工前の金属板を、金属カバー３４，４４とで共通化することができ、製造コストを低減することができる。また、加工後の金属カバー３４，４４は、角部開口３５，４５の位置が異なるため、送信用の光モジュール３１と受信用の光モジュール４１のうちいずれか一方にしか用いることができない。このため、金属カバー３４，４４を送信用の光モジュール３１と受信用の光モジュール４１のうち誤って不適合なモジュールに取り付けることがなく、誤った組付けを防止することができる。 The metal cover 44 of the optical module 41 for reception and the metal cover 34 of the optical module 31 for transmission match the long side direction (Y-axis direction) of the metal cover 44 and the metal cover 34, and the metal cover When the short sides 44 and the metal cover 34 are arranged adjacent to each other (in the X-axis direction), the planar shape thereof is substantially line-symmetric with respect to the X-axis. That is, the corner opening 35 is located on one end side of the metal cover 34 in the Y-axis direction, whereas the corner opening 45 is located on the other end side of the metal cover 44 in the Y-axis direction. Thereby, the metal plate 34 from which the portions corresponding to the corner openings 35 and 45 and the plane openings 36 and 46 are removed is pressed from the front side, for example, and the metal cover 34 is pressed from the back side. Since the metal cover 44 can be formed, the metal plate before pressing can be shared by the metal covers 34 and 44, and the manufacturing cost can be reduced. Further, the processed metal covers 34 and 44 can be used for only one of the transmission optical module 31 and the reception optical module 41 because the positions of the corner openings 35 and 45 are different. Therefore, the metal covers 34 and 44 are not erroneously attached to the incompatible module among the transmission optical module 31 and the reception optical module 41, and erroneous assembly can be prevented.
　本実施の形態による光モジュール４１は、第１の実施の形態の光モジュール２１と比べて、樹脂層４３に金属カバー４４を取付けたから、金属カバー４４によって外部の電磁波や光が混入するのを防ぐことができ、ＥＭＩ、イミュニティ、ＥＳＤ等のノイズ耐性を向上することができると共に、静電気に対する耐性も高めることができる。 In the optical module 41 according to the present embodiment, the metal cover 44 is attached to the resin layer 43 as compared with the optical module 21 according to the first embodiment, so that external electromagnetic waves and light are prevented from being mixed by the metal cover 44. In addition, noise resistance such as EMI, immunity, ESD and the like can be improved, and resistance to static electricity can be increased.
　次に、図２７および図２８に、第３の実施の形態による送信用の光モジュールを示す。第３の実施の形態による送信用の光モジュールと第１の実施の形態による送信用の光モジュールとの差異は、光路変換部を密閉した状態で低透明樹脂膜を用いて金属カバーを樹脂層に接着する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 27 and FIG. 28 show an optical module for transmission according to the third embodiment. The difference between the optical module for transmission according to the third embodiment and the optical module for transmission according to the first embodiment is that the metal cover is made of a resin layer using a low-transparency resin film in a state where the optical path conversion unit is sealed. It is in the structure which adheres to. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
　第３に実施の形態による送信用の光モジュール５１は、基板５２、発光素子３、固定機構７および光路変換部１０を備える樹脂層６、プラグ１１、金属カバー５４を備える。 Third, an optical module 51 for transmission according to the embodiment includes a substrate 52, a light emitting element 3, a resin layer 6 including a fixing mechanism 7 and an optical path changing unit 10, a plug 11, and a metal cover 54.
　基板５２は、第２の実施の形態による光モジュール３１の基板３２とほぼ同様に形成されている。このため、基板５２の外周縁には、基板５２を覆う樹脂層６の周囲よりも外側に突出する鍔部５２Ａが設けられている。 The substrate 52 is formed in substantially the same manner as the substrate 32 of the optical module 31 according to the second embodiment. For this reason, the outer peripheral edge of the substrate 52 is provided with a flange portion 52 </ b> A that protrudes outward from the periphery of the resin layer 6 covering the substrate 52.
　低透明樹脂膜５３は、樹脂層６よりも光信号の透過率が低い樹脂材料を用いて形成され、光路変換部１０の反射面１０Ａを除いて樹脂層６の表面および周壁面を併せた外表面の全体に亘って塗布されている。そして、低透明樹脂膜５３は、例えば熱硬化性を有し、金属カバー５４を取付けた状態で光モジュール５１全体を加熱することによって、金属カバー５４を樹脂層６に接着するものである。 The low-transparency resin film 53 is formed using a resin material having a light signal transmittance lower than that of the resin layer 6, and includes an outer surface that combines the surface of the resin layer 6 and the peripheral wall surface except for the reflective surface 10 </ b> A of the optical path conversion unit 10. It is applied over the entire surface. The low transparent resin film 53 has, for example, thermosetting property, and heats the entire optical module 51 with the metal cover 54 attached, thereby bonding the metal cover 54 to the resin layer 6.
　また、低透明樹脂膜５３は、金属またはセラミックの粉からなるフィラーが混入されたフィラー入り樹脂膜によって形成されている。これにより、低透明樹脂膜５３の線膨脹係数は、樹脂層６の線膨脹係数と金属カバー５４の線膨脹係数との間の値になっている。 The low-transparency resin film 53 is formed of a filler-containing resin film mixed with a filler made of metal or ceramic powder. Thereby, the linear expansion coefficient of the low transparent resin film 53 is a value between the linear expansion coefficient of the resin layer 6 and the linear expansion coefficient of the metal cover 54.
[規則91に基づく訂正 25.01.2012]　
　金属カバー５４は、長方形の角部に四角形の切欠き５４Ｃを有するＬ字状の天板部５４Ａと、切欠き５４Ｃを除く天板部５４Ａの周縁に垂設して設けられた４枚の壁面５４Ｂとから構成される。切欠き５４Ｃには壁面が垂設されないため、金属カバー５４の角部には角部開口５５が形成される。また、天板部５４Ａには、切欠き５４Ｃに沿って四角状の平面開口５６が形成されている。なお、周壁５４Ｂの高さは、樹脂層６の高さとほぼ同じ寸法に形成されている。 [Correction 25.01.2012 under Rule 91]
The metal cover 54 is an L-shaped top plate portion 54A having a rectangular notch 54C at a rectangular corner, and four wall surfaces provided vertically on the periphery of the top plate portion 54A excluding the notch 54C. 54B. Since the wall surface is not suspended from the notch 54 </ b> C, a corner opening 55 is formed at the corner of the metal cover 54. In addition, a square planar opening 56 is formed in the top plate portion 54A along the notch 54C. The height of the peripheral wall 54B is formed to be approximately the same as the height of the resin layer 6.
　一方、プラグ１１の先端部分には、表面から天板部５４Ａに向けてＺ軸方向に突出した突起５７が形成されている。そして、樹脂層６に金属カバー５４を取付けたときには、プラグ１１の突起５７が平面開口５６内に挿入される。これにより、プラグ１１と金属カバー５４とは、互いに位置決めされる。また、固定機構７に嵌合されたプラグ１１に装着されたフェルール１２および光ファイバ１３は、角部開口３５を通じて外部に引き出されている。 On the other hand, a protrusion 57 protruding in the Z-axis direction from the surface toward the top plate portion 54A is formed at the tip portion of the plug 11. When the metal cover 54 is attached to the resin layer 6, the protrusion 57 of the plug 11 is inserted into the flat opening 56. Thereby, the plug 11 and the metal cover 54 are positioned with respect to each other. Further, the ferrule 12 and the optical fiber 13 attached to the plug 11 fitted to the fixing mechanism 7 are drawn out through the corner opening 35.
　さらに、金属カバー５４の天板部５４Ａおよび４枚の周壁部５４Ｂは、角部開口５５を除いて隙間等が生じない状態で互いに連続して形成されている。このため、低透明樹脂膜５３によって金属カバー５４を樹脂層６に接着したときには、光路変換部１０は金属カバー５４によって密閉された状態で覆われる。 Furthermore, the top plate portion 54A and the four peripheral wall portions 54B of the metal cover 54 are continuously formed with no gaps or the like except for the corner openings 55. For this reason, when the metal cover 54 is bonded to the resin layer 6 with the low transparent resin film 53, the optical path conversion unit 10 is covered in a state of being sealed with the metal cover 54.
　かくして、第３の実施の形態による送信用の光モジュール５１でも、第１，第２の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態では、樹脂層６の外表面に低透明樹脂膜５３を設けると共に、該低透明樹脂膜５３を用いて金属カバー５４を樹脂層６に接着したから、金属カバー５４を用いて光路変換部１０の周囲を密閉状態で覆うことができる。このため、光路変換部１０を外気と接触しない状態にでき、耐湿性を向上して信頼性を高めることができる。 Thus, in the transmission optical module 51 according to the third embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first and second embodiments. In particular, in the third embodiment, since the low transparent resin film 53 is provided on the outer surface of the resin layer 6 and the metal cover 54 is bonded to the resin layer 6 using the low transparent resin film 53, the metal cover 54 is provided. Can be used to cover the periphery of the optical path conversion unit 10 in a sealed state. For this reason, the optical path conversion part 10 can be made into the state which does not contact external air, moisture resistance can be improved and reliability can be improved.
　また、低透明樹脂膜５３は金属またはセラミックの粉からなるフィラーが混入されたフィラー入り樹脂膜によって形成したから、樹脂層６と金属カバー５４との間の線膨脹係数差を小さくすることができ、耐熱衝撃性を高めることができる。 Further, since the low-transparency resin film 53 is formed of a filler-containing resin film mixed with a filler made of metal or ceramic powder, the difference in linear expansion coefficient between the resin layer 6 and the metal cover 54 can be reduced. The thermal shock resistance can be improved.
　なお、前記第３の実施の形態では、送信用の光モジュール５１を例に挙げて説明したが、受信用の光モジュールにも同様に適用することができる。また、第３の実施の形態では、基板５２は鍔部５２Ａを備える構成としたが、第１の実施の形態による基板２と同様に、鍔部を省く構成としてもよい。さらに、第３の実施の形態では、低透明樹脂膜５３はフィラー入り樹脂膜によって形成したが、例えば樹脂材料自体の線膨脹係数が樹脂層６の線膨脹係数と金属カバー５４の線膨脹係数との間の値となる場合、樹脂層６と金属カバー５４との間の線膨脹係数差が小さい場合、光モジュール５１を温度変化が小さい環境で使用する場合等には、フィラーを省いた樹脂膜によって形成してもよい。 In the third embodiment, the transmission optical module 51 has been described as an example. However, the third embodiment can be similarly applied to a reception optical module. In the third embodiment, the substrate 52 is configured to include the flange portion 52A. However, like the substrate 2 according to the first embodiment, the substrate 52 may be omitted. Furthermore, in the third embodiment, the low-transparent resin film 53 is formed of a resin film containing a filler. For example, the linear expansion coefficient of the resin material itself is the linear expansion coefficient of the resin layer 6 and the linear expansion coefficient of the metal cover 54. When the difference between the linear expansion coefficients between the resin layer 6 and the metal cover 54 is small, or when the optical module 51 is used in an environment where the temperature change is small, the resin film without filler is used. May be formed.
　次に、図２９に、第４の実施の形態による光通信用の光モジュールを示す。本実施の形態の特徴は、送信用の光モジュールにシリアライザを搭載すると共に、受信用の光モジュールにデシリアライザを搭載する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。 FIG. 29 shows an optical module for optical communication according to the fourth embodiment. A feature of the present embodiment is that a serializer is mounted on the transmission optical module and a deserializer is mounted on the reception optical module. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
　第４の実施の形態による送信用の光モジュール６１は、第１の実施の形態による光モジュール１とほぼ同様に構成され、基板２に発光素子３、発光用ＩＣ部品４等が実装されると共に、発光素子３からの光信号を伝送するための光ファイバ１３が接続されている。また、基板２には、パラレル信号をシリアル信号に変換するシリアライザ６２が搭載されている。このシリアライザ６２は、その入力側が外部のアプリケーションプロセッサＡＰに接続されると共に、その出力側が発光用ＩＣ部品４に接続されている。 The optical module 61 for transmission according to the fourth embodiment is configured in substantially the same manner as the optical module 1 according to the first embodiment, and the light emitting element 3, the light emitting IC component 4 and the like are mounted on the substrate 2. The optical fiber 13 for transmitting the optical signal from the light emitting element 3 is connected. The substrate 2 is mounted with a serializer 62 that converts parallel signals into serial signals. The serializer 62 has an input side connected to an external application processor AP and an output side connected to the light emitting IC component 4.
　そして、シリアライザ６２は、アプリケーションプロセッサＡＰから出力されるパラレル信号からなるデータ信号をシリアル信号に変換すると共に、該シリアル信号を発光用ＩＣ部品４に向けて出力する。これにより、発光用ＩＣ部品４はシリアライザ６２からのシリアル信号に応じて発光素子３を駆動するから、発光素子３は、シリアル信号によって変調された光信号を出力する。 The serializer 62 converts the data signal composed of the parallel signal output from the application processor AP into a serial signal and outputs the serial signal to the light emitting IC component 4. As a result, the light emitting IC component 4 drives the light emitting element 3 in accordance with the serial signal from the serializer 62, so that the light emitting element 3 outputs an optical signal modulated by the serial signal.
　第４の実施の形態による受信用の光モジュール７１は、第１の実施の形態による光モジュール２１とほぼ同様に構成され、基板２２に受光素子２３、受光用ＩＣ部品２４等が実装されると共に、外部からの光信号を伝送して受光素子２３に向けて出力する光ファイバ１３が接続されている。また、基板２２には、シリアル信号をパラレル信号に変換するデシリアライザ７２が搭載されている。このデシリアライザ７２は、その入力側が受光用ＩＣ部品２４に接続されると共に、その出力側が外部に設けられた各種のデバイスドライバＤＤに接続されている。 The receiving optical module 71 according to the fourth embodiment is configured in substantially the same manner as the optical module 21 according to the first embodiment, and the light receiving element 23, the light receiving IC component 24 and the like are mounted on the substrate 22. An optical fiber 13 that transmits an optical signal from the outside and outputs it to the light receiving element 23 is connected. Further, a deserializer 72 that converts a serial signal into a parallel signal is mounted on the substrate 22. The deserializer 72 has an input side connected to the light receiving IC component 24 and an output side connected to various device drivers DD provided outside.
　そして、光ファイバ１３からシリアル信号に応じた光信号が出力されると、この光信号は受光素子２３によって検出され、受光用ＩＣ部品２４を介してデシリアライザ７２に入力される。このとき、デシリアライザ７２は、受光用ＩＣ部品２４から出力された光信号の検出信号（シリアル信号）をパラレル信号に変換して、デバイスドライバＤＤに向けて出力する。これにより、デバイスドライバＤＤは、パラレル信号からなるデータ信号を用いて各種の信号処理等を行なうことができる。 When an optical signal corresponding to the serial signal is output from the optical fiber 13, this optical signal is detected by the light receiving element 23 and input to the deserializer 72 via the light receiving IC component 24. At this time, the deserializer 72 converts the detection signal (serial signal) of the optical signal output from the light receiving IC component 24 into a parallel signal and outputs the parallel signal to the device driver DD. As a result, the device driver DD can perform various signal processing and the like using the data signal including the parallel signal.
　かくして、第４の実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態では、送信用の光モジュール６１にシリアライザ６２を搭載すると共に、受信用の光モジュール７１にデシリアライザ７２を搭載する構成としたから、これらの光モジュール６１，７１にシリアル信号とパラレル信号を相互に変換する機能（ＳＥＲＤＥＳ機能）を付加することができ、各種のインターフェイスに対応した光モジュールを実現することができる。 Thus, in the fourth embodiment, it is possible to obtain substantially the same function and effect as in the first embodiment. In particular, in the fourth embodiment, the serializer 62 is mounted on the optical module 61 for transmission and the deserializer 72 is mounted on the optical module 71 for reception. A function (SERDES function) for mutually converting a signal and a parallel signal can be added, and an optical module corresponding to various interfaces can be realized.
　なお、第４の実施の形態では、第１の実施の形態による送信用の光モジュール１と受信用の光モジュール２１と同様な構成に適用した場合を例に挙げて説明したが、第２，第３の実施の形態に適用してもよい。 In the fourth embodiment, the case where the present invention is applied to the same configuration as that of the transmission optical module 1 and the reception optical module 21 according to the first embodiment is described as an example. You may apply to 3rd Embodiment.
　また、第２，第３の実施の形態では、樹脂層３３，４３，６の外表面に金属カバー３４，４４，５４を取り付ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図３０に示す変形例による送信用の光モジュール８１のように、光路変換部１０の反射面１０Ａを除く樹脂層６の外表面を、金属材料や導電性樹脂材料等からなる導電性膜８２によって覆う構成としてもよい。この場合でも、導電性膜８２によって外部の電磁波等が混入するのを防ぐことができ、ノイズ耐性を向上することができる。なお、この変形例の構成は、受信用の光モジュールにも適用することができる。 In the second and third embodiments, the metal covers 34, 44, 54 are attached to the outer surfaces of the resin layers 33, 43, 6. However, the present invention is not limited to this. For example, like the transmission optical module 81 according to the modification shown in FIG. 30, the outer surface of the resin layer 6 excluding the reflection surface 10A of the optical path conversion unit 10 is made of a metal material or conductive material. It is good also as a structure covered with the electroconductive film 82 which consists of a conductive resin material etc. Even in this case, it is possible to prevent external electromagnetic waves and the like from being mixed by the conductive film 82, and noise resistance can be improved. The configuration of this modification can also be applied to a receiving optical module.
　また、本発明における、送信用の光モジュールでは、少なくとも、発光素子と光路変換部との間、光路変換部、光路変換部とプラグに形成されたレンズとの間の樹脂材料が光学的に透明であればよく、受信用の光モジュールでは、少なくとも、光ファイバの先端面と光路変換部との間、光路変換部、光路変換部と受光素子との間の樹脂材料が光学的に透明であればよい。このため、これらの部分は、光学的透明性を確保できるならば、基板の表面を覆う樹脂層と同じ樹脂材料で形成してもよく、異なる樹脂材料で形成してもよい。 In the optical module for transmission in the present invention, at least the resin material between the light emitting element and the optical path conversion unit, the optical path conversion unit, and the optical path conversion unit and the lens formed on the plug is optically transparent. In an optical module for reception, at least the resin material between the tip surface of the optical fiber and the optical path conversion unit, the optical path conversion unit, and the optical path conversion unit and the light receiving element should be optically transparent. That's fine. For this reason, as long as optical transparency can be ensured, these portions may be formed of the same resin material as the resin layer covering the surface of the substrate or may be formed of a different resin material.
　さらに、前記各実施の形態では、送信用の光モジュール１，３１，５１，６１，８１の基板２，３２，５２と受信用の光モジュール２１，４１，７１の基板２２，４２とが異なるものとしたが、単一な共通の基板に送信用と受信用の光モジュールを一緒に形成し、送受信用の光モジュールを構成してもよい。 Further, in each of the above embodiments, the substrates 2, 32, 52 of the transmission optical modules 1, 31, 51, 61, 81 are different from the substrates 22, 42 of the reception optical modules 21, 41, 71. However, the transmission and reception optical modules may be formed together on a single common substrate to constitute a transmission / reception optical module.
　１，３１，５１，６１，８１　送信用の光モジュール
　２，２２，３２，４２，５２　基板
　３　発光素子（光素子）
　６，２６，３３，４３　樹脂層
　７，２７　固定機構
　８，２８　嵌合溝（凹部）
　９，２９　係止部
　１０，３０　光路変換部
　１０Ａ，３０Ａ　反射面
　１１　プラグ
　１１Ｃ　レンズ
　１２　フェルール
　１３　光ファイバ
　１３Ａ　先端面
　２１，４１，７１　受信用の光モジュール
　２３　受光素子（光素子）
　３２Ａ，４２Ａ，５２Ａ　鍔部
　３４，４４，５４　金属カバー
　５３　低透明樹脂膜
　８２　導電性膜
　Ｐr1　第１の交差位置
　Ｐr2　第２の交差位置 1, 31, 51, 61, 81 Optical module for transmission 2, 22, 32, 42, 52 Substrate 3 Light emitting element (optical element)
6, 26, 33, 43 Resin layer 7, 27 Fixing mechanism 8, 28 Fitting groove (recess)
9, 29 Locking part 10, 30 Optical path changing part 10A, 30A Reflecting surface 11 Plug 11C Lens 12 Ferrule 13 Optical fiber 13A End face 21, 41, 71 Optical module for reception 23 Light receiving element (optical element)
32A, 42A, 52A collar 34, 44, 54 metal cover 53 low transparent resin film 82 conductive film Pr1 first intersecting position Pr2 second intersecting position

Claims (9)

  1. 　光素子と、該光素子を表面に実装してなる基板と、該基板の表面を覆う樹脂層とを備え、
    　該樹脂層は、
    　表面が開口すると共に該開口からフェルールに挿通された光ファイバの先端側を装着する凹部と、該凹部に設けられ前記光ファイバの先端側を係止する係止部とが形成されてなる固定機構と、
    　反射面を介して前記光素子を通る光信号の光路と前記フェルールの伸長方向とを一致させる光学的に透明な樹脂材料で形成された光路変換部とを有し、
    　前記光素子は発光素子であり、
    　前記フェルールが挿入される有底の挿入穴と、挿入される前記フェルールの先端面に対向して設けられるレンズとが形成されてなるプラグを介して前記光ファイバの先端側を前記固定機構に固定し、
    　前記発光素子から出射された光信号を、前記光路変換部で光路変換すると共に前記レンズで前記光ファイバの先端面に集光してなる送信用の光モジュール。     An optical element, a substrate on which the optical element is mounted, and a resin layer covering the surface of the substrate;
    The resin layer is
    A fixing mechanism having a surface opened and a recess for mounting the distal end side of the optical fiber inserted through the ferrule from the opening, and a locking portion provided in the recess for locking the distal end side of the optical fiber. When,
    An optical path conversion unit formed of an optically transparent resin material that matches an optical path of an optical signal passing through the optical element via a reflection surface and an extension direction of the ferrule;
    The optical element is a light emitting element;
    The distal end side of the optical fiber is fixed to the fixing mechanism through a plug formed with a bottomed insertion hole into which the ferrule is inserted and a lens provided opposite to the distal end surface of the inserted ferrule. And
    An optical module for transmission in which an optical signal emitted from the light emitting element is converted into an optical path by the optical path conversion unit and condensed on a front end surface of the optical fiber by the lens.
  2. 　光素子と、該光素子を表面に実装してなる基板と、該基板の表面を覆う樹脂層とを備え、
    　該樹脂層は、
    　表面が開口すると共に該開口からフェルールに挿通された光ファイバの先端側を装着する凹部と、該凹部に設けられ前記光ファイバの先端側を係止する係止部とが形成されてなる固定機構と、
    　反射面を介して前記光素子を通る光信号の光路と前記フェルールの伸長方向とを一致させる光学的に透明な樹脂材料で形成された光路変換部とを有し、
    　前記光素子は受光素子であり、
    　前記フェルールを介して前記光ファイバの先端側を前記固定機構に固定し、
    　前記光ファイバのコアを通る光路と前記光路変換部の反射面とが交わる位置を第１の交差位置とし、前記受光素子の受光中心を通る光路と前記光路変換部の反射面とが交わる位置を第２の交差位置としたときに、
    　前記受光素子と前記第１の交差位置との距離を前記受光素子と前記第２の交差位置との距離よりも長くし、
    　前記光ファイバから出射された光信号を、前記光路変換部で光路変換して前記受光素子に入射させてなる受信用の光モジュール。     An optical element, a substrate on which the optical element is mounted, and a resin layer covering the surface of the substrate;
    The resin layer is
    A fixing mechanism having a surface opened and a recess for mounting the distal end side of the optical fiber inserted through the ferrule from the opening, and a locking portion provided in the recess for locking the distal end side of the optical fiber. When,
    An optical path conversion unit formed of an optically transparent resin material that matches an optical path of an optical signal passing through the optical element via a reflection surface and an extension direction of the ferrule;
    The optical element is a light receiving element;
    Fixing the tip side of the optical fiber to the fixing mechanism via the ferrule;
    The position where the optical path passing through the core of the optical fiber and the reflection surface of the optical path conversion unit intersect is defined as a first intersection position, and the position where the optical path passing through the light receiving center of the light receiving element and the reflection surface of the optical path conversion unit intersect. When the second intersection position
    A distance between the light receiving element and the first intersection position is longer than a distance between the light receiving element and the second intersection position;
    An optical module for reception in which an optical signal emitted from the optical fiber is converted into an optical path by the optical path conversion unit and incident on the light receiving element.
  3. 　前記樹脂層には、金属カバーを取り付けてなる請求項１または２に記載の光モジュール。 3. The optical module according to claim 1, wherein a metal cover is attached to the resin layer.
  4. 　前記光路変換部の反射面を除く前記樹脂層の外表面には、前記樹脂層よりも光信号の透過率が低い低透明樹脂膜を設け、該低透明樹脂膜を用いて前記金属カバーを前記樹脂層に接着する構成としてなる請求項３に記載の光モジュール。 Provided on the outer surface of the resin layer excluding the reflection surface of the optical path changing portion is a low transparent resin film having a lower optical signal transmittance than the resin layer, and the metal cover is formed using the low transparent resin film. The optical module according to claim 3, wherein the optical module is configured to adhere to the resin layer.
  5. 　前記低透明樹脂膜は、金属またはセラミックの粉からなるフィラーが混入されたフィラー入り樹脂膜からなる請求項４に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 4, wherein the low-transparency resin film is made of a filler-containing resin film mixed with a filler made of metal or ceramic powder.
  6. 　前記樹脂層には、その外表面を覆う導電性膜を設けてなる請求項１または２に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 1 or 2, wherein the resin layer is provided with a conductive film covering an outer surface thereof.
  7. 　前記基板は、前記樹脂層よりも大きな面積を有し、前記樹脂層の周囲から突出した鍔部を備える構成としてなる請求項１または２のいずれかに記載の光モジュール。 3. The optical module according to claim 1, wherein the substrate has a larger area than the resin layer and includes a flange portion protruding from the periphery of the resin layer.
  8. 　前記光路変換部と、前記基板の表面を覆う前記樹脂層とは、同じ樹脂材料で形成されてなる請求項１または２に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 1 or 2, wherein the optical path conversion unit and the resin layer covering the surface of the substrate are formed of the same resin material.
  9. 　前記光路変換部と、前記基板の表面を覆う前記樹脂層とは、異なる樹脂材料で形成されてなる請求項１または２に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 1 or 2, wherein the optical path conversion unit and the resin layer covering the surface of the substrate are formed of different resin materials.
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