(57)【要約】【課題】光導波路及び光素子の各光軸を互いに一致させるアライメント作業を容易にすることが可能な光装置用保持部材、光装置及び光伝送装置を提供することにある。【解決手段】発光部５ａを有する発光素子５と、発光素子５に光路変換部４０ａを介して光結合するコア層４ａを有する光導波路４と、光導波路４を保持するとともに、発光素子５を実装する第１保持部材６とを備え、第１保持部材６は、光導波路４に沿う２方向のうち一方向に発光素子５を位置決めする第１位置決め面６ｄ、及び発光素子の位置決め方向と同一の方向に光導波路４を位置決めする第２位置決め面６ｅを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部又は受光部を有する光素子を実装するとともに、前記光素子に光路変換部を介して光結合するコア層を有する光導波路を保持する保持部材であって、
前記光導波路に沿う２方向のうち一方向に前記光素子を位置決めする第１位置決め面、及び前記光素子の位置決め方向と同一の方向に前記光導波路を位置決めする第２位置決め面を有する光装置用保持部材。
【請求項２】
発光部又は受光部を有する光素子と、
前記光素子に光路変換部を介して光結合するコア層を有する光導波路と、
前記光導波路を保持するとともに、前記光素子を実装する光装置用保持部材とを備え、
前記光装置用保持部材は、前記光導波路に沿う２方向のうち一方向に前記光素子を位置決めする第１位置決め面、及び前記光素子の位置決め方向と同一の方向に前記光導波路を位置決めする第２位置決め面を有する光装置。
【請求項３】
前記光導波路は、前記コア層に前記光路変換部を有し、前記コア層の端面以外の端面が前記第２位置決め面に接触して位置決めされている請求項２に記載の光装置。
【請求項４】
前記光装置用保持部材は、前記第２位置決め面と同一の面内に前記光路変換部を有し、
前記光導波路は、前記コア層の端面以外の端面が前記第２位置決め面に接触して位置決めされている請求項２に記載の光装置。
【請求項５】
前記光装置用保持部材は、前記光素子を実装する面内において、前記光素子を前記一方向に直交する方向に位置決めする第３位置決め面を有する請求項２に記載の光装置。
【請求項６】
発光部を有する第１光素子と、
前記発光部に対応する受光部を有する第２光素子と、
前記第２光素子及び前記第１光素子に１対の光路変換部を介してそれぞれ光結合するコア層を有する光導波路と、
前記光導波路の両端部をそれぞれ保持するとともに、前記第１光素子及び前記第２光素子をそれぞれ実装する１対の光装置用保持部材と、
前記１対の光装置用保持部材のうち一方の光装置用保持部材は、前記光導波路に沿う２方向のうち一方向に前記第１光素子を位置決めする第１位置決め面、及び前記第１光素子の位置決め方向と同一の方向に前記光導波路を位置決めする第２位置決め面を有し、
前記１対の光装置用保持部材のうち他方の光装置用保持部材は、前記光導波路に沿う２方向のうち他方向に前記第２光素子を位置決めする第４位置決め面、及び前記第２光素子の位置決め方向と同一の方向に前記光導波路を位置決めする第５位置決め面を有する光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光装置用保持部材、光装置及び光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光伝送装置として、光ファイバの取付スペースを縮小するとともに、光ファイバの取り付けを容易にするため、回路基板に実装され発光素子又は受光素子が封止された光モジュールと、光モジュールに適合する凹部と発光素子又は受光素子に対する光路を変換する反射部とを有するハウジングと、ハウジングに取り付けられて光モジュールに光結合する光ファイバとを備えたものがある（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５３３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、光導波路及び光素子の各光軸を互いに一致させるアライメント作業を容易に行うことが可能な光装置用保持部材、光装置及び光伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するため、以下の光装置用保持部材、光装置及び光伝送装置を提供する。
【０００６】
［１］発光部又は受光部を有する光素子を実装するとともに、前記光素子に光路変換部を介して光結合するコア層を有する光導波路を保持する保持部材であって、前記光導波路に沿う２方向のうち一方向に前記光素子を位置決めする第１位置決め面、及び前記光素子の位置決め方向と同一の方向に前記光導波路を位置決めする第２位置決め面を有する光装置用保持部材。
【０００７】
［２］発光部又は受光部を有する光素子と、前記光素子に光路変換部を介して光結合するコア層を有する光導波路と、前記光導波路を保持するとともに、前記光素子を実装する光装置用保持部材とを備え、前記光装置用保持部材は、前記光導波路に沿う２方向のうち一方向に前記光素子を位置決めする第１位置決め面、及び前記光素子の位置決め方向と同一の方向に前記光導波路を位置決めする第２位置決め面を有する光装置。
【０００８】
［３］前記光導波路は、前記コア層に前記光路変換部を有し、前記コア層の端面以外の端面が前記第２位置決め面に接触して位置決めされている前記［２］に記載の光装置。
【０００９】
［４］前記光装置用保持部材は、前記第２位置決め面と同一の面内に前記光路変換部を有し、前記光導波路は、前記コア層の端面以外の端面が前記第２位置決め面に接触して位置決めされている前記［２］に記載の光装置。
【００１０】
［５］前記光装置用保持部材は、前記光素子を実装する面内において、前記光素子を前記一方向に直交する方向に位置決めする第３位置決め面を有する前記［４］に記載の光装置。
【００１１】
［６］発光部を有する第１光素子と、前記発光部に対応する受光部を有する第２光素子と、前記第２光素子及び前記第１光素子に１対の光路変換部を介してそれぞれ光結合するコア層を有する光導波路と、前記光導波路の両端部をそれぞれ保持するとともに、前記第１光素子及び前記第２光素子をそれぞれ実装する１対の光装置用保持部材と、前記１対の光装置用保持部材のうち一方の光装置用保持部材は、前記光導波路に沿う２方向のうち一方向に前記第１光素子を位置決めする第１位置決め面、及び前記第１光素子の位置決め方向と同一の方向に前記光導波路を位置決めする第２位置決め面を有し、前記１対の光装置用保持部材のうち他方の光装置用保持部材は、前記光導波路に沿う２方向のうち他方向に前記第２光素子を位置決めする第４位置決め面、及び前記第２光素子の位置決め方向と同一の方向に前記光導波路を位置決めする第５位置決め面を有する光伝送装置。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１、２、６に記載の発明によれば、光素子を光モジュールとしてアライメントする場合と比べ、光導波路及び光素子の各光軸を互いに一致させるアライメント作業を容易に行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、光装置用保持部材に対するコア層の光路変換面の接触が回避される。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、光装置用保持部材に対するコア層の接触が回避される。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、光装置用保持部材に対する光素子の位置決め精度が、光素子を一方向に位置決めする場合と比べて高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置の全体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００１７】
この光伝送装置１は、第１光装置としての光送信装置２と、第２光装置としての光受信装置３と、光送信装置２と光受信装置３とを光結合する光導波路４とから大略構成されている。
【００１８】
光送信装置２は、発光部５ａを有する第１光素子としての発光素子５と、発光素子５を実装する光デバイス用の第１保持部材６とを備え、光伝送装置１の一方側に配置されている。
【００１９】
第１保持部材６は、パターン形成面６ａ、素子実装面６ｂ及び保持面６ｃを有する段状の部材からなり、全体が例えばガラスエポキシ樹脂の絶縁材料によって形成されている。また、第１保持部材６は、素子実装面６ｂに発光素子５が実装され、保持面６ｃに光導波路４の一方側端部が保持されるように構成されている。
【００２０】
光受信装置３は、受光部８ａを有する受光素子８と、受光素子８を実装する光デバイス用の第２保持部材９とを備え、光伝送装置１の他方側に配置されている。
【００２１】
第２保持部材９は、パターン形成面９ａ、素子実装面９ｂ及び保持面９ｃを有する段状の部材からなり、全体が第１保持部材６と同様に例えばガラスエポキシ樹脂の絶縁材料によって形成されている。また、第２保持部材９は、素子実装面９ｂに受光素子８が実装され、保持面９ｃに光導波路４の他方側端部が保持されるように構成されている。
【００２２】
光導波路４は、両端面にそれぞれ４５°ミラー面からなる光路変換面４０ａ，４１ａを含むコア層４ａ、及びコア層４ａを覆うクラッド層４ｂを有し、両端部がそれぞれ第１保持部材６の保持面６ｃと第２保持部材９の保持面９ｃに保持されている。また、光導波路４は、例えばエポキシ樹脂等の高分子材料から形成された厚さ５０μｍ〜３００μｍ程度の高分子光導波路を用いることができるが、これに限定されず、石英ガラス等から形成された他の光導波路でもよい。
【００２３】
図２は、発光素子５の底面図である。発光素子５は、例えばＶＣＳＥＬ（垂直共振型面発光レーザー：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）からなり、半導体積層体（底面）に発光部５ａ、及び電極５ｂ，５ｃを有する。そして、発光素子５は、電極５ｂ，５ｃが第１保持部材６の素子実装面６ｂの後述する配線パターン６０ｂに金バンプ（図示せず）を介して実装されて、発光面に垂直な方向に沿って光信号を出力するように構成されている。
【００２４】
図３は、第１保持部材６の斜視図である。第１保持部材６は、パターン形成面６ａに配線パターン６０ａが形成され、素子実装面６ｂに配線パターン６０ｂが形成され、両配線パターン６０ａ，６０ｂは、コンタクト部材７によって接続されている。配線パターン６０ａ，６０ｂ及びコンタクト部材７は、例えば金（Ａｕ）等の金属材料からなる。
【００２５】
また、第１保持部材６には、素子実装面６ｂに直交し、かつ光導波路４に沿う２方向のうち一方向に発光素子５を位置決めする第１位置決め面６ｄと、保持面６ｃに直交し、かつ発光素子５の位置決め方向と同一の方向に光導波路４を位置決めする第２位置決め面６ｅとが形成されている。
【００２６】
図４は、受光素子８の底面図である。受光素子８は、例えばＧａＡｓ系のＰＩＮフォトダイオードからなり、半導体積層体（底面）に受光部８ａ及び電極８ｂ，８ｃを有する。そして、受光素子８は、電極８ｂ，８ｃが第２保持部材９の素子実装側面９ｂの後述する配線パターン９０ｂに金バンプ（図示せず）を介して実装されて、受光面に垂直な方向に沿って光信号を入力するように構成されている。
【００２７】
図５は、第２保持部材の斜視図である。第２保持部材９は、パターン形成面９ａに配線パターン９０ａが形成され、素子実装面９ｂに配線パターン９０ｂが形成され、両配線パターン９０ａ，９０ｂは、コンタクト部材１０によって接続されている。配線パターン９０ａ，９０ｂ及びコンタクト部材１０は、例えば金（Ａｕ）等の金属材料からなる。
【００２８】
また、第２保持部材９には、素子実装面９ｂに直交し、かつ光導波路４に沿う２方向のうち他方向に受光素子８を位置決めする第４位置決め面９ｄが形成されている。また、第２保持部材９には、保持面９ｃに直交し、かつ受光素子８の位置決め方向と同一の方向に光導波路４を位置決めする第５位置決め面９ｅが形成されている。
【００２９】
図６（ａ）は、光導波路４の光送信装置側の端部を示す斜視図、図６（ｂ）は、光導波路の光受信装置側の端部を示す斜視図である。
【００３０】
光導波路４の光送信装置２側の端部には、図６（ａ）に示すように、光路変換面４０ａを切り欠き面１１ａに含む切り欠き１１、及び第１保持部材６の第２位置決め面６ｅに対応する接触面１３が設けられている。
【００３１】
光導波路４の光受信装置３側の端部には、図６（ｂ）に示すように、光路変換面４１ａを切り欠き面１２ａに含む切り欠き１２、及び第２保持部材９の第５位置決め面９ｅに対応する接触面１４が設けられている。
【００３２】
そして、光導波路４は、第１保持部材６及び第２保持部材９に対する保持状態において、クラッド層４ｂの一方側端面である接触面１３が第２位置決め面６ｅに接触して位置決めされ、クラッド層４ｂの他方側端面である接触面１４が第５位置決め面９ｅに接触して位置決めされている。これにより、光導波路４の光路変換面４０ａ，４１ａの第１保持部材７及び第２保持部材１２への接触が回避される。
【００３３】
この光導波路４を第１保持部材７及び第２保持部材１２に対して保持するには、第１保持部材６の第２位置決め面６ｅに接触面１３を接触させて位置決めし、第２保持部材９の第５位置決め面９ｅに接触面１４を接触させて位置決めした後、クラッド層４ｂの一方側端部を第１保持部材７に、またクラッド層４ｂの他方側端部を第２保持部材１２にそれぞれ接着等によって取り付ける。
【００３４】
（光伝送装置１の動作）
次に、本実施の形態に係る光伝送装置１の動作を説明する。光送信装置２の発光素子５がドライバ（図示せず）からの駆動信号を入力すると、この駆動信号に基づいて光信号を光導波路４の光路変換面４０ａに向けて出力する。発光素子５から出力された光信号は、光路変換面４０ａで反射してコア層４ａを伝播して光路変換面４１ａに到達し、光路変換面４１ａで反射して光受信装置３の発光素子８に受光される。受光素子８は、受光した光信号を電気信号に変換してアンプ（図示せず）に出力する。
【００３５】
（光導波路の変形例）
図７（ａ）〜（ｄ）は、光導波路４の端部の変形例を示す要部斜視図である。光導波路４の端部に、図７（ａ）〜（ｃ）に示すような切り欠き１５〜１７を設けてもよい。また、光導波路４の端部に、図７（ｄ）に示すように突起１８を設けてもよい。この場合、第１保持部材６及び第２保持部材９には、光路変換面４０ａ，４１ａの接触を回避し、かつ接触面１３，１４（接触面１４は図７に図示せず）を接触させて光導波路４を位置決めする位置決め面が設けられる。
【００３６】
（第１保持部材の変形例）
図８は、第１保持部材の変形例を示す斜視図である。本実施の形態においては、第１保持部材６に光導波路４に沿う２方向のうち一方向に発光素子５を位置決めし、第２保持部材９に光導波路４の沿う２方向のうち他方向に受光素子８を位置決めする場合、すなわち発光素子５及び受光素子８を互いに反対の方向に位置決めする場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、発光素子５及び受光素子８を互いに反対の方向に位置決めするとともに、発光素子５及び受光素子８の各位置きめ方向と直交する方向に位置決めしてもよい。この場合、図８に示すように、第１保持部材６及び第２保持部材９には、保持面６ｃ，９ｃ内において第１位置決め面６ｄ，第４位置決め面９ｄに直交する第３位置決め面６ｆ，９ｆ（第３位置決め面６ｆのみ図示）が設けられている。
【００３７】
［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送装置の全体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図１０は、本実施の形態の第１保持部材の斜視図である。図１１は、本実施の形態の第２保持部材の斜視図である。
なお、第１の実施の形態と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
第１の実施の形態では、光路変換面を光導波路に設けたが、本実施の形態は、光路変換面を第１保持部材６及び第２保持部材９に設けたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００３９】
本実施の形態の光導波路４は、図９に示すように、両端面に光路変換面を有しておらず、コア層４ａと、コア層４ａを覆うクラッド層４ｂとを有する。
【００４０】
第１保持部材６は、図９及び図１０に示すように、第１の実施の形態と同様のパターン形成面６ａ、素子実装面６ｂ及び保持面６ｃを有するとともに、切り欠き面（傾斜面）を含む切り欠き２２が設けられている。切り欠き面の表面には、アルミニウム等の金属膜（図示せずが着膜されて光路変換面６ｇを形成している。これにより、第１保持部材６に対するコア層４ａ（一方側端部）の接触が回避される。
【００４１】
第２保持部材９は、図９及び図１１に示すように、第１の実施の形態と同様のパターン形成面９ａ、素子実装面９ｂ及び保持面９ｃを有するとともに、切り欠き面（傾斜面）を含む切り欠き２３が設けられている。切り欠き面の表面には、アルミニウム等の金属膜（図示せず）が着膜されて光路変換面９ｇを形成している。これにより、第２保持部材１２に対するコア層４ａ（他方側端部）の接触が回避される。
【００４２】
以上、本発明の光伝送装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００４３】
（１）各実施の形態では、光導波路４（コア層４ａ）の光路変換面４０ａ，４１ａが４５°ミラー面で形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の角度をもつミラー面で光導波路のコア層を形成してもよい。また、コア層の光路変換面には、Ａｌ（アルミニウム），Ａｕ（金），Ａｇ（銀），Ｔｉ（チタン）等の金属膜を形成してもよい。
【００４４】
（２）各実施の形態では、一方の光デバイスに発光素子５を、また他方の光デバイスに受光素子８をそれぞれ用いて一方向通信が行われる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、一方の光デバイスに発光素子及び受光素子を、また他方の光デバイスに発光素子及び受光素子をそれぞれ用いて双方向通信を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置の全体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の底面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る第１保持部材の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る受光素子の底面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る第２保持部材の斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施の形態に係る光導波路を示し、（ａ）は、光導波路の光送信装置側の端部を示す斜視図、（ｂ）は光導波路の光受信装置側の端部を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施の形態に係る光導波路の端部の変形例を示す要部斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施の形態に係る第１保持部材の変形例を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送装置の全体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る第１保持部材を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る第２保持部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…光伝送装置、２…光送信装置、３…光受信装置、４…光導波路、４ａ…コア層、４ｂ…クラッド層、５…発光素子、５ａ…発光部、５ｂ，５ｃ…電極、６…第１保持部材、６ａ…パターン形成面、６ｂ…素子実装面、６ｃ…保持面、６ｄ…第１位置決め面、６ｅ…第２位置決め面、６ｆ…第３位置決め面、６ｇ…光路変換部、７…コンタクト部材、８…受光素子、８ａ…受光部、８ｂ，８ｃ…電極、９…第２保持部材、９ａ…パターン形成面、９ｂ…素子実装面、９ｃ…保持面、９ｄ…第４位置決め面、９ｅ…第５位置決め面、９ｇ…光路変換部、１０…コンタクト部材、１１，１２…切り欠き、１１ａ，１２ａ…切り欠き面、１３，１４…接触面、１５〜１７…切り欠き、１８…突起、２２…切り欠き、２３…切り欠き、４０ａ，４１ａ…光路変換面、６０ａ…配線パターン、６０ｂ…配線パターン、９０ａ…配線パターン、９０ｂ…配線パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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