(57)【要約】【課題】部品点数を削減し小型化を図るとともに、各光学素子が高い光結合効率を得られる光モジュールを提供する。【解決手段】使用波長の異なる少なくとも２つの光学素子が搭載された光素子搭載用基板と、光素子搭載用基板に対して二次元断面で角度θだけ傾いた状態でパッケージ内に固定された並行平板状基板を有する波長合分波器と、並行平板状基板を挟んで光素子搭載用基板と対向する位置に配置されるレンズとを有し、波長合分波器は、並行平板状基板上の第１の面に波長選択フィルタと、第１の面に対向する第２の面にミラーとを有し、第１の光学素子と波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離は、第２の光学素子と波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短く、第１の光学素子に入射、あるいは、第１の光学素子から出射する第１の光は、第２の光学素子に入射、あるいは、第２の光学素子から出射する第２の光と比して、波長合分波器内で反射される回数が多い光である。【選択図】図２
2010191231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用波長の異なる少なくとも２つの光学素子が搭載された光素子搭載用基板と、
前記光素子搭載用基板に対して二次元断面で角度θだけ傾いた状態でパッケージ内に固定された並行平板状基板を有する波長合分波器と、
前記並行平板状基板を挟んで前記光素子搭載用基板と対向する位置に配置されるレンズとを有し、
前記波長合分波器は、前記並行平板状基板上の第１の面に波長選択フィルタと、前記第１の面に対向する第２の面にミラーとを有し、前記レンズあるいは前記光学素子から出射された光が、前記波長合分波器の前記波長選択フィルタ面に非垂直な角度で入射し、前記波長選択フィルタと前記ミラーとの間を光がジグザグに多重反射していく過程で波長の異なる光を分離・重畳する光モジュールであって、
前記少なくとも２つの光学素子の中の第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離は、前記少なくとも２つの光学素子の中の第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短く、
前記第１の光学素子に入射、あるいは、前記第１の光学素子から出射する第１の光は、前記第２の光学素子に入射、あるいは、前記第２の光学素子から出射する第２の光と比して、前記波長合分波器内で反射される回数が多い光であることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記少なくとも２つの光学素子を搭載するサブマウントを有し、
前記サブマウントの厚さを変化させて、前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短くすることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記少なくとも２つの光学素子を搭載するサブマウントを有し、
前記少なくとも２つの光学素子毎に前記サブマウントを複数枚積層して、前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短くすることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記少なくとも２つの光学素子を搭載するサブマウントを有し、
前記サブマウントに搭載された前記光学素子を実装するステムに段差を設けて、前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短くすることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記少なくとも２つの光学素子を搭載するヒートシンクを有し、
前記ヒートシンクの厚さを変化させて、前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短くすることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項６】
使用波長の異なる第１ないし第３の３つの光学素子が搭載された光素子搭載用基板と、
前記光素子搭載用基板に対して二次元断面で角度θだけ傾いた状態でパッケージ内に固定された並行平板状基板を有する波長合分波器と、
前記並行平板状基板を挟んで前記光素子搭載用基板と対向する位置に配置されるレンズとを有し、
前記波長合分波器は、前記並行平板状基板上の第１の面に第１の波長選択フィルタと第２の波長選択フィルタと、前記第１の面に対向する第２の面の一部に第１のミラーと第２のミラーを有し、前記レンズあるいは前記光学素子から出射された光が、前記波長合分波器の前記波長選択フィルタ面に非垂直な角度で入射し、前記波長選択フィルタと前記ミラーとの間を光がジグザグに多重反射していく過程で波長の異なる光を分離・重畳する光モジュールであって、
前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離は、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短く、
前記第１の光学素子に入射、あるいは、前記第１の光学素子から出射する第１の光は、前記第２の光学素子に入射、あるいは、前記第２の光学素子から出射する第２の光と比して、前記波長合分波器内で反射される回数が多い光であることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
前記第１の光学素子は、前記第１の光を出射する発光素子であり、
前記第２の光学素子は、前記第２の光が入射する受光素子であり、
前記第１の光学素子から出射された前記第１の光は、前記波長合分波器の前記第１の波長選択フィルタ面に非垂直な角度で入射し、前記第１の波長選択フィルタを透過して前記レンズに入射され、
前記レンズから入射された前記第２の光は、前記波長合分波器の前記第２の面に非垂直な角度で入射し、前記第１の波長選択フィルタと前記第１のミラで複数回反射された後に前記第２の波長選択フィルタに入射し、前記第２の波長選択フィルタを透過して前記第２の光学素子に入射されることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記第３の光学素子と前記波長合分波器との間の距離が、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の距離よりも短く、
前記第２の光は、前記第３の光学素子に入射、あるいは、前記第３の光学素子から出射する第３の光と比して、前記波長合分波器内で反射される回数が多い光であることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記第３の光学素子は、前記第３の光が入射する受光素子であり、
前記レンズから入射された前記第３の光は、前記波長合分波器の前記第２の面に非垂直な角度で入射し、前記第１の波長選択フィルタと前記第１のミラで複数回反射され、前記第２の波長選択フィルタに入射した後、前記前記第２の波長選択フィルタと前記第２のミラーとで反射して前記第３の光学素子に入射されることを特徴とする請求項８に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記第１ないし第３の光学素子を搭載するサブマウントを有し、
前記サブマウントの厚さを変化させて、前記第１ないし第３の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を異ならせたことを特徴とする請求項９に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記第１のミラーは、前記第１の波長選択フィルタで構成され、
前記第２のミラーは、前記第２の波長選択フィルタで構成されることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに係り、特に、複数の波長の光を合波して送信する多波長光送信モジュール、複数の波長が合波された光を分波して受信する光受信モジュール、及び一つのモジュールで送信・受信を行う双方向光送受信モジュールの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年情報通信分野において、光を用いて大容量のデータを高速でやりとりする通信トラフィックの整備が急速に行われつつある。中でも特にインターネットの爆発的な普及に伴うアクセス回線のブロードバンド化が加速しており、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスの顕著な市場立ち上がりが見られる。
ＦＴＴＨの光伝送方式の中で、現在需要が増えてきているのが、複数の加入者で１本のファイバを共有するＰＯＮ（(passive optical network）方式である。同方式では収容局から１本のファイバで送信されてきたデータを、スプリッタで１６本から３２本のファイバへ分岐し、各加入者宅まで分配することでファイバ敷設コストを大幅に削減可能である。
また、各加入者側には端末装置としてＯＮＵ（Optical Network Unit）が敷設され、収容局から加入者側への下り信号（波長１．５μｍ）と、加入者側から収容局への上り信号（波長１．３μｍ）を波長多重（ＷＤＭ）することにより、上りと下りの信号を同一のファイバを用いて伝送している。さらに、ＯＮＵ内には、２波長双方向光モジュールが載置されており、上り信号送信用の発光素子（ＬＤ:Laser Diode）、下り信号受信用の受光素子（ＰＤ:Photo Detector）、上り／下り信号を分離するＷＤＭフィルタで基本的に構成されている。
【０００３】
従来の光のモジュール方式を図２２に示す。図２２では、パッケージ３７８内に発光素子３７５、受光素子３７２、波長選択フィルタ３７７の各光部品を空間的に配置した一芯双方向（ＢＩＤＩ：Bi-Directional）モジュールの基本構成を示す。
本方式では、各光部品を独立に作製可能であるため、作製歩留まりを確保し易い。また、レンズ（３７１，３７４）を各々集積したＣＡＮパッケージ（３７３，３７６）に搭載された光学素子（３７５，３７２）を動作させながらファイバ３７０と光軸調芯する、所謂アクティブアライメントで光接続可能であるため、安定した光結合効率が得られる利点がある。その反面、部品点数及び加工工数が多く、小型・低コスト化に不利な事が難点である。
図２３に示すのは、下記非特許文献１に開示された一芯双方向モジュールの第２の方式の基本構成を示したものである。
本例においては、発光素子３８２、受光素子３８６、透明基板３８４上の波長選択フィルタ３８３が、一つのパッケージ３８７内に実装されている。透明基板３８４は支持部材３８５によって所定の角度に実装されている。発光素子３８２、受光素子３８６は、レンズ３８１を介して、シングルモードファイバ３８０に光学接続される。
本例の特徴は、全ての光学部品を一つのパッケージ内に実装しモジュールの小型化を図った点にある。しかしながら、発光素子３８２、受光素子３８６、波長選択フィルタ３８３を立体的に配置する必要があるのは図２２の光モジュールと同様で、小型化したゆえに高精度の実装が必要となり、調芯の工程も複雑なものとなっているという問題がある。
さらに、拡張性を考慮した場合、例えば、３波長双方向光モジュールとした場合は、光部品数及び実装面積を少なくとも約２倍する必要があり、小型・低コスト化がますます困難となる。
【０００４】
波長の拡張性と小型化・低コスト化を両立させる為には、波長合分波器をコンパクトなスペースで行うことが必要となる。コンパクトな波長合分波器として、複数のフィルタユニットを共通の平行四辺形プリズム若しくは他の光学ブロック上に搭載する方法がある。
例えば、下記特許文献１に開示の多重化デバイスにおいては、図２４に示すように波長選択フィルタ（３９７，３９８，３９９）とミラー（３９５，３９６）の各々が、その基板を通過する光の波長に対して透明な基板の所定の位置に互いに取り付けられる。出射光線３９０および入射光線３９１が伝播するファイバ３９２はロッドレンズ３９３を介して透明な基板を含む波長合分波器３９４と光学接続される。
波長合分波器中で光線は、各光学フィルタで順次、特定の波長の光は透過され、別の特定の波長の光は反射され、光はジグザクの光路を形成する。各々のフィルタでは、特定の波長の光が除去されるか若しくは付加される。
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１-１０３１１０号公報
【非特許文献１】信学技報, vol. 107, no. 7, R2007-2, pp. 7-10
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図２４に開示される構成は光学素子（４０６，４０７，４０８）と波長合分波器３９４の基板がロッドレンズ（４００，４０１，４０２）及びファイバ（４０３，４０４，４０５）を介して結合されており、部品点数が多く、小型化が難しい。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、光モジュールにおいて、部品点数を削減し小型化を図るとともに、各光学素子が高い光結合効率を得られることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）使用波長の異なる少なくとも２つの光学素子が搭載された光素子搭載用基板と、前記光素子搭載用基板に対して二次元断面で角度θだけ傾いた状態でパッケージ内に固定された並行平板状基板を有する波長合分波器と、前記並行平板状基板を挟んで前記光素子搭載用基板と対向する位置に配置されるレンズとを有し、前記波長合分波器は、前記並行平板状基板上の第１の面に波長選択フィルタと、前記第１の面に対向する第２の面にミラーとを有し、前記レンズあるいは前記光学素子から出射された光が、前記波長合分波器の前記波長選択フィルタ面に非垂直な角度で入射し、前記波長選択フィルタと前記ミラーとの間を光がジグザグに多重反射していく過程で波長の異なる光を分離・重畳する光モジュールであって、前記少なくとも２つの光学素子の中の第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離は、前記少なくとも２つの光学素子の中の第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短く、前記第１の光学素子に入射、あるいは、前記第１の光学素子から出射する第１の光は、前記第２の光学素子に入射、あるいは、前記第２の光学素子から出射する第２の光と比して、前記波長合分波器内で反射される回数が多い光である。
【０００８】
（２）（１）において、前記少なくとも２つの光学素子を搭載するサブマウントを有し、前記サブマウントの厚さを変化させて、前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短くする。
（３）（１）において、前記少なくとも２つの光学素子を搭載するサブマウントを有し、前記少なくとも２つの光学素子毎に前記サブマウントを複数枚積層して、前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短くする。
（４）（１）において、前記少なくとも２つの光学素子を搭載するサブマウントを有し、前記サブマウントに搭載された前記光学素子を実装するステムに段差を設けて、前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短くする。
（５）（１）において、前記少なくとも２つの光学素子を搭載するヒートシンクを有し、前記ヒートシンクの厚さを変化させて、前記第１の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離を、前記第２の光学素子と前記波長合分波器との間の光の進行方向に沿った距離よりも短くする。
【発明の効果】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の光モジュールによれば、部品点数を削減し小型化を図るとともに、各光学素子が高い光結合効率を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１の３波長双方向光送受信モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の光モジュールの作用を説明する図である。
【図３】部品点数を削減し小型化を図った光モジュールの一例の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３に示す光モジュールの作用を説明した図である。
【図５】図３に示す光モジュールの光学配置を等価的に表した図である。
【図６】図５に示す光学配置の場合の、結合効率、集光点と素子実装位置の光路差ΔＤとの関係の一例を示したグラフである。
【図７】本発明の実施例１の効果を説明するためのグラフである。
【図８】本発明の実施例２の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例３の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図９−１】本発明の実施例３の光モジュールの実装状態を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施例４の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例５の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例６の２波長双方向光送受信モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施例７である本発明を用いてピグテール付光モジュールを構成した場合の断面図である。
【図１４】本発明の実施例８の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施例８の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施例９の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施例１０の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施例１１の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施例１２の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施例１３の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施例１４の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図２２】従来の光モジュールの一例の概略構成を示す断面図である。
【図２３】従来の光モジュールの他の例の概略構成を示す断面図である。
【図２４】従来技術の波長合分波器の基本構成を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［部品点数を削減し小型化を図った光モジュールの一例］
部品点数を削減し小型化を図った光モジュールの構成として、図３に示す構成が想定される。図３の構成においては、ＣＡＮステム１０上に、複数の光学素子（１１，１２，１３）（より具体的には、発光素子１１と受光素子（１２，１３））が搭載されたサブマウント１４が実装されている。また、典型的には透明基板の表裏面に波長選択フィルタ及びミラーを搭載した波長合分波器２がＣＡＮパッケージ３内に装着されている。
波長合分波器２は、サブマウント１４の一の面に対して、光学素子実装面とフィルタ表面とがそれぞれ非平行な角度（θ≠１８０度）となるように、ＣＡＮパッケージ３内に実装されている。
ＣＡＮパッケージ３の内面には波長合分波器２と光学素子搭載基板１が非平行に実装するための例えば凹凸を設ける。ＣＡＮステム１０上には互いに使用波長の異なる光学素子が所定の位置に実装されている。
波長合分波器２は、平行な一対の対向面を持つ使用する光の波長に対して透明な材料でできた所定の厚さの基板を支持基板とし、一対の平行な面の一方には少なくとも一種類の波長選択フィルタを、他の面には波長選択フィルタで選択されなかった波長の光を反射するためのミラーを設ける。この際これらのフィルタ及びミラーには光が入出射する為の窓を設ける。
【００１２】
図３に示す構成の光モジュールの作用を図４を用いて説明する。
発光素子１１から出射されたλ１の波長の光は、第１の波長選択フィルタ６に到達する。第１の波長選択フィルタ６はλ１の波長を透過させるので、λ１の波長の光は、第１の波長選択フィルタ６を透過し、パッケージレンズ４を介して外部の光ファイバ（図示せず）に入射する。ここで、λ１の波長の光が第１の波長選択フィルタ６を透過し、透明基板で屈折し光路を平行移動し、パッケージレンズ４を介して外部の光ファイバ（図示せず）に入射するように、発光素子１１と光ファイバとが光学的に接続される。それと共に、光ファイバから出射されたλ１、λ２の波長の光が、それぞれ所定の受光素子（１２，１３）に入射するように、光ファイバと受光素子（１２，１３）とが光学的に接続される。
光ファイバから出射されたλ２とλ３の波長が合波した光は、透明基板５に入射し、屈折を受けた後、第１の波長選択フィルタ６に到達する。λ２，λ３の波長の光は反射されて、対向する第１のミラー８に到達する。第１のミラー８で反射された光は第１の波長選択フィルタ６の面上の最初の入射位置とは別の位置に入射する。最も素朴な設計では、第１のミラー８で一回反射された光は、第２の波長選択フィルタ７に入射する構成となるが、本構成では第１のミラー８からの反射光は再び第１の波長選択フィルタ６上へと入射し、第１の波長選択フィルタ６と第１のミラー８の間をもう一往復させる設計としている。
【００１３】
第１の波長選択フィルタ６と第１のミラー８との間を二往復した光は、第２の波長選択フィルタ７に入射する。ここで、λ２の波長の光と、λ３の波長の光とが分離され、λ２の波長の光は、第２の波長選択フィルタ７を透過し屈折を受けて、受光素子１２に垂直に入射する。
一方、λ３の波長の光は、第２の波長選択フィルタ７で反射されて第２のミラー９へと入射する。第２のミラー９で反射された光はフィルタのない界面（但し、ＡＲコート有）を透過し、受光素子１３に入射する。
以上説明したように、波長合分波器２を構成する２つの平面がファイバからの入射光および発光素子１１の光軸と、垂直でない角度で実装されていることにより、波長選択フィルタアレイ及びミラーアレイに光が斜めに入射し、各フィルタと光軸の交点で特定の波長の光が除去あるいは付加される。即ち、前記２つの平面と、波長合分波器２に入射する光の光軸とが９０度以外の角度、即ち、直交しない角度となるように、サブマウント１４の表面に対して前記２つの平面を角度θ１だけ傾けて、波長合分波器２をＣＡＮステム１０またはＣＡＮパッケージ３に対して取り付ける。なお、図３、図４は断面図であり、前記角度θ１の値は紙面奥行き方向に変わらないことを原則とする。
【００１４】
図５は、図３、図４で示す光モジュールの光学系と等価な光学系を模式的に示した図である。図５に示すように、レンズに近いほうから、光学素子１１、光学素子１２、光学素子１３が、光路に沿って直列に配置される。レンズからの光学的な距離が互いに異なる三つの素子を、単一の非球面レンズを介して、シングルモードファイバと光学的な結合を取る。図に示されるようにレンズの集光点に位置するのは、三素子中の一素子で他の素子は最適な結合が得られる位置から一定の光学距離（ΔＤ）だけずれた位置に置かれるので、その分結合効率の低下が生じる。
ガウスビームの結合効率ηは、ファイバ位置での集光点の光軸方向のズレをΔＬ、ビームウェストの半径をｗ、波長をλとして、下記（１）式で与えられる。
【００１５】
【数１】
2010191231.tif 000003
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （１）
【００１６】
図６は、前述の（１）式中のΔＬを素子実装位置と集光点の光学距離ΔＤに換算して、ｗ＝５μｍの場合の結合効率をプロットした図である。
ΔＤが増大するにつれ結合効率が急速に劣化する様子が表されている。図３、４のモジュール構成においては、集光点から各素子の光路差に起因する結合効率の低下を如何に抑制するかが設計の課題となる。
図５に示される光学配置において、結合効率を改善するためには図５に示されるように、ΔＤの値が小さくなるように実装すればよい。図３、図４に記載のモジュール形態に即して具体的に記述するなら、図１、図２に記載のごとく、入射する光の波長合分波器内での多重反射を回数が多い側の素子を、波長合分波器２に近づけて実装することで、ΔＤを小さくすることができる。
図２の構成に於いて、素子の表面をフィルタに近づけた距離をｑとすると光学素子１１と光学素子１２の光学距離の差ΔＤは、下記（２）式で与えられる。
【００１７】
【数２】
2010191231.tif 000004
・・・・・・・・・・・・・・・  （２）
つまり、素子表面をフィルタに近づけた距離分だけ光路差は小さくなる。このとき図６のグラフ中に示すように、結合効率が改善する。
このように、図１、図２の構造により、１本の光ファイバで複数の波長の光を伝送する、波長多重光伝送や１芯双方向光伝送の端末機として用いられる光モジュールに関して、部品点数削減と小型化を実現する光モジュールであって、波長選択フィルタが組み込まれ、光に進行方向に非垂直実装された並行平板透明基板を用いる光モジュールに於いて、部品点数を削減し小型化を図るとともに、各光学素子が高い光結合効率を得ることが可能となる。
【００１８】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の光モジュールの概略構成を示す断面図である。図１は、本発明を、３波長を用いた双方向光送受信モジュールのいわゆる光トリプレクサーと呼ばれるモジュールに応用した例である。
図１は、ＣＡＮパッケージに実装した例で、発光素子１１と受光素子（１２，１３）を搭載したＬＤサブマウント１４、ＰＤサブマウント１５がＣＡＮステム１０上に実装され、波長合分波器２はＣＡＮパッケージ３に実装され、トリプレクサー光モジュール１を構成している。ＬＤサブマウント１４の厚さは１００μｍとし、ＰＤサブマウント１５の厚さは５００μｍとした。
図７は、ＬＤサブマウント１４とＰＤサブマウント１５の厚さの差と、ＬＤの結合効率の関係を示した図である。
ＬＤサブマント１４とＰＤサブマウント１５が同じ厚さ（すなわち差が０μｍ）の場合、結合効率が−８ｄＢであるのに対し、本実施例の構造のように、ＬＤサブマント１４とＰＤサブマウント１５の厚さを４００μｍとすることにより、結合効率が−３ｄＢに改善することができる。
光学素子（１１，１２，１３）の使用波長は、それぞれ（λ１，λ２，λ３）であり、波長の長短関係はλ１＜λ２＜λ３である。但し、波長の大小関係はこれに限定されるものではない。光学素子は、図１上で、使用波長の短いほうから長いほうに並べた。
【００１９】
ＣＡＮパッケージ３内部には波長合分波器の実装を可能とするための凹凸が設けられている。但し、ＣＡＮパッケージ３内部に波長合分波器が固定できれば十分である。固定の手段は問わない。よって、凹凸を設けることは必須ではなく、凹凸ではなくて、例えば、波長合分波器とパッケージ部材とが嵌合できるように、例えば、パッケージ部材に切り込みが設けられていてもよい。あるいはパッケージ部材は、凹凸と切り込みの両方を備えていてもよい。
波長合分波器２は透明基板５を支持基板とし、一方の面に第１の波長選択フィルタ６と第２の波長選択フィルタ７を隣接して実装し、この面と平行な対向する面に第１のミラー８と第２のミラー９が実装されている。
波長合分波器２の実装は、ＣＡＮキャップの凹凸への外形合わせで行い、ＵＶ硬化樹脂で接着した。ガラス基板の材質はＢＫ７で厚みは１１３６μｍとした。ガラス基板は平面に対する角度が２０°となるように実装されており、図２中のｚ、即ち多重反射のピッチの平面上への射影は５００μｍである。
【００２０】
波長選択フィルタはＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２からなる誘電体多層膜で構成されている。第１の波長選択フィルタ６はλ１＜λｔｈ＜λ２の分離波長λｔｈを持ち、このλｔｈより短波長の光を透過し、長波長の光を反射する性質をもつフィルタ（いわゆるショートパスフィルタ）とした。第２の波長選択フィルタ７は、分離波長がλ２＜λｔｈ＜λ３のショートパスフィルタとした。
第１のミラー８は第１の波長選択フィルタ６と同じものを用い、第２のミラー９には第２の波長選択フィルタ７と同じものを用いた。
光学素子集積化基板上の光発素子１１にはマイクロレンズを集積した垂直出射型ＬＤを用いた。発光素子１１には端面出射型ＬＤを用いることも可能であるが、実装上の簡便さから垂直出射型が望ましく、光結合の容易さや部品点数削減の観点からレンズ集積型が望ましい。
同様の理由で受光素子（１２，１３）も面入射型が望ましい。アンプやコンデンサもＣＡＮ内に実装されるが、それらは通常の場合と同様なので図示していない。
透明基板５の材質は使用する波長に対して透明であれば良く限定されるものではないが、安価で加工精度の良いものが望ましい。この条件を満たすものとして本例ではＢＫ７を用いたが、他のガラス材料、誘電体、半導体を用いてももちろんよい。
【００２１】
本構成例の動作を説明する。発光素子１１から出射されたλ１の波長の光は、第１の波長選択フィルタ６に到達する。λ１の波長の光は、第１の波長選択フィルタ６を透過し、透明基板５で屈折し光路を平行移動し、パッケージレンズ４を介して外部の光ファイバと光接続される。
一方、光ファイバから出射されたλ２とλ３の波長が合波した光は、透明基板５に入射し、屈折を受けた後、第１の波長選択フィルタ６に到達する。λ２，λ３の波長の光は反射されて、対向する第１のミラー８に到達する。第１のミラー８は第１の波長選択フィルタ６と同じものなので、λ２，λ３の波長の光は再度反射される。ここで、ミラー８に第１の波長選択フィルタ６と同じものを用いたのは、λ１の波長の光に対する阻止能を向上させる為である。
発光素子１１から出射されたλ１の波長の光は、レンズ４の表面やファイバ端面その他の場所でわずかに反射され、戻り光となって再び入射する。このλ１の波長の戻り光はわずかな光量であっても、受光素子（１２，１３）に入射するとノイズになる。λ１の波長の戻り光は第１の波長選択フィルタ６を透過するが、わずかな量が反射される。そこで第１のミラー８でもう一度透過させ、更に光量を減らしている。
以上のような理由で、本実施例では、第１のミラー８に第１の波長選択フィルタ６と同じものを用いているが、波長分離の仕様が厳しくない場合は、通常の波長依存性のないミラーを用いて十分である。
【００２２】
第１のミラー８で反射された光は再びフィルタ面へと入射する。最も素朴な設計では、第１のミラー８で一回反射された光は、第２の波長選択フィルタ７に入射する構成となるが、本構成では第１のミラー８からの反射光は再び第１の波長選択フィルタ６上へと入射し、第１の波長選択フィルタ６と第１のミラー８の間をもう一往復させる設計としている。
これは、発光素子１１と受光素子１２の間隔を多重反射のピッチの射影より大きくするためである。高速で駆動する発光素子は、受光素子側に対するノイズ源（これを電気的クロストークと呼ぶ）となる恐れがあるためである。電気的クロストークその他特段の理由がない場合は、ガラス基板内の多重反射のピッチと素子の実装ピッチを一致させて反射回数を最小にする構成が望ましい。
第１の波長選択フィルタ６と第１のミラー８との間を二往復した光は、第２の波長選択フィルタ７に入射する。ここで波長λ２の光と波長λ３の光とが分離され、λ２の波長の光は、第２の波長選択フィルタ７を透過し屈折を受けて、受光素子１２に垂直に入射する。
一方、λ３の波長の光は反射されて第２のミラー９へと入射する。第２のミラー９には、第１のミラー８の場合と同様の理由で、第２の波長選択フィルタ７と同じ誘電体多層フィルタを用いる。第２のミラー９で反射された光はフィルタのない界面（但しＡＲコート有）を透過し、受光素子１３に入射する。
【００２３】
［実施例２］
図８は、本発明の実施例２の光モジュールの概略構成を示す断面図である。
本実施例は、光学素子毎に別体にサブマウントを用いて、各サブマウントの厚さを違えたものである。
図８に示されるように、発光素子１１は、厚さｔ１のＬＤサブマウント１４に、第１の受光素子１２は、厚さｔ２のＰＤサブマウント１５に、第２の受光素子１３は、厚さｔ３のＰＤサブマウント１６にそれぞれ搭載されている。このときサブマウントの厚さの関係はｔ１＜ｔ２＜ｔ３とし、光路差を短縮している。
【００２４】
［実施例３］
図９は、本発明の実施例３の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例では、３つの光学素子のサブマウントを共通化した、発光素子１１、受光素子（１２，１３）に共通な共通サブマウント１９を用いた。共通サブマウント１９は、図９に示されるように階段構造になっており、素子表面の高さを変える機能をもつ。本実施例では、二段階の階段構造としたが、三段階にすることも可能である。
本実施例のように、共通サブマウント１９を用いることにより、前述の実施例２のように、光学素子毎、個別にサブマント（図８の１６，１７，１８）を用いる場合に比して、位置合わせが一回で済むので製造工程が容易となる。
この図９の断面図で示した光モジュールの平面構造を説明するため、図９−１にＣＡＮステム１０上の部品レイアウトの鳥瞰図を示す。この図９−１に示すように、一般に、受光素子１３からの出力信号が入力されるアンプとして機能する半導体ＩＣチップがＣＡＮキャップ内に実装される。本実施例では、半導体チップＩＣを、共通サブマウント１９とは別体のチップ用のサブマウント１９−１上に実装した。このとき、チップ用サブマウント１９−１の厚さは、共通サブマウント１９の受光素子１３が搭載される領域の厚さとほぼ同じ厚さとした。このような厚みの半導体チップ用のサブマウント１９−１を採用することで、受光素子１３と半導体チップＩＣとの間を接続するボンティングワイヤ（ＢＷ）の長さを短くできるので、発光素子１１に入力される信号の配線、受光素子１２から出力される出力信号の配線、電源やグランドの配線との間で生じる電気的な干渉を抑制できている。図９−１では、共通サブマウント１９と半導体チップサブマウント１９−１とを配線で繋いでいるのでこの両者の高さをあわせたが、例えば、半導体ＩＣチップに直接配線する場合には、共通サブマウント１９と半導体ＩＣチップの表面の高さが同じになるように、サブマウント１９−１の厚さを調整し、ＢＷの長さを短くする。この部品レイアウトは、共通サブマウント１９を発光素子１１が搭載された厚さの薄い搭載領域と、受光素子（１２、１３）が搭載された厚さの厚い搭載領域の間で２つに分離した状態とすることで、他の実施例にも適用できることはいうまでもない。
なお、図９−１において、ＴＬＰは端子ピンである。また、実際は、ＣＡＮステム１０は所定の厚みがあるが、図９−１では、太線で表している。
【００２５】
［実施例４］
図１０は、本発明の実施例４の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例では、受光素子（１２，１３）を搭載したＰＤサブマウントを、二段重ねることにより、高さを変えている。素子搭載の手順は、最初にＰＤサブマント１５に受光素子（１２，１３）を搭載する。次にステム１０上に土台となるサブマウント２０を実装する。次に土台サブマウント２０上に受光素子（１２，１３）搭載済みのＰＤサブマウント１５を実装する。
【００２６】
［実施例５］
図１１は、本発明の実施例５の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例では、段差付ＣＡＮステム２１を用いて、光学素子１１より、受光素子（１２，１３）の表面が波長合分波器２に近づくようにしている。
図１１に記載の構造では、ステムの一部が座ぐられており、その部分に発光素子１１をＬＤサブマウント１４ごとはめ込む形で実装する形態になっているが、例えば、受光素子部分が高くなっている構造など、他の形態でも同様の効果が得られる。
【００２７】
［実施例６］
図１２は、本発明の実施例６の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例は、本発明を２波長一芯双方向（ＢＩＤＩ：Bi-Directional）モジュールに応用した構成例である。
図１２に示されるようにＢＩＤＩモジュール４０は、ＣＡＮステム３０と波長合分波器２２とＣＡＮパッケージ２３から構成される点で、前述の実施例１と同様である。但し、ＢＩＤＩモジュールでは、上り一波長、下り一波長の計二波長で送受信を行うので、光学素子は発光素子３１と受光素子３２のみである。図１２に示されるように、ＰＤサブマウント３４の厚さをＬＤサブマウント３３より厚くしており、発光素子３１の高結合効率化を図っている。
【００２８】
［実施例７］
図１３は、本発明の実施例７の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例は、本発明をファイバ付きの所謂ピグテイル型のモジュールに応用した例である。図１３に示されるように、同軸方モジュール筐体５１に、前述の実施例１のトリプレクサー光モジュール１が実装され、更にフェルール付きファイバ５２が実装されている。
本実施例では、ピグテイル型モジュールの例を示したが、同様の構成で、レセクタブル型モジュールも構成可能である。
【００２９】
［実施例８］
図１４、図１５は、本発明の実施例８の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例のモジュールは光学素子のみを予め一つのパッケージにまとめ、これと波長合分波器を別のパッケージに実装したのが特徴である。
本モジュールの構成は、図１４に示すように、平面型パッケージ１１０に、光学素子搭載ＣＡＮパッケージ１０１と、波長合分波器１０２とレンズ１０３とシングルモードファイバ１０４が実装されている。
光学素子搭載ＣＡＮパッケージ１０１の構成は図１５に示す通りで、発光素子１１３がＬＤサブマウント１１６に、受光素子（１１４，１１５）がＬＤサブマウント１１６より厚いＰＤサブマウント１１７に搭載されており、ＬＤサブマウント１１６、ＰＤサブマウント１１７はＣＡＮステム１１８に実装されている。
本実施例では、平面型パッケージの例を示したが、平面型以外のモジュール筐体、例えば同軸型のパッケージを用いてもよい。
【００３０】
［実施例９］
図１６は、本発明の実施例９の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例は平面型パッケージに実装しトリプレクサーモジュールを構成した例である。図１６に示すように、トリプレクサーモジュールの構成は、平面型パッケージ１３７に、発光素子１２６を搭載したＬＤサブマウント１２９と、受光素子（１２７，１２８）を搭載したＰＤサブマウント１３０と、波長合分波器１２２、レンズ１２３、シングルモードファイバ１２４が実装されている。
図１６に示すように、本実施例では、光学素子を表面実装したＬＤサブマウント１２９、ＰＤサブマウント１３０を、平面型パッケージの底面から垂直に屹立する形態で実装する。その際に、図に示すようにＰＤサブマウント１３０が、ＬＤサブマウント１２９よりも波長合分波器１２２に近づくように実装する。
平面型パッケージとしては、例えばバタフライ型パッケージを用いても良い。図１６に示した形態では３波長対応になっているが、更に波長数を増やしても比較的容易に対応できるのが本実施例の特徴である。
【００３１】
［実施例１０］
図１７は、本発明の実施例１０である光モジュールの概略構成を示す断面図である。図１７は、本発明を、ＲＧＢの三原色の光源を用いた光送信モジュールに応用した例である。
図１７は、ＣＡＮパッケージ２０１に実装した例で、青・緑・赤の発光素子（２１１，２１２，２１３）を搭載したヒートシンク２１４がＣＡＮステム２１０上に実装され、波長合分波器２０２はＣＡＮパッケージ２０３に実装されている。
図１７に示されるように、光路差を小さくするために、ヒートシンク２１４上の発光素子（２１１，２１２，２１３）は、出射する光の波長合分波器２０２内での距離が長い素子ほど、波長合分波器２０２に近づけて実装されている。発光素子の直上にはレンズ２１５が実装されている。
各発光素子（２１１，２１２，２１３）の発光波長は、青（例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍ程度）、緑（例えば５００  ｎｍ〜５８０ｎｍ程度）、赤（例えば５８０ｎｍ〜７５０ｎｍ程度）のそれぞれの色に対応するものとする。
青色発光素子２１１にはＧａＮ基板上に形成されたＩｎＧａＮを活性層とする半導体レーザを用いることができる。緑色発光素子２１２としては、ＧａＮ基板上に形成されたＩｎＧａＮを活性層とする半導体レーザ、又はＺｎＳｅ基板上に形成されたＺｎＣｄＳｅを活性層とする半導体レーザを用いることができる。赤色発光素子２１３としては、ＧａＡｓ基板上に形成されたＩｎＧａＰ又はＩｎＧａＡｌＰ量子井戸を活性層とする半導体レーザを用いることができる。
【００３２】
これらの各レーザ素子は、ヒートシンク２１４に所定の間隔でジャンクションダウン実装されている。このとき、青、緑、赤と発光波長の短いものから長いものへと図１７上で左から順に並べた。
ＣＡＮパッケージ２０３内部には波長合分波器２０２の実装を可能とするための凹凸が設けられている。波長合分波器２０２は透明ガラス基板２０５を支持基板とし、一方の面に第１の波長選択フィルタ２０６と第２の波長選択フィルタ２０７を隣接して実装し、この面と平行な対向する面にミラー２０８が実装されている。
波長合分波器の実装は、ＣＡＮキャップの凹凸への外形合わせで行い、ＵＶ硬化樹脂で接着した。ガラス基板の材質はＢＫ７で厚みは１１３６μｍとした。ガラス基板は平面に対する角度が２０°となるように実装されており、多重反射のピッチの平面上への射影は５００μｍである。
波長選択フィルタはＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２とからなる誘電体多層膜で構成されている。第１の波長選択フィルタ２０６は青色の光を透過し、緑・赤の光を反射する性質をもつフィルタ（いわゆるショートパスフィルタ）とした。
第２の波長選択フィルタ２０７は、青・緑の光を透過し、赤の光を反射するショートパスフィルタとした。
ミラー２０８には、緑・赤の波長の光を反射するＴａ２Ｏ５／ＳｉＯ２多層膜を用いたが、アルミ等の金属を用いることもできる。
【００３３】
レンズ２１５は、サブマウントガラス基板上に三つのレンズが作りつけられた構造となっている。三つのレンズはそれぞれレーザ光源（２１１，２１２，２１３）からの出射光の広がり角を抑える機能を持つよう設計した。
透明基板２０５、レンズ２１５の材質は使用する波長に対して透明であれば良く限定されるものではないが、安価で加工精度の良いものが望ましい。この条件を満たすものとして本例ではＢＫ７を用いたが、他のガラス材料、誘電体、半導体を用いてももちろんよい。
具体的には、発光素子（半導体発光素子）２１３から出射した赤色の光は、波長合分波器２０２に到達する。波長合分波器２は光軸に対して非垂直な角度に実装されているので、光は屈折率差で決まる一定の屈折を受けた後、波長合分波器２０２内を伝播し、ミラー２０８で反射され、第２の波長選択フィルタ２０７に到達する。第２の波長選択フィルタ２０７の直下には、緑色の光を出射する発光素子（半導体発光素子）２１２が実装されている。第２の波長選択フィルタ２０７は赤色の光を反射し、緑色の光を透過する性質を持つので、赤色の光と緑色の光は合波され同一の光軸で波長合分波器２０２内を伝播する。この合波光が第１の波長選択フィルタ２０６に到達した際には、同様の仕組みで青色の光が合波され、最終的に、赤青緑の三原色の光が合波されてモジュール外に出射される。赤・青・緑のそれぞれの発光素子の発光強度は各素子に接続されている駆動回路によって制御できる。
【００３４】
［実施例１１］
図１８は、本発明の実施例１１の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例は、多波長受信モジュールを構成した例である。受光素子（２２１，２２２，２２３）が搭載されたＬＤサブマウント（２２４，２２５，２２６）がＣＡＮステム２１０上に実装されている。
本光モジュールの動作は以下の通りである。レンズ２０４を介してλ１、λ２、λ３の三つの波長が多重化された光が入射する。波長合分波器２０２に到達した光束は、屈折率差で決まる一定の屈折を受けた後、波長合分波器２０２内を伝播し、第１の波長選択フィルタ２０６に到達する。第１の波長選択フィルタ２０６は、λ１の波長の光を透過し、λ２とλ３の波長の光を反射する性質をもつ。従って、λ１の波長の光は第１の波長選択フィルタ２０６を透過し、受光素子２２１に到達し、光信号は電気信号に変換される。
第１の波長選択フィルタ２０６で反射されたλ２、λ３の波長の光はミラー２０８でもう一度反射され、第２の波長選択フィルタ２０７に到達する。第２の波長選択フィルタ２０７はλ２の波長の光を透過し、λ３の波長の光を反射する性質をもつ。第２の波長選択フィルタ２０７を透過したλ２の波長の光は受光素子２２２に入射する。一方、λ３の波長の光はミラー２０８で今一度反射を受け、最終的に受光素子２２３に入射する。
サブマウントの厚さは、反射回数が最も多いλ３の波長の光が入射する受光素子２２３用のＬＤサブマウント２２６が最も厚く、λ２の波長の光が入射する受光素子２２２用のＬＤサブマウント２２５が次に厚く、反射しないλ１の波長の光が入射する受光素子２２１用のＬＤサブマウント２２４が最も薄い。
【００３５】
［実施例１２］
図１９、２０は、本発明の実施例１２の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本モジュールは三種類の波長を合波し送信する光モジュールであり、発光素子のみを予め一つのパッケージにまとめ、これと波長合分波器を別のパッケージに実装している。
本モジュールの構成は、図１９に示すように、平面型パッケージ２６０に、光学素子搭載ＣＡＮパッケージ２５１と、波長合分波器２５２とレンズ２５３とシングルモードファイバ２５４が実装されている。
光学素子搭載ＣＡＮパッケージ２５１は、素子が搭載されたＣＡＮステム２６３とレンズ２６１付のＣＡＮキャップ２６２から構成される。ＣＡＮステム２６３上には、ヒートシンク２６４が作り込まれており、その上に、２６５、２６６、２６７の発光素子が高さを変えて搭載されている。
本実施例では、平面型パッケージの例を示したが、平面型以外のモジュール筐体、例えば、同軸型のパッケージを用いてもよい。
【００３６】
［実施例１３］
図２１は、本発明の実施例１３の光モジュールの概略構成を示す断面図である。本モジュールは三種類の波長を合波し送信する光モジュールであり、平面型パッケージ３１７に、３０７、３０８、３０９の三種類の発光素子と、各発光素子に対応した第１のレンズ３１０と、波長合分波器３０２と、レンズ３０３と、シングルモードファイバ３０５が実装されている。発光素子（３０７，３０８，３０９）は、サブマウント３０６上に実装されている。
図２１に示した実施例では、３波長対応になっているが、更に波長数を増やしても比較的容易に対応ででるのが本実施例の特徴である。
以上説明したように、前述の各実施例によれば、複数の波長の光を合波して送信する光送信モジュール、あるいは合波された光を波長ごとに分波して受信する光受信モジュール、あるいは一芯双方向光送受信モジュールに関して、低損失な光学特性及び高信頼性を保ちつつ、光部品数、実装工程数を大幅削減すると同時に、各光学素子の高い結合効率が実現可能な光モジュールを提供することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３７】
１  トリプレクサー光モジュール
２，２２，１０２，１２２，２０２，２５２，３０２，３９４  波長合分波器
３，２３，１１２，２０３，２６２，３７３，３７６  ＣＡＮパッケージ
４，２４，１０３，１１１，１２３，２０４，２１５，２５３，２６１，２６８，３０３，３１０，３７１，３７４，３８１  レンズ
５，２５，１０５，２０５  透明基板（ガラス基板）
６，７，２６，１０６，１０７，２０６，２０７，３７７，３８３，３９７，３９８，３９９  波長選択フィルタ
８，９，２７、１０８，１０９，２０８，３９５，３９６  ミラー
１０，３０，１１８，２１０，２６３  ＣＡＮステム
１１，３１，１１３，１２６，２６５，２６６，２６７，３０７，３０８，３０９，３７５，３８２  発光素子
１２，１３，３２，１１４，１１５，１２７，１２８，２２１，２２２，２２３，３７２，３８６  受光素子
１４，１５，１６，１７，１８，３３，３４，１１６，１１７，１２９，１３０，２２４，２２５，２２６，３０６  サブマウント
１９  共通サブマント
１９−１  半導体チップ用のサブマント
２０  土台サブマウント
２１  段差付ＣＡＮステム
４０  ＢＩＤＩモジュール
５１  ピグテイルモジュール筐体
５２，１０４，１２４，２５４，３０５，３７０，３８０  シングルモードファイバ
１０１，２５１  光学素子搭載ＣＡＮパッケージ
１１０  パッケージ
１２１  平面型トリプレクサーモジュール
１３７，２６０，３１７  平面型パッケージ
２０１  ＲＧＢ３波長送信モジュール
２１１  青色発光素子
２１２  緑色発光素子
２１３  赤色発光素子
２１４，２６４  ヒートシンク
３０１  平面型光送信モジュール
３７８，３８７  一芯双方向光モジュールのパッケージ
３８４  透明基板
３８５  支持部材
３９０  出射光
３９１  入射光
３９２，４０３，４０４，４０５  ファイバ
３９３，４００，４０１，４０２  ロッドレンズ
４０６，４０７，４０８  半導体発光素子あるいは受光素子
ＷＢ  ワイヤ
ＩＣ  半導体チップ
ＴＬＰ  端子ピン
【図１】
2010191231.tif 000005
【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９−１】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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