(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面に凸レンズが成形された透光性基板の表面に光電素子が設けられ、該光電素子に入出力される光が、前記透光性基板を透して前記凸レンズとの間で送受される光通信モジュールであって、
前記凸レンズと光学的に結合されて前記透光性基板の表面に設けられ、前記透光性基板の内部を通して、前記凸レンズから前記光電素子へ、又は、前記光電素子から前記凸レンズへ、光を反射により導く反射部を備え、
前記光電素子は、前記透光性基板の表面に沿って光を送受すると共に、前記透光性基板の内部、前記反射部及び前記凸レンズを通じて光を送受するようにしてあり、
前記透光性基板は、内部を通る光が略平行光となるよう前記凸レンズ及び前記反射部が形成されていること
を特徴とする光通信モジュール。
【請求項２】
前記凸レンズは、前記透光性基板の裏面に一体成形され、
前記凸レンズの光軸と交差するよう、前記透光性基板の表面に設けられた凸部を備え、
前記光電素子は、前記透光性基板の表面に前記凸部と並設され、前記凸部と光学的に結合されており、
前記凸部は、前記光電素子及び前記凸部の一方からの光を他方に向かって反射させる前記反射部をなすこと
を特徴とする請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記光電素子が、電気信号から光信号への変換を行う発光素子である場合、
前記凸部は、前記光電素子から発光された光を、前記透光性基板の表面と略平行となるよう屈折し、屈折した光を前記裏面に向かって反射させるように成形されていること
を特徴とする請求項２に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記光電素子は、前記凸部を通じて前記凸レンズとの間で光の送受を行うようにしてあること
を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記凸部及び凸レンズは、少なくとも一部が互いに対向してあり、前記凸部及び凸レンズの一方から入射し、前記透光性基板を通してそれぞれ他方へ到達する光が略平行光となるように形成されていること
を特徴とする請求項４に記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記凸レンズを囲んで前記透光性基板に突設され、内部に光通信用の通信線を嵌合する筒部を備え、
前記光電素子は、前記筒部の内部、前記凸部及び前記凸レンズを通して光信号の送受を行うようにしてあること
を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光通信モジュール。
【請求項７】
前記透光性基板は、前記光電素子と、前記凸部との間に凹部が成形されてあること
を特徴とする請求項１から請求項６の何れか一つに記載の光通信モジュール。
【請求項８】
表面及び裏面に凸レンズが成形された透光性基板の前記表面に光電素子が設けられ、該光電素子に入出力される光が、前記透光性基板を透して前記凸レンズとの間で送受される光通信モジュールであって、
前記透光性基板の表面に成形された第１凸レンズと、
前記透光性基板の裏面に成形された第２凸レンズと、
前記透光性基板の裏面に形成された凹部の底に平面方向に対して傾斜して設けられ、前記第１凸レンズの光軸と交差している反射面を有する第１反射部と、
前記透光性基板の裏面に形成された凹部の底に設けられ、前記平面方向で前記第１反射部の反射面と対向し、かつ、前記平面方向に対して前記第１反射部の反射面と反対方向へ傾斜している反射面を有する第２反射部と、
前記透光性基板の前記表面に突設され、前記第２反射部の反射面と同方向に傾斜し、法線方向に対して対向している反射面を有する第３反射部と、
前記透光性基板の前記表面に傾斜して突設され、前記第２凸レンズの光軸と交差している反射面を有する第４反射部と、
前記第３及び第４反射部の反射面の一方から他方へ到達する光の光路上に設けられた光学素子と
を備え、
前記第３及び第４反射部の一方の反射光が他方への入射光となるようにしてあり、
前記光電素子に係る光は、前記第１及び第２凸レンズの一方から、前記第１、第２、第３及び第４反射部を通じて他方に到達するようにしてあり、
前記透光性基板は、内部を通る光が略平行光となるよう前記第１凸レンズ、前記第２凸レンズ、前記第１反射部及び前記第２反射部が形成されていること
を特徴とする光通信モジュール。
【請求項９】
前記第１及び第２凸レンズは、光軸が前記平面方向と直交するように成形され、
前記第１、第２、第３及び第４反射部それぞれの反射面は、前記平面方向に対して略４５度に傾斜してあること
を特徴とする請求項８に記載の光通信モジュール。
【請求項１０】
前記第２凸レンズは、前記平面方向に沿って前記第１及び第２反射部の反射面と交差する一直線と、前記平面方向で平行な直線上に成形され、
前記第３及び第４反射部の反射面は、前記直線方向に沿って互いに反対方向に傾斜しており、
互いに対向するように前記透光性基板の前記表面に突設され、直線方向に沿って、一方が前記第３反射部の反射面に、他方が前記第４反射部の反射面に並べて配された一対の反射面をさらに備えており、
前記一対の反射面は、前記第３又は第４反射部の反射面の反射光を対となる反射面に向けて反射させ、かつ、対となる反射面の反射光を前記第３又は第４反射面に向けて反射させるようにしてあること
を特徴とする請求項８又は請求項９に記載の光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信を行うためのレーザダイオード及び／又はフォトダイオード等の光電素子をパッケージ化した光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバなどを利用した光通信が広く普及している。光通信は、電気信号をレーザダイオードなどの光電素子にて光信号に変換し、光ファイバを介して光信号を送受信し、受信した光信号をフォトダイオードなどの光電素子が電気信号に変換することによって行われる。このため、レーザダイオード及び／又はフォトダイオード等の光電素子を、場合によっては光電素子を動作させるための周辺回路素子と共に、１つのパッケージとして構成した光通信モジュールが広く用いられている。この光通信モジュールは、ＯＳＡ（Optical Sub-Assembly）と呼ばれている。近年では、光通信及び光通信モジュールに関する種々の発明がなされている。【０００３】
例えば特許文献１においては、受光用の第１フォトダイオード及び遮光された第２フォトダイオードの出力を差動アンプにそれぞれ利得調整アンプを介して入力すると共に、光パワーを検出する光パワー検出部の出力端子及び利得調整アンプの利得調整端子の間にローパスフィルタを介在させる構成とすることによって、高速で広いダイナミックレンジを必要とする通信に適用可能な光検出器が提案されている。【０００４】
また特許文献２においては、信号受信用のフォトダイオード、光レベル検出用のフォトダイオード、受信した信号を増幅する信号増幅部及びこの信号増幅部へ供給されるバイアス電流を制御するバイアス電流制御部を１つの基板上に形成し、光レベル検出用のフォトダイオードから出力される信号電流が所定の基準値以上となった場合に、バイアス電流制御部が信号増幅部を動作させる構成とすることにより、動作電流・電圧の大きさを必要に応じた量に制御でき、消費電力を低減することができる光受信装置が提案されている。またこの光受信装置は、信号受信用のフォトダイオードが信号光の拡がりよりも小さい略円形の光感応領域を有し、光レベル検出用のフォトダイオードが信号受信用のフォトダイオードの光感応領域を取り囲む光感応領域を有する構成とすることによって、信号光を効率よく検出でき、受信能力を向上することができる。【０００５】
上記の特許文献１及び２に係る発明は、光電素子の周辺回路に関するものであり、周辺回路の改良により光通信の通信能力向上を図るものである。特許文献１及び２に係る発明では、光電素子及び周辺回路が搭載された基板をリードフレームに固定して透明な樹脂によって樹脂封止してモールド部を形成し、モールド部の表面に半球状のレンズ部を設けた構成の光通信モジュールを用いている。この光通信モジュールは、レンズ部が光ファイバの出射端に対向するように配される。【０００６】
また、特許文献３においては、光信号を送信又は受信する光電素子と、これを固定するためのステムと、光電素子をカバーするためのキャップと、光電素子に電気信号を印加又は光電素子からの電気信号を伝送する複数本のリードとを備え、ステム及びキャップにて構成されるパッケージ内に位置する所定のリードの一端に平面部を設け、この平面部に、一端が光電素子に接続され他端がリードに接続される電気回路部品を設けた構成とすることにより、高周波特性が優れ、小型化できる光−電気変換モジュールが提案されている。【０００７】
特許文献４においては、光源及び／又は光検出器を内蔵し、光信号を通す開口が形成された第１面及びその反対側の第２面を有する第１パッケージと、回路基板などの挿入物を収容する開口が形成され、第１パッケージの第２面に垂直に設けられた第２パッケージと、第１パッケージ及び第２パッケージを機械的に接続し、第１パッケージの光源及び／又は光検出器を第２パッケージの開口内に露出する接点に電気的に接続するリードフレームとを備え、回路基板などの挿入物を第２パッケージに機械的に接続し、且つ、開口内の接点に電気的に接続することにより、回路基板などに搭載された回路素子が光源及び／又は光検出器を動作させることができる光デバイスモジュールが提案されている。また、この光デバイスモジュールでは、第１パッケージにはレンズを保持したレンズブロックが固定され、レンズブロックに形成された開口に光ファイバが嵌合される。【０００８】
特許文献５においては、光サブアセンブリを光通信モジュールのＰＣＢ（Printed Circuit Board）に接続するためのリードフレームコネクタの製造方法が提案されている。この方法においては、導電性リボンに導電部の形状を刻印し、この導電部を必要に応じて曲げると共に、オープンリール方式によって射出成形プロセスを通して導電部を絶縁するケースを成形し、その後、導電性リボンを切断して単一のリードフレームコネクタとする。１つのケースに入れられた複数の導電部は、その接続部分をケースに形成された穴を通して打ち抜くことにより、電気的に分離することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−４０９７６号公報
【特許文献２】国際公開第０１／０１５３４８号パンフレット
【特許文献３】特開２００５−１６７１８９号公報
【特許文献４】米国特許第７４５５４６３号明細書
【特許文献５】米国特許第７３７０４１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の光通信モジュールは、光電素子（及び周辺回路）をリードフレームなどに搭載し、光電素子及びリードフレームを透明な樹脂などで樹脂封止した構成のものが多く、更には樹脂によりレンズを一体的に成形する場合が多い。このような構成では、樹脂の成形精度が低い場合、レンズと光電素子との位置にズレが生じ、光通信の精度が低下するという問題がある。また、樹脂封止の際に光電素子が高温環境にさらされるため、光電素子の耐熱性能を考慮して樹脂を選択する必要があり、樹脂の選択の幅が狭いという問題がある。このため、成形の精度を高めることができる樹脂を用いることによって上記の問題を解決することは難しい。【００１１】
また、光通信を行うための光ファイバは、光が通るコアと、その周囲を覆って光を閉じ込めるクラッドとで構成されている。光ファイバは、石英ガラスのコアを高強度プラスチックのクラッドで覆ったＨＰＣＦ（Hard Polymer Clad Fiber）、コア及びクラッドを石英ガラスで構成したＡＧＦ（All silica Glass Fiber）等のように、コア及びクラッドの材質により種々のものがあり、通信速度及びコスト等を考慮して選択される。比較的に低速な光通信に用いられるＨＰＣＦはコアの直径が２００μｍ程度であり、高速な光通信に用いられるＡＧＦはコアの直径が数μｍ〜数十μｍ程度である。これに対してレーザダイオードの発光部分のサイズは数μｍ〜十数μｍ程度であり、フォトダイオードの受光部分のサイズは数十μｍ程度である。このため、コアの直径が小さいＡＧＦは、レーザダイオードの発光部分又はフォトダイオードの受光部分に対して位置合わせを行う必要がある。【００１２】
特許文献１に記載の発明は、光電素子を樹脂封止してモールド部を形成し、モールド部の表面にレンズ部を設ける構成であるため、樹脂によるレンズ部の成形精度が低い場合には、光電素子とレンズ部との位置にズレが生じ、光通信の精度を低下させる虞がある。また特許文献１の発明は、レンズ部に対して光ファイバの出射端を対向させるように光通信モジュールを配設する必要があり、これらの位置決めは、別部材に形成された溝部に光ファイバ及び通信モジュールをそれぞれ挿入することによって行われる。しかしながら、高速な光通信用の光ファイバ（ＡＧＦなど）を用いる場合、通信モジュールのモールド部の形状精度及び通信モジュールを挿入する溝部が形成された部材の形状精度等の問題から、通信モジュール及び光ファイバを別部材の溝部に挿入するのみで位置決めを完了させることは難しく、光ファイバとレンズ部との位置合わせが必要である。【００１３】
また、電気信号を光信号に変換するレーザダイオードなどの光電素子には、搭載された基板に対して垂直に光が出る構成の光電素子のみでなく、基板に対して平行な方向に光が出る、いわゆる端面発光型の光電素子等があり、端面発光型の光電素子を搭載する場合であっても精度のよい通信を行うことができる光通信モジュールが求められる。【００１４】
また、光通信装置が双方向通信を行うためには、光電素子としてフォトダイオードなどの受光素子と、レーザダイオードなどの発光素子とを備える必要がある。このため、受光素子及び発光素子の両光電素子を備え、光信号の送受信を行うことができる光通信モジュールが求められる。このような光通信モジュールを用いることによって、光通信装置を小型化することができる。【００１５】
特許文献１及び２に係る発明は、光電素子としてフォトダイオードを用いる受信用のものであり、光信号を送信する光通信モジュールについては言及されておらず、複数の光電素子を搭載する構成についても言及されていない。また特許文献３に係る発明は、送信又は受信のいずれかを行う１つの光電素子を備える構成であり、複数の光電素子を搭載する構成については言及されていない。【００１６】
特許文献４に記載の光デバイスモジュールは、第１パッケージに光源及び光検出器の両光電素子を内蔵する構成であり、光信号の送受信を行うことができる。しかしながら特許文献４の光デバイスモジュールは、光源及び光検出器が第１パッケージに形成された２つの開口内にそれぞれ配置され、第１パッケージに固定されるレンズブロックに設けられた２つのレンズを通して光源及び光検出器がそれぞれ光信号の送受を行う構成であるため、２つの光電素子間の距離を狭めることは容易でなく、レンズブロックの２つのレンズ間の距離を狭めることは容易でない。よって、特許文献４に記載の光デバイスモジュールは小型化が容易ではないという欠点がある。【００１７】
特許文献５に記載のリードフレームコネクタは、１つの光電素子と回路基板とを接続するために用いられるものである。よって、受光素子及び発光素子の両光電素子を光通信装置が備えるためには、リードフレームコネクタを２つ用いて各光電素子を回路基板に接続する必要があり、小型化は容易ではない。【００１８】
また、光通信には、光電素子と光ファイバとの間の光を変調する外部変調方式などがあるが、この場合、光電素子と光ファイバとの間に外部変調で使用される変調器などを光通信モジュール内に設ける必要がある。しかしながら、レンズ部に対して光ファイバの出射端を対向させる特許文献１の発明では、変調器などを光通信モジュール内に設けることはできない。さらに、光学素子に対して光電素子及び光ファイバを精度よく調芯接続しない場合には、通信性能が悪化するおそれがある。【００１９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、端面発光型の光電素子を搭載した場合に、光通信の精度が低下することを防止できる光通信モジュールを提供することにある。【００２０】
また本発明の他の目的とするところは、複数の光電素子を備える場合であっても、光電素子それぞれに係る光を入出力する複数のレンズ間の距離を狭めることで小型化することができる光通信モジュールを提供することにある。【００２１】
また本発明の他の目的とするところは、通信性能が悪化することなく、変調器又は光学フィルタなどの光学素子を容易に設けることができる光通信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る光通信モジュールは、裏面に凸レンズが成形された透光性基板の表面に光電素子が設けられ、該光電素子に入出力される光が、前記透光性基板を透して前記凸レンズとの間で送受される光通信モジュールであって、前記凸レンズと光学的に結合されて前記透光性基板の表面に設けられ、前記透光性基板の内部を通して、前記凸レンズから前記光電素子へ、又は、前記光電素子から前記凸レンズへ、光を反射により導く反射部を備え、前記光電素子は、前記透光性基板の表面に沿って光を送受すると共に、前記透光性基板の内部、前記反射部及び前記凸レンズを通じて光を送受するようにしてあり、前記透光性基板は、内部を通る光が略平行光となるよう前記凸レンズ及び前記反射部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、光通信モジュールが備える透光性基板の表面に設けられた光電素子は、透光性基板の内部及び反射部を通して、透光性基板の表面又は裏面の凸レンズとの間で光を送受する。
これにより、例えば光電素子が透光性基板の表面に沿って光を送受する所謂端面発光型の場合であっても、光電素子が出射した光を、反射部で反射させて透光性基板内を裏面に向かって透過させ、透光性基板の凸レンズへ導くことができる。
また例えば、複数の光電素子を搭載し、ノイズの影響が及ばないよう光電素子を離間させる場合であっても、反射部にて光を反射させて各光電素子に対応する凸レンズとの間の光の送受を行うことができ、複数の光電素子に対応する複数の凸レンズ間の距離を狭めることができる。
また例えば、発光素子が発し、透光性基板の内部を通過した光を、透光性基板の表面（又は裏面）より上側（又は下側）に出射させ、反射部で反射して凸レンズにて光ファイバなどへ集光することができる。これにより、光電素子の光を透光性基板の表面上側（裏面下側）に出射させ、変調器又はフィルタなどの光学素子を、透光性基板の表面（又は裏面）に設けることで、光電素子からの出力光に対して変調などを施すことができる。【００２４】
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記凸レンズが、前記透光性基板の裏面に一体成形され、前記凸レンズの光軸と交差するよう、前記透光性基板の表面に設けられた凸部を備え、前記光電素子は、前記透光性基板の表面に前記凸部と並設され、前記凸部と光学的に結合されており、前記凸部は、前記光電素子及び前記凸部の一方からの光を他方に向かって反射させる前記反射部をなすことを特徴とする。【００２５】
本発明においては、透光性基板の表面に光電素子と反射を行う凸部（反射部）とを並設し、凸部を通じて、光電素子と裏面との間で光の送受が行われるようにしてある。例えば光電素子を発光素子とした場合、光電素子が出射した光は、凸部で反射して透光性基板内を裏面に向かって透過し、透光性基板の裏面凸レンズで反射した光を略平行光に変換することができる。このように、光電素子が透光性基板の表面に沿って光を送受する所謂端面発光型の場合であっても、光電素子から透光性基板の裏面に略全ての光を略平行光として出射させることができるため、光通信の精度が低下することを防止できる。【００２６】
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記光電素子が、電気信号から光信号への変換を行う発光素子である場合、前記凸部は、前記光電素子から発光された光を、前記透光性基板の表面と略平行となるよう屈折し、屈折した光を前記裏面に向かって反射させるように成形されていることを特徴とする。【００２７】
本発明のおいては、屈折及び反射を一つの凸部で行うことで、凸部を透光性基板に複数設ける必要がないため、光通信モジュールの小型化を実現できる。【００２８】
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記光電素子が、前記凸部を通じて前記凸レンズとの間で光の送受を行うようにしてあることを特徴とする。【００２９】
本発明においては、光電素子が出射した光は、凸部を通じて透光性基板内を裏面に向かって透過し、透光性基板の裏面に設けられた凸レンズに到達する。その後、略平行光は凸レンズにて光ファイバなどへ集光することができる。このように、光電素子から透光性基板を通じて出射される光を略平行光とし、その略平行光を光ファイバなどへ集光させることで、光通信の光を安定させることができるため、光通信の精度が低下することを防止できる。【００３０】
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記凸部及び凸レンズが、少なくとも一部が互いに対向してあり、前記凸部及び凸レンズの一方から入射し、前記透光性基板を通してそれぞれ他方へ到達する光が略平行光となるように形成されていることを特徴とする。【００３１】
本発明のおいては、凸部及び凸レンズは、一方から入射して他方へ到達する光、即ち透光性基板内を透過する光が平行光となるように、その形状を決定して形成する。これにより、凸部及び凸レンズの中心にズレが生じた場合であっても、一方から入射して他方から出射する光を光電素子又は光ファイバへ集光することができるため、通信精度が悪化することがない。【００３２】
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記凸レンズを囲んで前記透光性基板に突設され、内部に光通信用の通信線を嵌合する筒部を備え、前記光電素子は、前記筒部の内部、前記凸部及び前記凸レンズを通して光信号の送受を行うようにしてあることを特徴とする。【００３３】
本発明においては、透光性基板には裏面の凸レンズを囲んで筒部を設ける。この筒部の内部には光ファイバなどの通信線を嵌合させることができる構成とし、筒部内と凸レンズ及び凸部を通して、光電素子及び通信線の間で光信号の送受を行う構成とする。これにより、光電素子は筒部に嵌合された通信線へ光を出射することができ、又は、通信線からの光を受光することができる。筒部を精度よく成形することによって、通信線を筒部に嵌合させるのみで光電素子との位置を合わせることが可能となり、光通信モジュールと通信線との接続を容易化でき、通信精度を高めることができる。【００３４】
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光性基板が、前記光電素子と、前記凸部との間に凹部が成形されてあることを特徴とする。【００３５】
本発明においては、光電素子から拡がった光が出射された場合に、凸部と光電素子との間の透光性基板の表面で反射し、その光が凸部に入射されることで、通信精度が悪化することを防止できる。【００４６】
また、本発明に係る光通信モジュールは、表面及び裏面に凸レンズが成形された透光性基板の前記表面に光電素子が設けられ、該光電素子に入出力される光が、前記透光性基板を透して前記凸レンズとの間で送受される光通信モジュールであって、前記透光性基板の表面に成形された第１凸レンズと、前記透光性基板の裏面に成形された第２凸レンズと、前記透光性基板の裏面に形成された凹部の底に平面方向に対して傾斜して設けられ、前記第１凸レンズの光軸と交差している反射面を有する第１反射部と、前記透光性基板の裏面に形成された凹部の底に設けられ、前記平面方向で前記第１反射部の反射面と対向し、かつ、前記平面方向に対して前記第１反射部の反射面と反対方向へ傾斜している反射面を有する第２反射部と、前記透光性基板の前記表面に突設され、前記第２反射部の反射面と同方向に傾斜し、法線方向に対して対向している反射面を有する第３反射部と、前記透光性基板の前記表面に傾斜して突設され、前記第２凸レンズの光軸と交差している反射面を有する第４反射部と、前記第３及び第４反射部の反射面の一方から他方へ到達する光の光路上に設けられた光学素子とを備え、前記第３及び第４反射部の一方の反射光が他方への入射光となるようにしてあり、前記光電素子に係る光は、前記第１及び第２凸レンズの一方から、前記第１、第２、第３及び第４反射部を通じて他方に到達するようにしてあり、前記透光性基板は、内部を通る光が略平行光となるよう前記第１凸レンズ、前記第２凸レンズ、前記第１反射部及び前記第２反射部が形成されていることを特徴とする。
【００４７】
本発明においては、光通信モジュールが備える透光性基板の表裏面には、第１及び第２凸レンズが成形されており、また表面には、第１凸レンズと光学的に結合された光電素子が第１凸レンズと並設されている。そして光電素子が発光（又は受光）する光は、透光性基板を通して第１及び第２凸レンズの間で送受される。この透光性基板の内部には、第１凸レンズの光軸と交差する第１反射部の反射面（第１反射面）と、第１反射面と反対方向へ傾斜して対向している第２反射部の反射面（第２反射面）とが並べて設けられている。また透光性基板の表面には、第２反射面と同方向に傾斜して対向している第３反射部の反射面（第３反射面）と、第２凸レンズの光軸と交差し、表面に対して傾斜している第４反射部の反射面（第４反射面）とが突設されており、第３及び第４反射面の一方の反射光が他方への入射光となるようにしてある。【００４８】
この構成において、例えば光電素子が発光素子の場合、発光素子が発した光は、第１凸レンズにて略平行光に変換されて第１反射面に到達し、第１反射面で第２反射面の方向に反射する。反射した光は、第２反射面でさらに反射して第３反射面に向かう。第３反射面は表面に突設されているため、第３反射面に到達した光は、第３反射面で反射して透光性基板の表面より上側に出射される。表面より上側に出射された光は、第４反射面で反射して、第２凸レンズに向かって透光性基板内を透過し、第２凸レンズにて光ファイバなどへ集光することができる。すなわち、発光素子から発せられ、透光性基板の裏面に向かって透過する平行光は、第１及び第２反射面によって方向転換され、表面側に向かって透過する。そして、第３反射面により表面より上側に出射され、第４反射面により再び透光性基板内を裏面に向かって透過する。【００４９】
このように、第１凸レンズから第２凸レンズに向かう光を平行光にして、透光性基板の表面上側に出射させ、変調器又はフィルタなどの光学素子を、透光性基板の表面に設けることで、光電素子からの出力光に対して変調などを施すことができる。また光学素子を平行光に対して調芯して、透光性基板の表面に設置することで、光学素子と光電素子及び光ファイバとの調芯接続を容易、かつ精度よく行うことができる。その結果、通信精度が悪化することを防止できる。【００５０】
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記第１及び第２凸レンズが、光軸が前記平面方向と直交するように成形され、前記第１、第２、第３及び第４反射部それぞれの反射面は、前記平面方向に対して略４５度に傾斜してあることを特徴とする。【００５１】
本発明においては、第１及び第２凸レンズは光軸が平面方向と直交し、第１、第２、第３及び第４反射面それぞれは、平面方向に対して略４５度に傾斜してある。この構成により、例えば光電素子が出射した光が第１凸レンズにて略平行光に変換された場合、第１凸レンズから各反射面を通して第２凸レンズへ略平行光を入射することができ、光通信の精度を高めることができる。【００５２】
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記第２凸レンズが、前記平面方向に沿って前記第１及び第２反射部の反射面と交差する一直線と、前記平面方向で平行な直線上に成形され、前記第３及び第４反射部の反射面は、前記直線方向に沿って互いに反対方向に傾斜しており、互いに対向するように前記透光性基板の前記表面に突設され、直線方向に沿って、一方が前記第３反射部の反射面に、他方が前記第４反射部の反射面に並べて配された一対の反射面をさらに備えており、前記一対の反射面は、前記第３又は第４反射部の反射面の反射光を対となる反射面に向けて反射させ、かつ、対となる反射面の反射光を前記第３又は第４反射面に向けて反射させるようにしてあることを特徴とする。【００５３】
本発明においては、第２凸レンズが、平面方向に沿って第１及び第２反射面と交差する一直線と、平面方向で平行な直線上に成形されている。すなわち、第３反射面及び第４反射面それぞれは、入射光（又は反射光）の光軸が、平面方向と平行となり、そして直線方向に沿って互いに反対方向に傾斜してある。この第３及び第４反射面の間には、互いに対向する一対の反射面が設けてある。この一対の反射面は、第３又は第４反射面の反射光を対となる反射面に向けて反射させ、かつ、対となる反射面の反射光を前記第３又は第４反射面に向けて反射させるようにしてある。この構成により、第３及び第４反射面で反射した光は、２段階に直線的に屈折して他方に入射される。これにより、第３及び第４反射面の間で送受される光の光路距離を長くすることができるため、第３及び第４反射面の間により多くの変調器などの光学素子を設けることができる。【００５５】
本発明においては、第３及び第４反射面の間に変調器などの光学素子を設けている。これにより、発光素子から発せられ光を変調等して集光ファイバなどに集光できるため、外部変調器で変調する外部変調方式の光通信モジュールとすることができる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明による場合は、透光性基板に搭載された光電素子が、透光性基板の内部及び反射部を介して、透光性基板に設けられた凸レンズとの間で光を送受する構成とすることにより、端面発光型の光電素子を用いた精度のよい光通信モジュールを実現でき、複数の光電素子を搭載した小型の光通信モジュールを実現でき、光学素子を容易に設けることができる光通信モジュールを実現できる。【００５７】
また本発明による場合は、光電素子が透光性基板の表面に沿って光を送受する所謂端面発光型の場合であっても、光電素子から透光性基板の裏面に略全ての光を略平行光として出射させることができるため、光通信の精度が低下することを防止できる。また、表裏面に凸レンズ（凸部）が一体成形されている場合、凸レンズ（凸部）のいずれから入射した光であっても、間の透光性基板を透過する際には平行光とすることができるため、透光性基板の表裏面を異なる金型で成形し、２つの金型の位置ズレにより、透光保持部の一側のレンズと反対側のレンズとの中心にズレが生じた場合であっても、表面の凸部から出射した光を光電素子に集光することができ、又は裏面の凸レンズから出射した光を光ファイバに集光することができる。よって、本発明の光通信モジュールは、２つの凸レンズ（凸部）の位置精度が悪化した場合であっても、通信精度が悪化することがない。【００５８】
また、複数の光電素子を設ける場合、電気信号に起因して生じるクロストークによって発生したノイズの影響が及ばないよう光電素子を離間させる必要があり、光通信モジュールが大型化する。そこで、本発明は、上述のように、反射部を設けて、光を屈折させることで、第２及び第３凸レンズの間の距離を狭めることができる。これにより、第２及び第３凸レンズに接続する２本の光ファイバの距離を近づける（ピッチを小さくする）ことができるため、光通信モジュールを小型化することができる。光ファイバ間のピッチを小さくすることで、例えば２本の光ファイバを１本の光ケーブルに束ねた場合、その光ケーブル、及びケーブル途中の中継コネクタなどのコストを下げることができる。【００５９】
また本発明による場合は、第１凸レンズから第２凸レンズに向かう光を平行光にして、透光性基板の表面上側に出射させることができ、変調器又はフィルタなどの光学素子を、透光性基板の表面に設けることで、光電素子からの出力光に対して変調などを施すことができる。また光学素子を平行光に対して調芯して、透光性基板の表面に設置することで、光学素子と光電素子及び光ファイバとの調芯接続を容易、かつ精度よく行うことができる。その結果、通信精度が悪化することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光通信モジュールに備えられる導電板の構成を示す模式的平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光通信モジュールが備える第１レンズ及び第２レンズの構成を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例に係る光通信モジュールの第１レンズの構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールの構成を示す模式的平面図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールに備えられるフォトダイオード及びレーザダイオードの構成を示す模式図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールに備えられるフォトダイオード及びレーザダイオードの構成を示す模式図である。
【図７Ｃ】本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールに備えられるフォトダイオード及びレーザダイオードの構成を示す模式図である。
【図８】フォトダイオード及びレーザダイオードと、光ファイバとの間で送受される光を説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施の形態２の変形例に係る光通信モジュールの構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態２の変形例に係る光通信モジュールの構成を示す模式的平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。
【図１２】図１１に示す光通信モジュールの平面図である。
【図１３】レーザダイオードと光ファイバとの間で送受される光を説明するための模式図である。
【図１４】レーザダイオードと光ファイバとの間で送受される光を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。図において１は、レーザダイオード（光電素子）２０をパッケージに封入したＯＳＡであり、本発明に係る光通信モジュールに相当する。ＯＳＡ１は、光ファイバ（通信線）９が連結され、電気信号を変換した光信号を、この光ファイバ９を介して他の装置へ出力する光通信のための部品である。
【００６２】
ＯＳＡ１は、平面視が略正方形をなす板状で、光を透過する合成樹脂により成形されているベース（透光性基板）１０を備えており、ベース１０の一側の面（図１において上側の面（表面）、以下では単に上面という）にレーザダイオード（光電素子）２０が接続され、反対側の面（図１において下側の面（裏面）、以下では単に下面という）に光ファイバ（通信線）９を連結するための筒部１１が設けられている。ベース１０の上面には、周縁部分の一周に亘って周壁部１２が設けてあり、ベース１０の上面と周壁部１２とにより、レーザダイオード２０を収容する凹所１２ａが構成されている。
【００６３】
レーザダイオード２０は、端面発光レーザであって、平面視が略正方形をなす板状を有している。レーザダイオード２０は、側面に発光部があり、下面には一又は複数の接続端子部２１が設けられている。接続端子部２１は、レーザダイオード２０の電気信号を入出力するための端子であり、且つ、半田又は導電性接着剤等を介して導電板３０への接続を行うためのものである。本実施の形態においては、レーザダイオード２０の上面に別の接続端子部（図示せず）を設ける構成とし、上面の接続端子部と導電板３０とを金属製のワイヤ３５にて電気的に接続する構成とする。
【００６４】
なお例えば、レーザダイオード２０の下面に２つの接続端子部を設ける構成としてもよい。この場合、各接続端子部は、略長方形とし、発光部を間にして配設することができる。また例えば、電気信号を入出力するための２つの接続端子部の他に、電気信号の入出力を行わず半田又は導電性接着剤等による接続を行うためのみのダミーの接続端子部を設ける構成としてもよい。この場合、４つの接続端子部は、レーザダイオード２０の下面の四隅にそれぞれ配設することができる。
【００６５】
ＯＳＡ１のベース１０には金属製の導電板３０が、その一面が凹所１２ａ内に露出するように埋め込まれて保持されている。導電板３０は、凹所１２ａ内における露出部分に、レーザダイオード２０の接続端子部２１が半田又は導電性接着剤等を用いて接続され、又は、レーザダイオード２０の上面などに設けられた端子がワイヤ３５を介して接続されるものであり、レーザダイオード２０と外部との間で電気信号の授受を行うためのものである。換言すれば、導電板３０は、レーザダイオード２０を用いた送信回路において、回路の構成要素を接続する配線に相当するものである。
【００６６】
図２は、本発明の実施の形態１に係る光通信モジュールに備えられる導電板３０の構成を示す模式的平面図であり、導電板３０の上面視の形状にベース１０の外形を破線で重ねて示したものである。
【００６７】
図示の例では、ＯＳＡ１は３つの導電板３０ａ〜３０ｃを備えている。第１の導電板３０ａは、ベース１０の中央に配される略正方形の部分と、この部分からベース１０の外部へ延出する部分とを有しており、略正方形の部分の略中央には光を通す通光部として開口３１が形成されている。開口３１は、長方形状の一端部が略半円状となっている。第１の導電板３０ａは、開口３１の半円部の中心が後述するベース１０の第１レンズ（凸部、反射部）１６の中心と一致するよう、ベース１０に埋設される。開口３１の半円部は、第１レンズ１６の直径に等しいか又は若干大きくなるよう形成されている。レーザダイオード２０は、第１の導電板３０ａの開口３１の隣接部分に半田又は導電性接着剤を介してその接続端子部２１が接続される。
【００６８】
第２の導電板３０ｂは、略Ｌ字型をなしており、その一端部分がベース１０の外部へ延出するように、第１の導電板３０ａと並べて配されている。第２の導電板３０ｂは、レーザダイオード２０の上面に設けられた端子とワイヤ３５を介して接続される。第３の導電板３０ｃは、略Ｕ字型をなしており、第１の導電板３０ａを囲むように配され、その一端部分がベース１０の外部へ延出している。第３の導電板３０ｃは、例えば接地電位に接続されて、ＯＳＡ１をシールドするために用いられる。導電板３０ａ〜３０ｃのベース１０から延出した部分は、ＯＳＡ１と例えば通信装置の回路基板とを接続するための端子として用いられる。
【００６９】
また、ＯＳＡ１のベース１０には、凹所１２ａ内の上面に丸棒状の位置決め部１３が突設されている。位置決め部１３は、レーザダイオード２０を凹所１２ａ内にて導電板３０（具体的には導電板３０ａ）に接続する際の位置決めの基準をなすものであり、ベース１０に保持された導電板３０の開口３１の半円部の中心（又は後述の第１レンズ１６の中心）からの位置を高精度に定めて設けられている。レーザダイオード２０を導電板３０に接続する製造装置は、例えばカメラなどでベース１０の上面の撮影を行って位置決め部１３の位置を基準とし、位置決め部１３から所定の距離及び方向だけ離れた位置にレーザダイオード２０を接続する構成とすればよい。
【００７０】
導電板３０を保持するベース１０の上面には、導電板３０の開口３１に連なる略円形で、上側へ凸状に成形された第１レンズ（凸部、反射部）１６が設けられている。第１レンズ１６は、レーザダイオード２０と並設しており、レーザダイオード２０の側面から発せられた光が入射される。第１レンズ１６は、レーザダイオード２０から入射した光をベース１０の上面に沿って略平行となるよう屈折し、屈折した光を鉛直下方向に反射するよう構成されている。第１レンズ１６により屈折及び反射された光は、平行光として第２レンズ（凸レンズ）１５へ到達する。
【００７１】
またベース１０の上面には、第１レンズ１６とレーザダイオード２０との間に凹部１０ａが形成されている。レーザダイオード２０から出射された光は所定範囲で拡がりをもつため、第１レンズ１６とレーザダイオード２０との間に凹部１０ａを設けて、表面より凹ませることで、レーザダイオード２０から出射された光がベース１０の表面で反射し、第１レンズ１６に入射されることを回避することができる。
【００７２】
ベース１０の下面には、凸状の第２レンズ（凸レンズ）１５が設けられている。第２レンズ１５は、鉛直方向において、ベース１０の上面側に設けられた第１レンズ１６と中心が一致せず、且つ、少なくとも一部が重なるように設けられている。第２レンズ１５は、第１レンズ１６で屈折され、ベース１０を透過した光（平行光）を、第２レンズ１５の下側で保持される光ファイバ９に集光するよう構成されている。なお、第２レンズ１５は、第１レンズ１６と中心が一致していてもよい。
【００７３】
ＯＳＡ１のベース１０、周壁部１２、位置決め部１３、第２レンズ１５及び第１レンズ１６は、透光性の合成樹脂により一体成形されている。例えば、予め所望の形状に加工された導電板３０を金型内に配置し、液状の透明樹脂を流し込んで硬化させる方法、所謂射出成形によって一体成形を行うことができる。ベース１０を透光性の合成樹脂で成形することによって、導電板３０に接続されたレーザダイオード２０は、第１レンズ１６、透光性のベース１０、及び第２レンズ１５を通して外部に光を発することができる。またベース１０などを構成する透光性の合成樹脂は、レーザダイオード２０の耐熱性能などに関係なく選択することができるため、成形精度が高く、温度変化などの周辺環境による変形などが発生し難い合成樹脂を選択することができる。
【００７４】
ＯＳＡ１の筒部１１は、円筒状をなしており、ベース１０の下面に設けられた第２レンズ１５を囲むように、ベース１０の下面に接続される。筒部１１は、下端側の内径を階段状に拡径させた態様であり、内径が小さい上部分及び内径が大きい下部分を有している。筒部１１の内径が小さい上部分は、その内径が第２レンズ１５の直径に等しいか又は若干大きくなるよう形成されている。筒部１１の内径が大きい下部分は、その内径が光ファイバ９の直径に略等しくなるように形成されており、光ファイバ９を嵌合させる嵌合部１１ａを構成している。
【００７５】
筒部１１は、合成樹脂製であってもよく、金属又は木材等の他の素材で形成されるものであってもよい。また筒部１１は、図示しない接続ピンなどをベース１０の接続穴（図示せず）に挿入して固定してもよいし、接着剤などを用いて固定してもよい。
【００７６】
また、ＯＳＡ１は、ベース１０の上面側に設けられた周壁部１２の上端に接合され、凹所１２ａを封止する蓋体４０を備えている。蓋体４０は、平面視がベース１０と同じ略正方形をなす板状であり、周壁部１２の上端に例えば超音波溶接又は接着剤による接着等の方法で接合される。蓋体４０は、透光性又は非透光性のいずれであってもよく、ベース１０及び周壁部１２等と同じ素材で成形されるものであってもよく、異なる素材で成形されるものであってもよい。なお蓋体４０を接合するときに、凹所１２ａ内に窒素ガス又はドライエアー等のガスを封入してもよく、凹所１２ａ内を真空としてもよい。
【００７７】
なお、ＯＳＡ１のベース１０は、ＯＳＡ１のベース１０の上面、周壁部１２、位置決め部１３及び第１レンズ１６等を成形するための凹凸が形成された固定金型と、ベース１０の下面、第２レンズ１５等を成形するための凹凸が形成された固定金型とが用いられて成形される。まず２つの金型を上下に組み合わせて当接し、構成された凹凸の空間に透光性を有する液状の合成樹脂を流し込む。その後、合成樹脂を硬化させることによって、ベース１０、周壁部１２、位置決め部１３、第１レンズ１６及び第２レンズ１５等が一体成形される。
【００７８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る光通信モジュールが備える第１レンズ１６及び第２レンズ１５の構成を説明するための模式図である。図３では、ベース１０、第２レンズ１５、第１レンズ１６及びレーザダイオード２０のみを抜き出して模式的にその構成を図示したものである。
【００７９】
レーザダイオード２０から出射された光は、所定範囲の拡がりをもって第１レンズ１６に達する。第１レンズ１６は、レーザダイオード２０から出射された光を略平行な光に変換するように、レーザダイオード２０までの距離を考慮して、その凸面の形状が定められている。これにより、レーザダイオード２０から出射された光は、第１レンズ１６にて略平行光に変換されて透光性のベース１０内を透過し、第２レンズ１５に達する。第２レンズ１５は、ベース１０を透過した略平行光を光ファイバ９（Ａ点）に集光するように、光ファイバ９までの距離を考慮して、その凸面の形状が定められている。
【００８０】
本実施の形態では、第２レンズ１５の中心と第１レンズ１６の中心とが一致していないため、レーザダイオード２０から第１レンズ１６へ入射した光は、第１レンズ１６で略平行光に変換されてベース１０内を透過し、第２レンズ１５に達する。第２レンズ１５に達した光は光ファイバ９へ集光される。
【００８１】
即ち、第２レンズ１５及び第１レンズ１６の中心が一致しているか否かに関わらず、レーザダイオード２０から出射された光は第１レンズ１６にて略平行光に変換されてベース１０内を透過するため、第２レンズ１５に達した光は光ファイバ９へ集光される。よって、本発明のＯＳＡ１は、レーザダイオード２０が端面発光レーザであっても、レーザダイオード２０からの光を確実に光ファイバ９へ集光することができるため、ずれに伴う光通信の精度の低下を防止できる。
【００８２】
以上の構成のＯＳＡ１においては、レーザダイオード２０から出射された光を第１レンズ１６、ベース１０、第２レンズ１５、及び筒部１１の内部を通して光ファイバ９にて受光することができる。また第１レンズ１６はレーザダイオード２０からの光を略平行光に変換し、この略平行光を第２レンズ１５が光ファイバ９へ集光することができるため、第２レンズ１５及び第１レンズ１６の中心とにズレが生じていても、光ファイバ９は確実に受光できるため、光通信の精度が低下することを防止できる。
【００８３】
また、凹所１２ａに蓋体４０を接合することによりレーザダイオード２０の封止を行う構成とすることにより、蓋体４０の接合精度は低くてもよいため、容易な方法で且つ低コストにレーザダイオード２０の封止を行うことができる。また、ベース１０の上面には、凹所１２ａ内に位置決め部１３を突設することにより、位置決め部１３はベース１０と共に高精度に一体成形できることから、位置決め部１３を基準としたレーザダイオード２０の導電板３０への接続を容易且つ高精度に行うことができる。
【００８４】
またベース１０の下面には、第２レンズ１５を囲んで筒部１１を接続し、筒部１１の突端に光ファイバ９を嵌合させる構成とすることにより、筒部１１は高精度にベース１０へ接続することができることから、第２レンズ１５と光ファイバ９との位置決めを容易に且つ高精度に行うことができ、光ファイバ９は第２レンズ１５にて確実に集光することができる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、ＯＳＡ１が光電素子としてレーザダイオード２０を備えて発光を行う構成としたが、これに限るものではなく、光電素子としてフォトダイオードを備えて受光を行う構成としてもよい。また、ＯＳＡ１が凹所１２ａ内に１つの光電素子を備える構成としたが、これに限るものではなく、複数の光電素子を備える構成としてもよい。この場合、フォトダイオード及びレーザダイオードの両光電素子を搭載することによって、ＯＳＡは発光及び受光を行うことができ、光信号の送受信をおこなうことができる。また、ＯＳＡ１は、光ファイバ９に集光するための第２レンズ１５をベース１０の下面に設けず、別に集光するためのレンズを設けるようにしてもよい。この場合、ベース１０に２つのレンズを成形する必要がないため、レンズ間の位置ズレが生じることがなく、ベース１０において光通信の精度が低下することを防止できる。
【００８６】
また、図２に示した導電板３０（３０ａ〜３０ｃ）の構成は一例であってこれに限るものではない。また、レーザダイオード２０の上面の端子と導電板３０とをワイヤ３５で接続する構成としたが、これに限るものではなく、レーザダイオード２０の下面に複数の接続端子部２１が設けられている場合には、ワイヤ３５による接続を行わない構成としてもよい。
【００８７】
また、ベース１０の上面に位置決め部１３を設け、位置決め部１３を基準としてレーザダイオード２０の位置決めを行う構成としたが、これに限るものではなく、ＯＳＡ１が位置決め部１３を備えない構成であってもよく、ベース部１０の上面の他の箇所を基準としてレーザダイオード２０の位置決めを行う構成としてもよい。
【００８８】
また、ベース部１０の上面に周壁部１２を設けて凹所１２ａを構成し、凹所１２ａを蓋体４０で封止することによりレーザダイオード２０の封止を行う構成としたが、これに限るものではなく、レーザダイオード２０を樹脂封止するなど、その他の構成で封止を行ってもよい。また、凹所１２ａ内にはレーザダイオード２０のみが収容される構成としたが、これに限るものではなく、電気回路を構成するその他の回路部品（抵抗、コンデンサ、コイル又はＩＣ（Integrated Circuit）等）を凹所１２ａ内に収容する構成としてもよい。
【００８９】
（変形例）
また第１レンズ１６は略円形としたが、これに限るものではなく、レーザダイオード２０からの光をより確実に平行光に変換できる形状としてもよい。図４は、本発明の実施の形態１の変形例に係る光通信モジュールの第１レンズ１６の構成を示す模式図である。変形例に係る第１レンズ１６は、レーザダイオード２０から光を入射する入射面１６ａと、入射した光を反射する反射面１６ｂとを備えるように成形されている。入射面１６ａは、レーザダイオード２０側に凸状となる略円形に成形されており、レーザダイオード２０からの光を平行光に変換する。反射面１６ｂは、ベース１０の面に対して略４５度に傾斜するよう成形されており、入射面１６ａで変換された平行光を、鉛直下方向に反射する。この場合、光通信をより精度よく行うことができる。またこの場合、２つの固定金型を用いて成形してもよいし、第１レンズ１６の形状上、固定金型で成形できない場合には、スライド金型を用いて成形してもよい。
【００９０】
なお、変形例に係る第１レンズ１６は、入射面１６ａを備えず、入射した光を反射する反射面（凸部）１６ｂのみから構成されていてもよい。この場合、レーザダイオード２０からの光は、反射面１６ｂで第２レンズ１５に向かって反射され、第２レンズ１５は、反射面１６ｂで反射された光を略平行光に変換する。そして、ＯＳＡ１は、ベース１０とは別に、集光するためのレンズが設けられる。この構成とすることで、ベース１０に２つのレンズを成形する必要がないため、レンズの位置ズレが生じることがなく、ベース１０における光通信の精度が低下することを防止できる。
【００９１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。図６は、本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールの構成を示す模式的平面図であり、光通信モジュールの蓋体（後述する）を装着していない状態を図示してある。
【００９２】
図において２０１は、フォトダイオード（第２光電素子）２２０及びレーザダイオード（第１光電素子）２５０が封入されて１つの部品として構成されたＯＳＡであり、本発明に係る光通信モジュールに相当する。ＯＳＡ２０１は、平面視が略長方形をなす板状のベース２１０を備えており、ベース２１０は光を透過する合成樹脂により成形されている。ベース２１０は、一側の面（図５において上側の面（表面）、以下では単に上面という）にフォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０が接続され、反対側の面（図１において下側の面（裏面）、以下では単に下面という）に光ファイバ９１，９２を連結するための筒部１１が設けられている。ベース２１０の上面には、周縁部分の一周に亘って周壁部１２が設けてあり、ベース２１０の上面と周壁部１２とにより、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０を収容する凹所１２ａが構成されている。
【００９３】
図７Ａ〜図７Ｃは、本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールに備えられるフォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０の構成を示す模式図であり、それぞれの下面側の３つの構成例を図７Ａ〜図７Ｃに示したものである。なお、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０は略同じ構成であるため、レーザダイオード２５０については図７Ａ〜図７Ｃに括弧書きで符号を付してある。
【００９４】
フォトダイオード２２０（レーザダイオード２５０）は、平面視が略正方形をなす板状であり、下面の略中央には、光を検知して電気信号に変換する受光部２２（電気信号に応じて光を発する発光部５２）が設けられ、受光部２２（発光部５２）の周囲に一又は複数の接続端子部２１（５１）が設けられている。接続端子部２１（５１）は、フォトダイオード２２０（レーザダイオード２５０）の電気信号を入出力するための端子であり、且つ、半田又は導電性接着剤等を介して導電板３０への接続を行うためのものである。
【００９５】
例えば、接続端子部２１（５１）は、受光部２２（発光部５２）を囲む環状とすることができる（図７Ａ参照）。この例では、フォトダイオード２２０（レーザダイオード２５０）の下面には接続端子部２１（５１）を１つしか設けることができないが、フォトダイオード２２０（レーザダイオード２５０）は入出力の端子を２つ必要とするため、上面又は側面等に接続端子部を設ける必要がある。本実施の形態においては、フォトダイオード２２０（レーザダイオード２５０）の上面に別の接続端子部（図示は省略する）を設ける構成とし、上面の接続端子部と導電板３０とを金属製のワイヤ３６（３５）にて電気的に接続する構成とする。
【００９６】
また例えば、フォトダイオード２２０（レーザダイオード２５０）の下面に２つの接続端子部２１ａ及び２１ｂ（５１ａ及び５２ｂ）を設ける構成としてもよい（図７Ｂ参照）。この場合、各接続端子部２１ａ及び２１ｂ（５１ａ及び５１ｂ）は、略長方形とし、受光部２２（発光部５２）を間にして配設することができる。また例えば、電気信号を入出力するための２つの接続端子部２１ａ及び２１ｂ（５１ａ及び５１ｂ）の他に、電気信号の入出力を行わず半田又は導電性接着剤等による接続を行うためのみのダミーの接続端子部２１ｃ及び２１ｄ（５１ｃ及び５１ｄ）を設ける構成としてもよい（図７Ｃ参照）。この場合、４つの接続端子部２１ａ〜２１ｄ（５１ａ〜５１ｄ）は、フォトダイオード２２０（レーザダイオード２５０）の下面の四隅にそれぞれ配設することができる。
【００９７】
なお、以降の説明及び図面においては、図７Ａに示したフォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０をＯＳＡ２０１が備えるものとする。
【００９８】
また、ＯＳＡ２０１のベース２１０には金属製の導電板３０（３０ａ〜３０ｄ）が、その一面が凹所１２ａ内に露出するように埋め込まれて保持されている。導電板３０は、凹所１２ａ内における露出部分に、フォトダイオード２２０の接続端子部２１及びレーザダイオード２５０の接続端子部５１が半田又は導電性接着剤等を用いて接続され、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０の上面などに設けられた端子がワイヤ３５，３６を介して接続される。凹所１２ａ内において、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０は、電気信号に起因して生じるクロストークを回避するために、ベース１０の長手方向に離間して並べて配される。導電板３０は、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０と外部との間で電気信号の授受を行うためのものであり、換言すれば、導電板３０は、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０を用いた通信回路において、回路の構成要素を接続する配線に相当するものである。
【００９９】
実施の形態２のＯＳＡ２０１は４つの導電板３０ａ〜３０ｄを備えており、第１の導電板３０ａ及び第２の導電板３０ｂはレーザダイオード２５０に接続され、第３の導電板３０ｃ及び第４の導電板３０ｄはフォトダイオード２２０に接続される。第１の導電板３０ａ及び第３の導電板３０ｃは、ベース２１０の長手方向に並べて配され、略円形の開口３１（図５参照）が形成された略正方形の部分と、この部分からベース２１０の長辺側の外部へ延出する部分とをそれぞれ有している。開口３１の直径は、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０の下面の一辺の長さより小さく、且つ、フォトダイオード２２０の受光部２２及びレーザダイオード２５０の発光部５２の直径より大きい。レーザダイオード２５０は、第１の導電板３０ａの開口３１の周縁部分に半田又は導電性接着剤を介してその接続端子部５１が接続され、フォトダイオード２２０は、第３の導電板３０ｃの開口３１の周縁部分に半田又は導電性接着剤を介してその接続端子部２１が接続される。
【０１００】
第２の導電板３０ｂ及び第４の導電板３０ｄは、第１の導電板３０ａ及び第３の導電板３０ｃを囲むようにベース１０の周縁に沿ってそれぞれ配設され、その一端部分がベース２１０の長辺から外側へ延出している。第２の導電板３０ｂは、レーザダイオード２５０の上面に設けられた端子とワイヤ３５を介して接続され、第４の導電板３０ｄは、フォトダイオード２２０の上面に設けられた端子とワイヤ３６を介して接続される。
【０１０１】
４つの導電板３０ａ〜３０ｄは、ベース２１０の一の長辺からそれぞれ端部が延出しており、この延出部分は例えば通信装置の回路基板にＯＳＡ２０１を接続するための端子として用いられる。ＯＳＡ２０１を備える通信装置は、第１の導電板３０ａ及び第２の導電板３０ｂの間の電圧又は電流を調べることによって、光信号の受信を行うことができ、第３の導電板３０ｃ及び第４の導電板３０ｄの間に所定の電圧を印加することによって光信号の送信を行うことができる。
【０１０２】
導電板３０を保持するベース２１０には、導電板３０ａ，３０ｃそれぞれの開口３１に連なる略円形の凹部が上面に形成されており、この凹部の底部分は上側へ凸状となる第１レンズ面（第１凸レンズ）２１４及び第４レンズ面２１７が設けられている。ベース２１０に設けられたフォトダイオード２２０（レーザダイオード２５０）の受光部２２（発光部５２）の中心は、第４レンズ面２１７（第１レンズ面２１４）の中心に略一致するようになっている。
【０１０３】
ベース２１０の下面には、第４レンズ面２１７と光軸が略一致するように、下側に凸状となる第３レンズ面（第３凸レンズ）２１６が設けられている。第３レンズ面２１６の下側では、筒部１１により光ファイバ９２が保持されており、第３レンズ面２１６は、光ファイバ９２から出射された光を略平行光に変換するように成形されている。第４レンズ面２１７は、第３レンズ面２１６で変換されて透光性のベース１０内を透過した略平行光が入射され、入射された平行光をフォトダイオード２２０の受光部２２に集光するように成形されている。すなわち、光ファイバ９２から出射された光は、第３レンズ面２１６、ベース２１０の内部及び第４レンズ面２１７を通じて、フォトダイオード２２０へ達するようになっている。
【０１０４】
なおＯＳＡ２０１において、フォトダイオード２２０をレーザダイオードとし、レーザダイオードから発光した光を第４レンズ面２１７で平行光に変換し、第３レンズ面２１６で平行光を光ファイバ９２に集光する構成としてもよい。
【０１０５】
またベース２１０の下面には、第２レンズ面（第２凸レンズ）２１５が第３レンズ面２１６と並べて設けられている。第２レンズ面２１５は、離間して配されているフォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０の間と対向し、第１レンズ面２１４と光軸が略平行となっている。さらにベース２１０の内部には、第１レンズ面２１４及び第２レンズ面２１５それぞれの光軸上に位置し、互いに略平行に対向する反射面（反射部）１８，１９が設けられている。具体的には、ベース２１０の下面に略矩形（又は円形）の凹部が形成され、凹部の底面をベース２１０の平面方向から略４５度傾斜するようにして、反射面１８がベース２１０の内部に成形されている。またベース２１０の上面で、導電板３０ａ，３０ｃの間に略矩形（又は円形）の凹部が形成され（図６参照）、凹部の底面をベース２１０の平面方向から略４５度傾斜するようにして、反射面１９がベース２１０の内部に成形されている。すなわち、反射面１８，１９は、第１レンズ面２１４及び第２レンズ面２１５の光軸と略４５度で交差している。
【０１０６】
第１レンズ面２１４は、レーザダイオード２５０が発した光が入射され、入射された光を略平行光に変換するよう成形されている。反射面１８は、第１レンズ面２１４で変換されて透光性のベース２１０内を透過した略平行光を、反射面１９の方向へ反射するよう成形されている。反射面１９は、反射面１８で反射された略平行光を、第２レンズ面２１５の方向へ反射するよう成形されている。第２レンズ面２１５の下側では、筒部１１により光ファイバ９１が保持されており、第２レンズ面２１５は、反射面１９で反射された略平行光を光ファイバ９１に集光するよう成形されている。
【０１０７】
ＯＳＡ２０１のベース２１０、周壁部１２、各レンズ面２１４，２１５，２１６，２１７、及び反射面１８，１９等は、透光性の合成樹脂により一体成形されている。ＯＳＡ２０１の製造は、例えば、予め所望の形状に加工された導電板３０を金型内に配置し、液状の透明樹脂を流し込んで硬化させる方法、所謂射出成形によって一体成形を行うことができる。合成樹脂の一体成形を行った後でフォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０をベース２１０に露出する導電板３０に接続する構成であるため、ベース２１０及び周壁部１２等を構成する合成樹脂は、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０の耐熱性能などに関係なく選択することができるため、成形精度が高く、温度変化などの周辺環境による変形などが発生し難い合成樹脂を選択することができる。
【０１０８】
なお、ベース２１０等を一体成形する合成樹脂は、屈折率が１．５程度のものが好ましい。この場合、反射面１８，１９における臨界角は、ｓｉｎ（−１（１／１．５））＝４１．８となり、略４５度の光の反射が可能となる。
【０１０９】
ＯＳＡ２０１の筒部１１は、円筒状をなしており、ベース１０の下面に設けられた第２レンズ面２１５及び第３レンズ面２１６を囲むように、ベース面２１０の下面に接続される。筒部１１は、下端側の内径を階段状に拡径させた態様であり、内径が小さい上部分及び内径が大きい下部分を有している。筒部１１の内径が小さい上部分は、その内径が第２レンズ面２１５及び第３レンズ面２１６の直径に等しいか又は若干大きくなるよう形成されている。筒部１１の内径が大きい下部分は、その内径が光ファイバ９１，９２の直径に略等しくなるように形成されており、光ファイバ９１，９２を嵌合させる嵌合部１１ａ，１１ｂを構成している。
【０１１０】
筒部１１は、合成樹脂製であってもよく、金属又は木材等の他の素材で形成されるものであってもよい。また筒部１１は、図示しない接続ピンなどをベース２１０の接続穴（図示せず）に挿入して固定してもよいし、接着剤などを用いて固定してもよい。
【０１１１】
また、ＯＳＡ２０１は、ベース２１０の上面側に設けられた周壁部１２の上端に接合され、凹所１２ａを封止する蓋体４０を備えている。蓋体４０は、平面視がベース２１０と同じ略長方形をなす板状であり、周壁部１２の上端に例えば超音波溶接又は接着剤による接着等の方法で接合される。蓋体４０は、透光性又は非透光性のいずれであってもよく、ベース２１０及び周壁部１２等と同じ素材で成形されるものであってもよく、異なる素材で成形されるものであってもよい。なお蓋体４０を接合するときに、凹所１２ａ内に窒素ガス又はドライエアー等のガスを封入してもよく、凹所１２ａ内を真空としてもよい。
【０１１２】
本発明のＯＳＡ２０１は、通信装置の回路基板などに搭載され、図５に示すように、送信用の光ファイバ９１及び受信用の光ファイバ９２の端面に第２レンズ面２１５及び第３レンズ面２１６が対向するように筒部１１により支持される。送信用の光ファイバ９１及び受信用の光ファイバ９２は、端面がＯＳＡ２０１の第２レンズ面２１５及び第３レンズ面２１６にそれぞれ対向し、且つ、両端面の位置を揃えて固定される。
【０１１３】
図８は、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０と、光ファイバ９１，９２との間で送受される光を説明するための模式図である。なお、図８では、図５に示したＯＳＡ２０１と同じものであるが、符号及び部材を一部省略してある。
【０１１４】
受信用の光ファイバ９２から出射された光は、光ファイバ９２に対向配置されたＯＳＡ２０１の第３レンズ面２１６に入射され、略平行光に変換される。略平行光は、ベース２１０内を透過して第４レンズ面２１７へ入射され、第４レンズ面２１７によりフォトダイオード２２０の受光部２２へ集光される。なお、光ファイバ９２から出射された光の大部分が直接に第１レンズ面２１４へ入射することがないように、光ファイバ９２からの出射光の広がり範囲を考慮して、光ファイバ９２と第３レンズ面２１６との配置を設定する（ただし、光の一部がレーザダイオード２５０に達した場合であっても、レーザダイオード２５０に達する光は微弱であり、レーザダイオード２５０は外部からの光に対してフォトダイオード２２０ほど弱くはないため、問題とならない）。
【０１１５】
また、レーザダイオード２５０の発光部５２から出射した光は、レーザダイオード２５０に対向配置されたＯＳＡ２０１の第１レンズ面２１４に入射され、略平行光に変換される。略平行光は、ベース２１０内を透過して反射面１８に到達する。これらの光は、反射面１８にて反射面１９へ向けて全反射され、さらにベース２１０内を透過して反射面１９に到達する。そして、反射面１９にて第２レンズ面２１５へ向けて全反射され、第２レンズ面２１５にて送信用の光ファイバ９１へ集光される。このとき、反射面１８，１９等をなす透光性の合成樹脂の屈折率、反射面１８，１９の傾斜角、及び反射面１８，１９への光の入射角範囲等を適切に設定することによって、レーザダイオード２５０から出射された光の略全てを反射面１８，１９で反射させ、第２レンズ面２１５へ入射させることができる。よって、レーザダイオード２５０の光が、反射面１８、１９で反射して第４レンズ面２１７側へ漏れて、フォトダイオード２２０にて受光されることを防止できる。
【０１１６】
例えば、反射面１８，１９に対する光の入射角をθとし、反射面１８，１９をなす合成樹脂の屈折率をｎとした場合、全反射条件（ｓｉｎθ＝１／ｎ）を満たすように反射面１８，１９の傾斜角を設定することで、レーザダイオード２５０からの光が第４レンズ面２１７側へ漏れることを防止できる。
【０１１７】
以上の構成のＯＳＡ２０１は、フォトダイオード２２０とレーザダイオード２５０とを備え、１つの部品で光通信の送受信を行うことができるため、このＯＳＡ２０１を搭載する通信装置の小型化及び低価格化等に寄与することができる。また、フォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０は、クロストークの影響を回避するために離間して設けているが、反射面１８，１９を用いることで、光ファイバ９１，９２との間で光の入射又は出射を行う第２レンズ面２１５及び第３レンズ面２１６間の距離を狭くすることができる。その結果、２つの光ファイバの距離を近づけることができるため、光通信モジュールを小型化することができる。さらにベース２１０内のスペースを有効活用することができ、ＯＳＡ２０１の大型化を抑止できる。
【０１１８】
また第１レンズ面２１４からの光は、略平行光であって、反射面１８，１９により反射して第２レンズ面２１５へ到達するため、光が第３レンズ面２１６側へ漏れることを防止できる。よって、本発明のＯＳＡ２０１は、小型化した場合であっても、光の漏れを防止して光信号の誤送受が発生することを防止することができる。
【０１１９】
以上、本発明の好適な一実施の形態について、具体的に説明したが、各構成及び動作等は適宜変更可能であって、上述の実施の形態に限定されることはない。例えば本実施の形態においてはＯＳＡ２０１がフォトダイオード２２０及びレーザダイオード２５０の２つの光電素子を備える構成としたが、これに限るものではなく、３つ以上の光電素子を備える構成としてもよい。この場合、受光素子と発光素子とを交互に配置することが望ましい。また、レーザダイオード２５０をフォトダイオードとして、光ファイバ９１を受信用の光ファイバとしてもよい。この場合、フォトダイオードは、第２レンズ面２１５、反射面１９，１８及び第１レンズ面２１４を通して光ファイバ９１から出射された光を受光する。
【０１２０】
（変形例）
また第１レンズ面２１４から第２レンズ面２１５へ向かう光を反射面１８，１９で反射させているが、反射面１８，１９に代えて、曲面状のレンズを用いてもよい。図９は、本発明の実施の形態２の変形例に係る光通信モジュールの構成を示す模式図である。変形例に係るＯＳＡ２０１は、図５で説明した反射面１８，１９に代えて、レンズ２４，２５を備えている。レンズ２４，２５は、反射面１８，１９と同じ位置に配されており、一方の入射光と他方の反射光との光軸が一致するようになっている。すなわち、レンズ２４は、第１レンズ面２１４からの略平行光を、レンズ２５へ向けて反射し、レンズ２５は、その反射光を第２レンズ面２１５に向けて反射する。これにより、第１レンズ面２１４からの光を、略平行光として第２レンズ面２１５へ到達させることができるため、フォトダイオード２２０側への光の漏れを防止することができる。なお、変形例に係るＯＳＡ２０１は、一方を反射面（１８又は１９）とし、他方をレンズ（２４又は２５）とする構成であってもよい。
【０１２１】
またレーザダイオード２５０は、端面発光レーザとしてもよい。図１０は、本発明の実施の形態２の変形例に係る光通信モジュールの構成を示す模式的平面図であり、光通信モジュールの蓋体４０を装着していない状態を図示してある。変形例に係るＯＳＡ２０１は、第１レンズ面２１４がベース２１０の上面より上側に凸となっており、その第１レンズ面２１４とレーザダイオード２５０とが上面に並設されている。第１レンズ面２１４は、レーザダイオード２５０から発せられた光が入射され、入射した光をベース２１０の上面に沿って略平行となるよう屈折し、屈折した光を鉛直下方向に反射するよう構成されている。すなわち、第１レンズ面２１４により屈折及び反射された光は、平行光として反射面１８へ到達する。この場合、レーザダイオード２５０からの光がフォトダイオード２２０の受光部２２に到達しないようにできるため、光の漏れを防止して光信号の誤送受が発生することを防止することができる。
【０１２２】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。図１２は、図１１に示す光通信モジュールの平面図であり、光通信モジュールの蓋体（後述する）を装着していない状態を図示してある。
【０１２３】
図において３０１は、レーザダイオード（発光素子）２５０が封入されて１つの部品として構成されたＯＳＡであり、本発明に係る光通信モジュールに相当する。ＯＳＡ３０１は、平面視が略長方形をなす板状のベース３１０を備えており、ベース３１０は光を透過する合成樹脂により成形されている。ベース３１０は、一側の面（図１１において上側の面（表面）、以下では単に上面という）にレーザダイオード２５０が接続されている。このベース３１０の上面には、周縁部分の一周に亘って周壁部１２が設けてあり、ベース３１０の上面と周壁部１２とにより、レーザダイオード２５０を収容する凹所１２ａが構成されている。
【０１２４】
レーザダイオード２５０は、平面視が略正方形をなす板状であり、下面の略中央には、電気信号に応じて光を発する発光部５２が設けられ、発光部５２の周囲に一又は複数の接続端子部５１が設けられている。接続端子部５１は、レーザダイオード２５０の電気信号を入出力するための端子であり、且つ、半田又は導電性接着剤等を介して導電板３０への接続を行うためのものである。なお、以降の説明及び図面においては、図７Ａに示したレーザダイオード２５０をＯＳＡ３０１が備えるものとする。
【０１２５】
また、ＯＳＡ３０１のベース３１０には金属製の導電板３０（３０ａ，３０ｂ）が、その一面が凹所１２ａ内に露出するように埋め込まれて保持されている。導電板３０は、凹所１２ａ内における露出部分に、レーザダイオード２５０の接続端子部５１が半田又は導電性接着剤等を用いて接続され、レーザダイオード２５０の上面などに設けられた端子がワイヤ３５を介して接続される。凹所１２ａ内において、レーザダイオード２５０は、ベース３１０の長手方向に並べて配される。導電板３０は、レーザダイオード２５０と外部との間で電気信号の授受を行うためのものであり、換言すれば、導電板３０は、レーザダイオード２５０を用いた通信回路において、回路の構成要素を接続する配線に相当するものである。
【０１２６】
実施の形態３のＯＳＡ３０１は導電板３０ａ，３０ｂを備えており、レーザダイオード２５０が接続される。第１の導電板３０ａは、ベース３１０の長手方向に並べて配され、略円形の開口３１が形成された略正方形の部分と、この部分からベース３１０の長辺側の外部へ延出する部分とをそれぞれ有している。開口３１の直径は、レーザダイオード２５０の下面の一辺の長さより小さく、且つ、レーザダイオード２５０の発光部５２の直径より大きい。レーザダイオード２５０は、第１の導電板３０ａの開口３１の周縁部分に半田又は導電性接着剤を介してその接続端子部５１が接続される。
【０１２７】
第２の導電板３０ｂは、第１の導電板３０ａを囲むようにベース３１０の周縁に沿ってそれぞれ配設され、その一端部分がベース３１０の長辺から外側へ延出している。第２の導電板３０ｂは、レーザダイオード２５０の上面に設けられた端子とワイヤ３５を介して接続される。
【０１２８】
２つの導電板３０ａ，３０ｂは、ベース３１０の一の長辺からそれぞれ端部が延出しており、この延出部分は例えば通信装置の回路基板にＯＳＡ３０１を接続するための端子として用いられる。ＯＳＡ３０１を備える通信装置は、第１の導電板３０ａ及び第２の導電板３０ｂの間に所定の電圧を印加することによって光信号の送信を行うことができる。
【０１２９】
以下の説明では、ベース３１０の長手方向において、第２の導電板３０ｂが設けられている側を右側（図１１及び図１２の紙面右側）とし、第２の導電板３０ｂと反対側を左側（図１１及び図１２の紙面左側）とする。また、ベース３１０の一の長辺から導電板３０ａ，３０ｂの端部が延出する側（図１２の紙面上側）を後側とし、その反対側（図１２の紙面下側）を前側とする。さらに、ベース３１０の上下面に平行な方向を平面方向とし、平面方向に垂直な方向を鉛直方向とする。
【０１３０】
ベース３１０の上面には、導電板３０の開口３１に連なる略円形の凹部が形成されており、この凹部の底部分には上側に凸状となる第１レンズ面（第１凸レンズ）３１４が設けられている。第１レンズ面３１４は、光軸が鉛直方向と平行で、レーザダイオード２５０の発光部５２と中心が一致するようになっている。第１レンズ面３１４は、レーザダイオード２５０が発した光が開口３１を通して入射され、入射された光を略平行光に変換するよう成形されている。これにより、第１レンズ面３１４で変換された略平行光は、鉛直方向に沿ってベース３１０の下面に向かってベース３１０内を透過する。
【０１３１】
ベース３１０の下面には、第１レンズ面３１４の光軸と交差し、平面方向に対して略４５度傾斜する第１反射面（第１反射部）３１６が設けられている。第１反射面３１６は、例えばベース３１０の下面に矩形の凹部を形成し、その凹部の底面を傾斜させて成形されている。第１反射面３１６は、入射光の光軸が第１レンズ面３１４の光軸と略一致し、反射光の光軸がベース３１０の長手方向と略一致している。この第１反射面３１６は、第１レンズ面３１４からの略平行光を、ベース３１０の長手方向の左側に向かって略４５度で全反射する。
【０１３２】
またベース３１０の下面には、長手方向に沿って第１反射面３１６より左側に配され、平面方向に対して第１反射面３１６と反対方向に略４５度傾斜する第２反射面（第２反射部）３１７が設けられている。第２反射面３１７は、第１反射面３１６と同様に、ベース３１０の下面に矩形の凹部が形成し、その凹部の底面を傾斜させて成形されている。第２反射面３１７は、入射光の光軸が、第１反射面３１６の反射光の光軸と略一致し、反射光の光軸が鉛直方向と略一致している。この第２反射面３１７は、第１反射面３１６で反射した略平行光を、鉛直方向の上側に向かって略４５度で全反射する。
【０１３３】
ベース３１０の上面には、平面方向に対して第２反射面３１７と同方向に略４５度傾斜する第３反射面（第３反射部）３１８が、第２反射面３１７と平行に対向するよう突設されている。第３反射面３１８は、例えば、ベース３１０の上面に矩形の凸部を形成し、その凸部の上面を傾斜させて成形されている。この第３反射面３１８は、入射光の光軸が、第２反射面３１７の反射光の光軸と略一致し、反射光の光軸がベース３１０の長手方向と略一致している。第３反射面３１８は、第２反射面３１７で反射した略平行光を、ベース３１０の長手方向の左側に向かって反射する。また第３反射面３１８は、ベース３１０の上面に突設されているため、第３反射面３１８で反射した略平行光は、ベース３１０の上面より上側を直進する。
【０１３４】
ベース３１０の上面には、第３反射面３１８で反射し、長手方向の左側に向かって直進する略平行光を、直線的に屈折する第４及び第５反射面３１９，３２０が設けられている。第４及び第５反射面（一対の反射面）３１９，３２０は、ベース３１０の前後方向に沿って、ベース３１０の上面に略垂直に突設されており、互いに平行に対向配置されている。第４反射面３１９は、第３反射面３１８の反射光の光軸と交差する位置に配されており、その光軸に対して略４５度傾斜している。第５反射面３２０は、前後方向に沿って第４反射面３１９より前側に配されており、第４反射面３１９と同様の略４５度傾斜している。この第４反射面３１９は、入射光の光軸が、第３反射面３１８の反射光の光軸と略一致し、反射光の光軸が第５反射面３２０の入射光の光軸と略一致している。第５反射面３２０は、反射光の光軸が長手方向と略一致している。第４反射面３１９は、第３反射面３１８で反射した略平行光を、第５反射面３２０に向かって反射し、第５反射面３２０は、第４反射面３１９で反射した略平行光を、ベース３１０の長手方向の左側に向かって反射する。
【０１３５】
さらにベース３１０の上面には、平面方向に対して第３反射面３１８と反対方向に略４５度傾斜し、第５反射面３２０からの反射光を鉛直方向の下側に向かって反射する第６反射面（第４反射部）３２１が突設されている。第６反射面３２１は、第３反射面３１８と同様に、ベース３１０の上面に矩形の凸部を形成し、その凸部の上面を傾斜させて成形されている。この第６反射面３２１は、長手方向に沿って第５反射面３２０と並べて配されており、入射光の光軸が、第５反射面３２０の反射光の光軸と略一致し、反射光の光軸が鉛直方向と略一致している。第６反射面３２１は、第５反射面３２０で反射した略平行光を、鉛直方向の下側に向かって略４５度で全反射する。
【０１３６】
ベース３１０の下面には、第６反射面３２１と対向する位置に略円形の凹部が形成されており、この凹部の底部分には下側に凸状となる第２レンズ面（第２凸レンズ）３１５が設けられている。第２レンズ面３１５は、光軸が第６反射面３２１の反射光の光軸と略一致しており、第６反射面３２１で反射した略平行光が入射される。第２レンズ面３１５は、入射された略平行光を、第２レンズ面３１５の下側で保持される光ファイバ（図示せず）などに集光するよう成形されている。
【０１３７】
以上のように構成されるベース３１０は、レーザダイオード２５０から発せられた光が光ファイバに到達するまでに、その光を変調又はフィルタリングなどするための光学素子３２５を上面で保持できるようにしてある。光学素子３２５は、例えば変調器、帯域フィルタ、光分岐器、レンズ、モニタＰＤ（Photo Diode）、アイソレータ又はスイッチなどがある。図１１及び図１２においては、光学素子３２５は、第３及び第４反射面３１８，３１９の間、並びに、第５及び第６反射面３２０，３２１の間それぞれに設けている。レーザダイオード２５０からの出力光は、第１レンズ面３１４で略平行光とされ、第１、第２及び第３反射面３１６，３１７，３１８により反射されて、ベース３１０の上面より上側で、上面と平行に直進し、さらに第４及び第５反射面３１９，３２０により直線的に屈折される。このため、光学素子３２５をレーザダイオード２５０又は光ファイバに対して光軸無調芯で位置決めすることが可能となる。なお、光学素子３２５は、第４及び打５反射面３１９，３２０の間に設けてもよいし、各反射面の間に複数設けてもよい。さらに、ベース３１０の上面に沿って直進する光を、ベース３１０を成形する合成樹脂を利用して、分岐させるようにしてもよい。なお、特にレーザダイオードとアイソレータのみを実装（またはレーザダイオード、モニタＰＤとアイソレータのみを実装）すると、小型のアイソレータ付きの光送信サブアセンブリを構成することができる。
【０１３８】
ＯＳＡ３０１のベース３１０、周壁部１２、各レンズ面３１４，３１５、及び反射面３１６〜３２１等は、透光性の合成樹脂により一体成形されている。ＯＳＡ３０１の製造は、例えば、予め所望の形状に加工された導電板３０を金型内に配置し、液状の透明樹脂を流し込んで硬化させる方法、所謂射出成形によって一体成形を行うことができる。合成樹脂の一体成形を行った後でレーザダイオード２５０をベース３１０に露出する導電板３０に接続する構成であるため、ベース３１０及び周壁部１２等を構成する合成樹脂は、レーザダイオード２５０の耐熱性能などに関係なく選択することができるため、成形精度が高く、温度変化などの周辺環境による変形などが発生し難い合成樹脂を選択することができる。
【０１３９】
なお、ベース３１０等を一体成形する合成樹脂は、屈折率が１．５程度のものが好ましい。この場合、反射面３１６〜３２１における臨界角は、ｓｉｎ（−１（１／１．５））＝４１．８となり、略４５度の光の反射が可能となる。
【０１４０】
また、ＯＳＡ３０１は、ベース３１０の上面側に設けられた周壁部１２の上端に接合され、凹所１２ａを封止する蓋体４０を備えている。蓋体４０は、平面視がベース３１０と同じ略長方形をなす板状であり、周壁部１２の上端に例えば超音波溶接又は接着剤による接着等の方法で接合される。蓋体４０は、透光性又は非透光性のいずれであってもよく、ベース３１０及び周壁部１２等と同じ素材で成形されるものであってもよく、異なる素材で成形されるものであってもよい。なお蓋体４０を接合するときに、凹所１２ａ内に窒素ガス又はドライエアー等のガスを封入してもよく、凹所１２ａ内を真空としてもよい。また、蓋体４０により封止しているが、透明樹脂によるポッティング又は金型による透明樹脂による二重モールド（透明樹脂はトランスファーモールド）であってもよい。
【０１４１】
本発明のＯＳＡ３０１は、通信装置の回路基板などに搭載され、光ファイバの端面に受第２レンズ面３１５が対向するように配置される。図１３及び図１４は、レーザダイオード２５０と光ファイバとの間で送受される光を説明するための模式図である。なお、図１３及び図１４では、図１１及び図１２に示したＯＳＡ３０１と同じものであるが、符号及び部材を一部省略してある。
【０１４２】
レーザダイオード２５０から出射された光は、所定範囲の拡がりをもって第１レンズ３１４に達する。第１レンズ３１４は、レーザダイオード２５０から出射された光を略平行な光に変換するように、レーザダイオード２５０までの距離を考慮して、その凸面の形状が定められている。これにより、レーザダイオード２５０から出射された光は、第１レンズ３１４にて略平行光に変換されて透光性のベース３１０内を透過し、第１の反射面３１６に到達する。これらの光は、第１の反射面３１６にて第２反射面３１７へ向けて全反射され、さらにベース３１０内を透過して第２反射面３１７に到達する。さらに第２反射面３１７にて、第３反射面３１８に向かって全反射され、ベース３１０内を透過して第３の反射面３１８に到達する。このとき、第１及び第２反射面３１６，３１７等をなす透光性の合成樹脂の屈折率、傾斜角、及び第１及び第２反射面３１６，３１７への光の入射角範囲等を適切に設定することによって、レーザダイオード２５０から出射された光の略全てを第１及び第２反射面３１６，３１７で反射させ、第３の反射面３１８へ到達させることができる。
【０１４３】
第３反射面３１８に到達した光は、第３反射面３１８にて全反射し、ベース３１０の上面の上側を直進する。直進する光は、光学素子３２５によって変調などされ、第４反射面３１９に達し、第４反射面３１９にて第５反射面３２０に向かって反射する。さらに第５反射面３２０にて第６反射面３２１に向かって反射して直進する。直進する光は、光学素子３２５によって変調などされ、第６の反射面３２１に達し、第６の反射面３２１にて第２レンズ面３１６へ向けて全反射され、第２レンズ面３１６にて光ファイバ９へ集光される。第２レンズ面３１６は、ベース３１０を透過した略平行光を光ファイバ９に集光するように、光ファイバ９までの距離を考慮して、その凸面の形状が定められている。
【０１４４】
以上の構成のＯＳＡ３０１は、レーザダイオード２５０が発した光は、第１レンズ面３１４にて略平行光に変換し、この略平行光を、複数の反射面３１６〜３２１で反射させて方向を転換させながら第１レンズ面３１４から第２レンズ面３１５に導くため、ベース３１０の表裏面を異なる金型で成形し、２つの金型の位置ズレにより、ベース３１０の表裏面の第１及び第２レンズ面３１４，３１５それぞれの中心にズレが生じた場合であっても、第１レンズ面３１４から出射した光を第２レンズ面３１５から光ファイバに集光することができる。よって、本発明の光通信モジュールは、２つのレンズの位置精度が悪化した場合であっても、通信精度が悪化することがない。
【０１４５】
また、第１レンズ面３１４から第２レンズ面３１５に向かう平行光を、一度ベース３１０の上側に出射させることができ、ベース３１０の上面に変調器などを設けることができる。このとき、光学素子３２５をレーザダイオード２５０などに対して光軸無調芯で位置決めすることが可能となる。従って、本発明に係る光通信モジュールは、光学素子３２５のレーザダイオード２５０及び光ファイバ９との調芯接続を容易、かつ精度よく行うことができ、通信精度が悪化することを防止できる。
【０１４６】
以上、本発明の好適な一実施の形態について、具体的に説明したが、各構成及び動作等は適宜変更可能であって、上述の実施の形態に限定されることはない。例えば本実施の形態においてはＯＳＡ３０１が備える光電素子をレーザダイオード２５０として説明したが、光電素子をフォトダイオードとして、ＯＳＡ３０１を受信用の光通信モジュールとしてもよい。この場合、第２レンズ面３１５に対向するように配置される光ファイバからの光が、各反射面を通して第１レンズ面３１４に入射され、第１レンズ面３１４によりフォトダイオードに集光される。またレーザダイオード２５０と第１レンズ面３１４とを鉛直方向に重ねて配置しているが、レーザダイオード２５０を端面発光レーザとして、第１レンズ面３１４と平面方向に並べて配置してもよい。この場合、第１レンズ面３１４は、ベース３１０の上面から突出して設けられることが好ましい。
【０１４７】
また、第３反射面３１８及び第６反射面３２１を一直線上に並べて設けてもよい。この場合、第１及び第２レンズ面３１４，３１５は、平面方向に対して一直線上となるよう、ベース３１０の上下面に設けられ、第４及び第５反射面３１９，３２０は必要としなくなる。この構成にすることで、第３反射面３１８及び第６反射面３２１の直線上に変調器などを設ければよいため、変調器などを位置ズレせずに設けることができ、その結果、光通信の精度を高めることができる。
【０１４８】
また、各反射面は曲面であってもよい。例えば、第１レンズ面３１４を設けずに、第１反射面３１６をベースの下面方向へ突出するレンズ面としてもよい。この場合、レーザダイオード２５０から発せられた光は、第１反射面３１６により屈折及び反射して平行光となり、第２反射面３１７へ向かって直進する。この構成とすることで、第１レンズ面３１４をベース３１０に設ける必要がなくなるため、ベース３１０をより成形しやすくできる。
【０１４９】
さらに、第２レンズ面３１５はベース３１０の下面に設け、第２レンズ面３１５の下側で保持される光ファイバへ光を集光するようにしているが、第２レンズ面３１５をベース３１０の上面に設けて、光ファイバを、第２レンズ面３１５の上方で、例えば蓋体４０により保持するようにしてもよい。また、光ファイバをＯＳＡ３０１の側面で、例えば周壁部１２により保持するようにしてもよい。この場合、第２レンズ面３１５は、ベース３１０の法線方向の光を平面方向に反射させて、側面に保持した光ファイバに対して光が集光されるように形成される必要がある。またこの場合、２つの固定金型を用いて第１及び第２レンズ面３１５，３１６を成形してもよいし、第２レンズ面３１５の形状上、固定金型で成形できない場合には、スライド金型を用いて成形してもよい。
【０１５０】
また、実施の形態１〜３において、透光性のベースの下面側（即ち光電素子が搭載された側の反対側）に光ファイバを設け、ベースから光ファイバへの光の出射、及び、光ファイバからベースへの光の入射を、ベースの下面側にて行う構成としたが、これに限るものではなく、ベースの上面側（即ち光電素子が搭載された側と同じ側）にて光の入射及び出射を行う構成としてもよく、ベースの側面にて光の入射及び出射を行う構成としてもよい。ＯＳＡに適宜に反射部を設けることによって、光電素子の搭載位置と、ベース及び光ファイバの間の光の入射及び出射位置とは、種々の組み合わせで実現することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１  ＯＳＡ（光通信モジュール）
９  光ファイバ（通信線）
１０  ベース（透光性基板）
１１  筒部
１２  周壁部
１２ａ  凹所
１３  位置決め部
１５  第２レンズ（裏面凸レンズ）
１６  第１レンズ（表面凸レンズ）
１６ｂ  反射面（凸部）
１８，１９  反射面（反射部）
２０  レーザダイオード（光電素子）
２０１  ＯＳＡ（光通信モジュール）
２１０  ベース（透光性基板）
２１４  第１レンズ面（第１凸レンズ）
２１５  第２レンズ面（第２凸レンズ）
２１６  第３レンズ面（第３凸レンズ）
２１７  第４レンズ面（第４凸レンズ）
２２０  フォトダイオード（第２光電素子）
２５０  レーザダイオード（第１光電素子）
３０１  ＯＳＡ（光通信モジュール）
３１０  ベース（透光性基板）
３１４  第１レンズ面（第１凸レンズ）
３１５  第２レンズ面（第２凸レンズ）
３１６  第１反射面（第１反射部）
３１７  第２反射面（第２反射部）
３１８  第３反射面（第３反射部）
３１９  第４反射面（一対の反射面）
３２０  第５反射面（一対の反射面）
３２１  第６反射面（第４反射部）
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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