(57)【要約】  電気信号を光信号に変換して当該光信号の光を出射する複数のＬＤ２５を実装するための実装基板２９を異型基板によって構成し、この実装基板２９に、光ファイバ２７を固定するための固定用溝部５５を一体形成するとともに、ＬＤ２５からの出射光の光軸を変換して光ファイバ２７の端面に導光する光結合ユニット２８の各光学素子（第１のレンズ６０、プリズム６１、及び、第２のレンズ６２）を固定するための光学素子保持部５６を一体形成する。
2017203786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換して、当該光信号の光を出射する複数の発光素子と、
前記光信号を伝送する光ファイバと、
前記複数の発光素子からの出射光の光軸を変換して前記光ファイバの端面に導光する光結合ユニットと、
前記発光素子を実装するための実装部、前記光結合ユニットを構成する光学素子を保持するための光学素子保持部、及び、前記光ファイバを固定するための固定部が一体形成された異型基板からなる実装基板と、を備えたことを特徴とする光信号送信モジュール。
【請求項２】
前記光結合ユニットは、
前記複数の発光素子から出射された光の拡がり角を変換する第１のレンズと、
前記第１のレンズから出射された光の光軸を折り曲げるプリズムと、
前記プリズムから出射された光を前記光ファイバの端面に集光する第２のレンズと、を有することを特徴とする請求項１に記載の光信号送信モジュール。
【請求項３】
前記第１のレンズは、前記複数の発光素子の出射面側に配置され、前記複数の発光素子からの出射された拡散光を平行光に変換することを特徴とする請求項２に記載の光信号送信モジュール。
【請求項４】
前記第１のレンズは、ボールレンズによって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光信号送信モジュール。
【請求項５】
前記プリズムは、前記第１のレンズにおいて拡がり角が変換された前記複数の発光素子からの各光が同一方向に進む平行光となるように、前記複数の光の光軸を折り曲げた後に、前記第２のレンズに入射させることを特徴とする請求項２に記載の光信号送信モジュール。
【請求項６】
前記第２のレンズは、ボールレンズによって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の光信号送信モジュール。
【請求項７】
前記複数の発光素子は、互いに異なる波長の光を出射することを特徴とする請求項１に記載の光信号送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換して伝送する光信号送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡においては、細長い可撓性を有する挿入部の先端部に、ＣＣＤ等の撮像素子を備えた電子内視鏡が広く普及している。近年、この種の内視鏡においては、撮像素子の高画素化が進められている。【０００３】
一方、撮像素子を高画素化した場合、撮像素子から信号処理装置（プロセッサ）へ伝送する信号量が増加する。この場合、撮像素子によって取得した撮像信号の伝送（送信）は、メタル配線を介した電気信号伝送に代えて、細い光ファイバを介した光信号伝送によって行うことが好ましい。【０００４】
このような光信号伝送を行うため光信号送信モジュールは、一般に、電気信号を光信号に変換するための光源としてレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子を有し、この発光素子に対し、光ファイバの端部がフェルール等を介して光学的に接続されることによって要部が構成されている。【０００５】
また、複数の発光素子から出射される光信号を単一の光ファイバに入射させるための技術として、例えば、日本国特開平８−２９６４７号公報には、各発光素子から出射された光を対応する各内部レンズによってコリメート状態にした後、オプティカルパラレル、及び、外部レンズを介して光ファイバに導く技術が開示されている。【０００６】
しかしながら、上述のようにフェルール等の専用部品を用いて光ファイバを保持することは、部品点数を増加させ、内視鏡の先端部の硬質長を長大化させる虞がある。【０００７】
また、上述の日本国特開平８−２９６４７号公報に開示された技術では、各光学素子が専用のホルダ等を介して保持されているため、より多くの部品点数を必要とし、このような構成を、小型化が要求される内視鏡の先端部にそのまま適用することは困難である。【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成により、複数の発光素子から出射される光信号を光ファイバに対して的確に入射させることができる光信号送信モジュールを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による光信号送信モジュールは、電気信号を光信号に変換して、当該光信号の光を出射する複数の発光素子と、前記光信号を伝送する光ファイバと、前記複数の発光素子からの出射光の光軸を変換して前記光ファイバの端面に導光する光結合ユニットと、前記発光素子を実装するための実装部、前記光結合ユニットを構成する光学素子を保持するための光学素子保持部、及び、前記光ファイバを固定するための固定部が一体形成された異型基板からなる実装基板と、を備えたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係り、内視鏡の斜視図
【図２】同上、内視鏡システムにおける映像信号の伝達系を示す機能ブロック図
【図３】同上、光信号送信モジュールの要部断面図
【図４】同上、光信号送信モジュールの要部を示す分解斜視図
【図５】同上、光信号送信モジュールの要部を示す斜視図
【図６】同上、光結合ユニットにおける光信号の挙動を示す説明図
【図７】本発明の第２の実施形態に係り、光信号送信モジュールの要部を示す斜視図
【図８】同上、各ＬＤを実装した実装基板を示す斜視図
【図９】同上、光結合ユニットにおける光信号の挙動を示す説明図
【図１０】同上、第１の変形例に係り、光結合ユニットにおける光信号の挙動を示す説明図
【図１１】本発明の第３の実施形態に係り、光信号送信モジュールの要部を示す斜視図
【図１２】同上、各ＬＤを実装した実装基板を示す斜視図
【図１３】同上、光結合ユニットにおける光信号の挙動を示す説明図
【図１４】同上、第１の変形例に係り、光結合ユニットにおける光信号の挙動を示す説明図
【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形態を説明する。図面は本発明の第１の実施形態に係り、図１は内視鏡の斜視図、図２は内視鏡システムにおける映像信号の伝達系を示す機能ブロック図、図３は光信号送信モジュールの要部断面図、図４は光信号送信モジュールの要部を示す分解斜視図、図５は光信号送信モジュールの要部を示す斜視図、図６は光結合ユニットにおける光信号の挙動を示す説明図である。【００１２】
図１に示す内視鏡２は、挿入部５と、挿入部５の基端側に配設された操作部６と、操作部６から延出されたユニバーサルコード７と、ユニバーサルコード７の基端側に配設されたコネクタ８と、を有して構成されている。【００１３】
挿入部５は、硬性な先端部１１と、先端部１１の方向を変化させるための湾曲部１２と、細長い軟性の可撓管部１３と、が先端側から順に連設されている。【００１４】
図２に示すように、先端部１１内には、撮像光学ユニット２１と、撮像光学ユニット２１によって結像された光学像を撮像するイメージセンサ２２と、イメージセンサ２２からの撮像信号（電気信号）を光信号に変換するＥ／Ｏモジュールである光信号送信モジュール２３と、が配設されている。【００１５】
イメージセンサ２２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、或いは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子によって構成されている。【００１６】
光信号送信モジュール２３は、発光素子としての複数（例えば、２個）の面発光型のレーザダイオード（ＬＤ）２５と、イメージセンサ２２からの撮像信号に基づいて各ＬＤ２５の駆動制御をそれぞれ行い、当該ＬＤ２５から光信号を出射させる複数（例えば、２個）のＬＤドライバ２６と、各ＬＤ２５から出射された光信号を伝送するための単一の光ファイバ２７と、各ＬＤ２５からの出射光の光軸を変換して光ファイバ２７の端面に導光する光結合ユニット２８と、ＬＤ２５を実装するとともに光ファイバ２７及び光結合ユニット２８を保持する実装基板２９とを有して構成されている。【００１７】
ここで、光ファイバ２７は、例えば、マルチモードファイバ（ＭＭＦ）によって構成されている。この光ファイバ２７の他端側は、操作部６を経てユニバーサルコード７内に挿通され、コネクタ８に設けられた光コネクタのレセプタクル８ａを介して、プロセッサ３に接続可能となっている。【００１８】
図２に示すように、プロセッサ３は、内視鏡２とともに内視鏡システム１を構成するためのものであり、内視鏡２のコネクタ８が着脱自在なコネクタ３１と、このコネクタ３１に設けられた光コネクタのプラグ３１ａを介して光ファイバ２７（レセプタクル８ａ）と光学的に接続される光ファイバ３２と、を有する。【００１９】
また、プロセッサ３は、光ファイバ２７から光ファイバ３２に伝送された光信号を集光するためのコリメータ３３と、コリメータ３３によって集光された光信号を光電変換するフォトダイオード（ＰＤ）３４と、ＰＤ３４によって光電変換された電流信号をインピーダンス変換して増幅し、電圧信号として出力するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３５と、ＴＩＡ３５で増幅した電圧信号の振幅を一定にするリミッティングアンプ（ＬＡ）３６と、を２系統有する。【００２０】
また、プロセッサ３は、各ＬＤ２５から出射された波長の異なるレーザ光を選択的に分離して各系統のコリメータ３３にそれぞれ入射させるためのフィルタ３９を有する。【００２１】
さらに、プロセッサ３は、信号線を介してイメージセンサ２２等にクロック信号や制御信号を出力するとともに、ＬＡ３６からの電圧信号を処理して被写体像をモニタ４０に表示する撮像制御部としてのフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）３７を有する。【００２２】
なお、プロセッサ３には電源回路３８が内蔵されており、電源回路３８は、電気配線を通じて、内視鏡２及びプロセッサ３の各部に駆動電力等を供給することが可能となっている。【００２３】
次に、図３乃至図６を参照して光信号送信モジュール２３の要部の構造について説明する。【００２４】
図３乃至図５に示すように、本実施形態の実装基板２９は、各ＬＤ２５を実装するための基板本体４５と、この基板本体４５から先端部１１の基端側に向けて延在する突起部４６と、が一体形成された側面視略Ｌ字状をなす異型基板によって構成されている。【００２５】
基板本体４５には、突起部４６が設けられた面（裏面側）に、断面略Ｖ字状をなす傾斜面５０が形成されている。【００２６】
これら各傾斜面５０には、各ＬＤ２５を実装するための実装部５１が設定されている。また、各実装部５１には複数の端子部５２がそれぞれ設けられ、各ＬＤ２５は、各端子部５２と電気的に接続することにより、基板本体４５の各実装部５１にそれぞれ実装されている。【００２７】
すなわち、本実施形態のＬＤ２５は、基板本体４５に当接しない表側の面に発光部２５ａを備えた、所謂フリップチップタイプの表面照射レーザ（面発光レーザ）によって構成されている。そして、これらのＬＤ２５に設けられた各バンプが各端子部５２とそれぞれ電気的に接続されることにより、ＬＤ２５は、実装基板２９に実装されている。【００２８】
ここで、各ＬＤ２５からの光信号が光学干渉しないようにするため、各ＬＤ２５から出射される光源（レーザ）の波長は異なる波長に設定されている。この場合において、各ＬＤ２５から出射されるレーザ光の波長は２００ｎｍ以上の波長間隔を設けていることが望ましい。このため、本実施形態において、例えば、一方のＬＤ２５には波長が約１３１０ｎｍのＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）が採用され、他方のＬＤ２５には波長が約１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬが採用されている。【００２９】
一方、突起部４６には、各ＬＤ２５が臨まされる面に、光ファイバ２７の先端側の側面が当接可能な固定部としての固定用溝部５５が設けられている。【００３０】
ここで、本実施形態の光ファイバ２７はコア２７ａの外周がクラッド２７ｂと外皮２７ｃとによって順次被覆された構成を有しており、本実施形態の固定用溝部５５は、クラッド２７ｂの直径と略同径の部分円弧状をなす溝部によって構成されている。この固定用溝部５５は、光ファイバ２７の先端側の側面を、外皮２７ｃから露出させた状態にて、接着により固定するものである。この場合において、固定用溝部５５は、固定した光ファイバ２７の中心軸Ｏを２つのＬＤ２５の中間に位置させるよう、突起部４６上に配設されている。【００３１】
なお、このような光ファイバ２７の固定には、当該光ファイバ２７との屈折率が整合する接着剤（屈折率整合接着剤）を好適に用いることが可能である。【００３２】
さらに、突起部４６には、各実装部５１に実装されたＬＤ２５と固定用溝部５５との間に、光結合ユニット２８の各光学素子を保持するための光学素子保持部５６が設けられている。【００３３】
ここで、本実施形態の光結合ユニット２８は、各ＬＤ２５からの出射光の拡がり角を変換する第１のレンズ６０と、第１のレンズ６０から出射された光の光軸を折り曲げるプリズム６１と、プリズム６１から出射された光を光ファイバ２７の端面に集光する第２のレンズ６２と、を光学素子として有して構成されている。【００３４】
これら各光学素子を保持するため、光学素子保持部５６は、第１のレンズ６０、プリズム６１、及び、第２のレンズ６２の各外径に倣った複数の部分円弧状をなす溝部が連続する多段の溝部によって構成されている。【００３５】
そして、光学素子保持部５６は、第１のレンズ６０、プリズム６１、及び、第２のレンズ６２を、接着により固定することが可能となっている。その際、光学素子保持部５６が所定形状をなす多段の溝部によって構成されていることにより、第１のレンズ６０、プリズム６１、及び、第２のレンズ６２は、これらの各中心が光ファイバ２７の中心軸Ｏ上に一列に配列されるよう位置決めされる。【００３６】
なお、このような各光学素子の固定には、当該各光学素子との屈折率が整合する接着剤（屈折率整合接着剤）を好適に用いることが可能である。さらに、各光学素子を固定後においては、ＬＤ２５から光ファイバ２７までの空間に屈折率整合接着剤を充填し、各光学素子を封止することも可能である。【００３７】
ここで、第１のレンズ６０は、例えば、屈折率がＮ＝１．５の光学材料からなるボールレンズによって構成されている。これにより、図６に示すように、第１のレンズ６０の焦点は、当該第１のレンズ６０の外表面から一定距離を有する任意の位置に設定されている。このような第１のレンズ６０の外表面に対し、各ＬＤ２５は、スペーサ６５を介してそれぞれ当接されている。これらのスペーサ６５の高さを適値に設定することにより、各ＬＤ２５の発光部２５ａを、第１のレンズ６０の焦点に対してそれぞれ容易に位置決めすることが可能となっている。そして、第１のレンズ６０は、焦点において各ＬＤ２５から出射された拡散光を平行光に変換することが可能となっている。【００３８】
また、プリズム６１は、第１のレンズ６０から出射されるＬＤ２５毎の光をそれぞれ入射するための入射面６１ａを有する。そして、図６に示すように、プリズム６１は、各入射面６１ａから入射された各光が同一方向（例えば、光軸Ｏ方向）に進む平行光となるように、各光の光軸を折り曲げた後に、第２のレンズ６２に入射させることが可能となっている。【００３９】
また、第２のレンズ６２は、例えば、屈折率がＮ＝２．０の光学材料からなるボールレンズによって構成されている。これにより、図６に示すように、第２のレンズ６２の焦点は、当該第２のレンズ６２の外表面上に設定されている。このような第２のレンズ６２の外表面に対し、光ファイバ２７の端面は、直接的に当接されている。これにより、第２のレンズ６２の焦点に対して光ファイバ２７の端面を容易に位置決めすることが可能となり、プリズム６１から第２のレンズ６２に入射されて集光された各光（光信号）は、そのまま光ファイバ２７に入射することが可能となっている。【００４０】
このような実施形態によれば、電気信号を光信号に変換して当該光信号の光を出射する複数のＬＤ２５を実装するための実装基板２９を異型基板によって構成し、この実装基板２９に、光ファイバ２７を固定するための固定用溝部５５を一体形成するとともに、ＬＤ２５からの出射光の光軸を変換して光ファイバ２７の端面に導光する光結合ユニット２８の各光学素子（第１のレンズ６０、プリズム６１、及び、第２のレンズ６２）を固定するための光学素子保持部５６を一体形成することにより、複数のＬＤ２５から出射される光信号を光ファイバ２７に対して的確に入射させることができる。【００４１】
すなわち、実装基板２９を異型基板によって構成し、この実装基板２９に、光ファイバ２７を固定するための固定用溝部５５と、光結合ユニット２８の各光学素子を固定するための光学素子保持部５６とを一体形成することにより、フェルールやホルダ等の専用部品を別途使用することなく、簡単な構成により、複数のＬＤ２５と光ファイバ２７とを精度良く光学的に接続することができる。従って、内視鏡２の先端部１１の硬質長の長大化を好適に抑制することができる。【００４２】
この場合において、光結合ユニット２８を構成する光学素子である第１，第２のレンズ６０，６２としてボールレンズをそれぞれ採用することにより、例えば、内視鏡２の先端部１１に配設される極小型のレンズ（直径が１ｍｍ程度の極小型のレンズ）であっても、精度良く製造することができ、しかも、光学素子保持部５６に対しても精度良く位置決めすることができる。【００４３】
加えて、第１のレンズ６０をボールレンズによって構成することにより、単一の第１のレンズ６０によって、複数のＬＤ２５からの出射光をそれぞれ平行光に変換することができる。なお、本実施形態では、単一の第１のレンズ６０に対して２個のＬＤ２５からの出射光を入射させる構成について例示しているが、単一の第１のレンズ６０に対して３個以上のＬＤ２５からの出射光を入射させる構成とすることも可能である。【００４４】
次に、図７乃至図９は本発明の第２の実施形態に係り、図７は光信号送信モジュールの要部を示す斜視図、図８は各ＬＤを実装した実装基板を示す斜視図、図９は光結合ユニットにおける光信号の挙動を示す説明図である。なお、本実施形態において、上述の第１の実施形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。【００４５】
図７，８に示すように、本実施形態の実装基板７０は、各ＬＤ２５を実装するための基板本体７１と、この基板本体７１から延在する突起部７２と、が一体形成された異型基板によって構成されている。【００４６】
本実施形態の基板本体７１は、２つの平板状の基板部７４が垂直に連設された略Ｌ字状をなし、これら各基板部７４には、各ＬＤ２５を実装するための実装部７５が設定されている。【００４７】
一方、突起部７２は、２つの基板部７４の側部に対して垂直に連設された平板状の部材によって構成されている。図８に示すように、この突起部７２には、各ＬＤ２５が臨まされる面に、光ファイバ２７の先端側の側面が当接可能な固定部としての固定用溝部７６が設けられている。【００４８】
さらに、突起部７２には、各実装部７５に実装されたＬＤ２５と固定用溝部７６との間に、光結合ユニット２８の各光学素子を保持するための光学素子保持部７７が設けられている。【００４９】
ここで、本実施形態の光結合ユニット２８は、各ＬＤ２５からの出射光の拡がり角をそれぞれ変換する複数（例えば、２個）の第１のレンズ８０と、各第１のレンズ８０から出射された光の光軸を折り曲げるプリズム８１と、プリズム８１から出射された光を光ファイバ２７の端面に集光する第２のレンズ６２と、を光学素子として有して構成されている。【００５０】
これら各発光素子を保持するため、図８に示すように、光学素子保持部７７は、第１のレンズ８０、プリズム８１、及び、第２のレンズ６２の各形状に倣った複数の溝部が二股に連続する多段の溝部によって構成されている。【００５１】
ここで、各第１のレンズ８０は、例えば、屈折率がＮ＝１．５の光学材料からなるボールレンズによってそれぞれ構成されており、これら第１のレンズ８０の外表面には各ＬＤ２５がスペーサ６５を介してそれぞれ当接されている。【００５２】
本実施形態のプリズム８１は、側面視が略矩形形状をなす板状のプリズムによって構成されている。【００５３】
このプリズム８１の２つの面のうちの一方の面には、一方のＬＤ２５（例えば、波長が約１３１０ｎｍのＶＣＳＥＬ）が第１のレンズ８０を介して対向されるとともに、第２のレンズ６２が対向されている。【００５４】
また、プリズム８１の他方の面には、他方のＬＤ２５（例えば、波長が約１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬ）が第１のレンズ８０を介して対向されている。さらに、プリズム８１の他方の面には、一方のＬＤ２５からの光を反射するとともに、他方のＬＤ２５からの光を透過する波長選択性を有するビームスプリッタ膜８１ａが設けられている。なお、ビームスプリッタ膜８１ａは、例えば、酸化チタン等の誘電体多層膜によって構成されている。【００５５】
そして、図９に示すように、プリズム８１は、一方のＬＤ２５から出射された光をビームスプリッタ膜８１ａにおいて反射すると共に、他方のＬＤ２５から出射された光をビームスプリッタ膜８１ａにおいて透過することにより、各ＬＤ２５から入射された各光が同一方向（例えば、光ファイバ２７の光軸Ｏ方向）に進む平行光となるように、各光の光軸を折り曲げた後に、第２のレンズ６２に入射させることが可能となっている。【００５６】
このような実施形態によれば、上述の第１の実施形態と略同様の作用効果を奏することができる。【００５７】
ここで、本実施形態においては、例えば、図１０に示すように、上述のプリズム８１に代えて、内部にビームスプリッタ膜８３ａを備えたサイコロ状のプリズム８３を採用することも可能である。【００５８】
次に、図１１乃至図１３は本発明の第３の実施形態に係り、図１１は光信号送信モジュールの要部を示す斜視図、図１２は各ＬＤを実装した実装基板を示す斜視図、図１３は光結合ユニットにおける光信号の挙動を示す説明図である。なお、本実施形態において、上述の第１の実施形態と同様の構成については、適宜同符号を付して説明を省略する。【００５９】
図１１，１２に示すように、本実施形態の実装基板９０は、各ＬＤ２５を実装するための基板本体９１と、この基板本体９１から延在する突起部９２と、が一体形成された側面視略Ｌ字状をなす異型基板によって構成されている。【００６０】
本実施形態の基板本体９１は平板状をなし、この基板本体９１には、各ＬＤ２５を実装するための実装部９５が並んで設定されている。【００６１】
一方、突起部９２には、各ＬＤ２５が臨まされる面に、光ファイバ２７の先端側の側面が当接可能な固定部としての固定用溝部９６が設けられている。【００６２】
さらに、突起部９２には、各実装部９５に実装されたＬＤ２５と固定用溝部９６との間に、光結合ユニット２８の各光学素子を保持するための光学素子保持部９７が設けられている。【００６３】
ここで、本実施形態の光結合ユニット２８は、各ＬＤ２５からの出射光の拡がり角をそれぞれ変換する複数（例えば、２個）の第１のレンズ１００と、各第１のレンズ１００から出射された光の光軸を折り曲げるプリズム１０１と、プリズム１０１から出射された光を光ファイバ２７の端面に集光する第２のレンズ６２と、を光学素子として有して構成されている。【００６４】
これら各発光素子を保持するため、図８に示すように、光学素子保持部９７は、第１のレンズ１００、プリズム１０１、及び、第２のレンズ６２の各形状に倣った複数の溝部が二股に連続する多段の溝部によって構成されている。【００６５】
ここで、各第１のレンズ１００は、例えば、屈折率がＮ＝１．５の光学材料からなるボールレンズによってそれぞれ構成されており、各第１のレンズ１００の外表面には各ＬＤ２５がスペーサ６５を介してそれぞれ当接されている。【００６６】
本実施形態のプリズム１０１は、側面視が略台形形状をなす板状のプリズムによって構成されている。【００６７】
このプリズム１０１の上底側及び下底側の２つの面のうち、下底側の面には、一方のＬＤ２５（例えば、波長が約１３１０ｎｍのＶＣＳＥＬ）と他方のＬＤ２５（例えば、波長が約１５５０ｎｍのＶＣＳＥＬ）とがそれぞれ第１のレンズ１００を介して対向されている。【００６８】
また、プリズム１０１の上底側の面には、第２のレンズ６２が対向されている。【００６９】
また、プリズム１０１の内部には、一方のＬＤ２５からの光を反射するとともに、他方のＬＤ２５からの光を透過する波長選択性を有するビームスプリッタ膜１０１ａが設けられている。さらに、プリズム１０１の一方の側面には、一方のＬＤ２５からの光を反射する反射膜１０１ｂが設けられている。なお、反射膜１０１ｂを設けず、全反射を利用して反射させても良い。その際、ＳｉＯ２等の誘電体単層膜を全反射面に施して保護膜とし、ガラス材料の酸化などを防ぐことも可能である。【００７０】
そして、図１３に示すように、プリズム１０１は、一方のＬＤ２５から出射された光を反射膜１０１ｂにおいて反射すると共にビームスプリッタ膜１０１ａにおいて反射し、他方のＬＤ２５から出射された光をビームスプリッタ膜１０１ａにおいて透過することにより、各ＬＤ２５から入射された各光が同一方向（例えば、光ファイバ２７の光軸Ｏ方向）に進む平行光となるように、各光の光軸を折り曲げた後に、第２のレンズ６２に入射させることが可能となっている。【００７１】
このような実施形態によれば、上述の第１の実施形態と略同様の作用効果を奏することができる。【００７２】
ここで、例えば、図１４に示すように、上述のプリズム１０１に代えて、側面視が略矩形形状をなす板状のプリズム１０３を採用することも可能である。この場合、例えば、図１４に示すように、各第１のレンズ１００と第２のレンズ６２との間にプリズム１０３を傾けて配置し、各第１のレンズ１００に対向する面の一部に、一方のＬＤ２５からの光を透過するとともに他方のＬＤ２５からの光を反射するビームスプリッタ膜１０３ａを形成し、且つ、第２のレンズ６２に対向する面の一部に、他方のＬＤ２５からの光を反射する反射膜１０３ｂを形成することにより上述の実施形態と略同様の効果を奏することが可能となる。【００７３】
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。【００７４】
例えば、上述の各実施形態においては、光ファイバとしてＭＭＦを用いた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、グレーテッドインデックス（ＧＩ）型ＭＭＦ、ステップインデックス（ＳＩ）型ＭＭＦ、或いは、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）を用いることも可能である。【００７５】
これまで述べたすべての光学系において、第２のボールレンズ６２の屈折率をN=1.5程度とし、N=2の場合と同一焦点距離となるように直径を拡大したボールレンズを用いることもできる。この場合、光ファイバ２７と第２のボールレンズとの間には空気層のスペースを設ける。このように構成することにより一般的で安価なレンズ材料を用いることができ、低コスト化が可能となる。また、プリズムの表面を反射した光がレーザダイオード２５へ戻ることにより発光動作が不安定になる所謂戻り光ノイズや発光パワー不安定性を避けるために、プリズムを数度傾けて配置することも可能である。【００７６】
本出願は、２０１６年５月２３日に日本国に出願された特願２０１６−１０２４０５号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月16日(2018.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様による光信号送信モジュールは、電気信号を光信号に変換して、当該光信号の光を出射する複数の発光素子と、前記光信号を伝送する光ファイバと、前記複数の発光素子からの出射光の光軸を変換して前記光ファイバの端面に導光する光結合ユニットと、前記発光素子を実装するための実装部、前記光結合ユニットを構成する光学素子を保持するための光学素子保持部、及び、前記光ファイバを固定するための固定部が一体形成された異型基板からなる実装基板と、を備える光信号送信モジュールであって、前記光結合ユニットは、前記複数の発光素子から出射された光の拡がり角を変換する第１のレンズと、前記第１のレンズから出射された光の光軸を折り曲げるプリズムと、前記プリズムから出射された光を前記光ファイバの端面に集光する第２のレンズと、を有し、前記光学素子保持部は、前記第１のレンズ、前記プリズム、及び、前記第２のレンズの各外径に倣った複数の部分円弧状をなす溝部が連続する多段の溝部によって、前記第１のレンズ、前記プリズム、及び、前記第２のレンズを各中心軸が前記光ファイバの中心軸と同軸になる位置に位置決めするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換して、当該光信号の光を出射する複数の発光素子と、
前記光信号を伝送する光ファイバと、
前記複数の発光素子からの出射光の光軸を変換して前記光ファイバの端面に導光する光結合ユニットと、
前記発光素子を実装するための実装部、前記光結合ユニットを構成する光学素子を保持するための光学素子保持部、及び、前記光ファイバを固定するための固定部が一体形成された異型基板からなる実装基板と、
を備える光信号送信モジュールであって、
前記光結合ユニットは、
前記複数の発光素子から出射された光の拡がり角を変換する第１のレンズと、
前記第１のレンズから出射された光の光軸を折り曲げるプリズムと、
前記プリズムから出射された光を前記光ファイバの端面に集光する第２のレンズと、を有し、
前記光学素子保持部は、
前記第１のレンズ、前記プリズム、及び、前記第２のレンズの各外径に倣った複数の部分円弧状をなす溝部が連続する多段の溝部によって、前記第１のレンズ、前記プリズム、及び、前記第２のレンズを各中心軸が前記光ファイバの中心軸と同軸になる位置に位置決めする
ことを特徴とする光信号送信モジュール。
【請求項２】
前記第１のレンズは、前記複数の発光素子の出射面側に配置され、前記複数の発光素子からの出射された拡散光を平行光に変換することを特徴とする請求項１に記載の光信号送信モジュール。
【請求項３】
前記第１のレンズは、ボールレンズによって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の光信号送信モジュール。
【請求項４】
前記プリズムは、前記第１のレンズにおいて拡がり角が変換された前記複数の発光素子からの各光が同一方向に進む平行光となるように、前記複数の光の光軸を折り曲げた後に、
前記第２のレンズに入射させることを特徴とする請求項１に記載の光信号送信モジュール。
【請求項５】
前記第２のレンズは、ボールレンズによって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光信号送信モジュール。
【請求項６】
前記複数の発光素子は、互いに異なる波長の光を出射することを特徴とする請求項１に記載の光信号送信モジュール。
【請求項７】
前記実装基板は、
前記実装部を設定する基板本体と、該基板本体から延在し前記光学素子を保持するための光学素子保持部と、が一体形成された側面視略Ｌ字状をなす異型基板によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光信号送信モジュール。
【請求項８】
前記実装基板は、
前記光ファイバの中心軸に対して対象な断面略Ｖ字状をなす実装傾斜面を形成し、各実装傾斜面に前記実装部を設定することを特徴とする請求項１に記載の光信号送信モジュール。
【請求項９】
前記第１のレンズの焦点は、当該レンズの外表面から一定距離を有する位置に設定され、
前記発光素子は、前記焦点に設置し、前記第１のレンズの外表面に対してスペーサを介しそれぞれ当接することを特徴とする請求項1に記載の光信号送信モジュール。
【請求項１０】
前記第２のレンズは、入射面の焦点を当該レンズの外表面上に設定し、
前記光ファイバの端面は、前記第２のレンズの外表面上に当接することを特徴とする請求項1に記載の光信号送信モジュール。
【国際調査報告】
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