(57)【要約】【課題】  光電気混成回路において、光基板の歩留まりを改善し部材費を軽減することができる光インタフェースソケット、及び光インタフェースソケットを実装した光基板を提供する。【解決手段】  光インタフェースソケットは、光基板の代わりに、電気信号を光信号に変換する発光素子、及び光信号を電気信号に変換する受光素子を備える。光基板は、光インタフェースソケットを実装することで、発光素子及び受光素子を備える必要がない。【選択図】  図１
2006030399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装可能な光インタフェースソケットであって、
特定の部品が載置される一方の面に、電気信号を入出力する１つ以上の電気パッドと、
前記基板と接する他方の面に、前記電気パッドと電気的に導通する１つ以上の入出力端子とを備え、
前記入出力端子は、前記電気パッドから伝送される電気信号を光信号に変換して前記基板へ出力する光出力部、あるいは前記基板から入力された光信号を電気信号に変換して前記電気パッドに伝送する光入力部の少なくともいずれかであることを特徴とする、光インタフェースソケット。
【請求項２】
前記光出力部は、
前記電気パッドを介して入力された電気信号を光信号に変換する発光素子と、
前記発光素子によって変換された光信号を出力する出力用窓部とを少なくとも備えることを特徴とする、請求項１に記載の光インタフェースソケット。
【請求項３】
前記光入力部は、
光信号が入力される入力用窓部と、
前記入力用窓部を介して入力された光信号を電気信号に変換して前記電気パッドに伝送する受光素子とを少なくとも備えることを特徴とする、請求項１に記載の光インタフェースソケット。
【請求項４】
前記出力用窓部及び入力用窓部は、光信号を透過する透明部材で構成されることを特徴とする、請求項２又は３のいずれかに記載の光インタフェースソケット。
【請求項５】
前記出力用窓部及び入力用窓部は、光フェルールであることを特徴とする、請求項２又は３のいずれかに記載の光インタフェースソケット。
【請求項６】
前記他方の面に、複数の前記光出力部を備え、
前記複数の光出力部の全部又は一部が出力する光信号の波長は、それぞれ異なることを特徴とする、請求項１に記載の光インタフェースソケット。
【請求項７】
前記光入力部は、前記入力用窓部を介して入力された光信号から所定の波長成分のみを抽出し、当該抽出した光信号を前記受光素子に供給する波長選択フィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の光インタフェースソケット。
【請求項８】
前記発光素子は、半導体レーザであることを特徴とする、請求項２に記載の光インタフェースソケット。
【請求項９】
前記電気パッドと前記発光素子との間にコンデンサを備え、
前記コンデンサを介して、前記電気パッドに入力された電気信号の交流成分だけを前記発光素子に供給することを特徴とする、請求項２に記載の光インタフェースソケット。
【請求項１０】
前記電気パッドと前記発光素子との間に増幅回路を備え、
前記増幅回路を介して、所望のレベルに増幅された電気信号を前記発光素子に供給することを特徴とする、請求項２に記載の光インタフェースソケット。
【請求項１１】
前記電気パッドと前記受光素子との間に増幅回路を備え、
前記増幅回路を介して、所望のレベルに増幅された電気信号を前記電気パッドから出力することを特徴とする、請求項３に記載の光インタフェースソケット。
【請求項１２】
前記一方の面に、複数の電気パッドを備え、
前記発光素子は、２つの端子を備え、
前記２つの端子は、前記一方の面が備える２つの電気パッドにそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項２に記載の光インタフェースソケット。
【請求項１３】
前記一方の面に、複数の電気パッドを備え、
前記受光素子は、２つの端子を備え、
前記２つの端子は、前記一方の面が備える２つの電気パッドにそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項２に記載の光インタフェースソケット。
【請求項１４】
前記一方の面が備える２つの電気パッドのうち１つは、グラウンド電位であることを特徴とする、請求項１２又は１３のいずれかに記載の光インタフェースソケット。
【請求項１５】
前記他方の面に、前記一方の面の電気パッドと電気的に導通する第２の電気パッドをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の光インタフェースソケット。
【請求項１６】
前記光出力部は、前記出力用窓部の周囲に、前記発光素子に直流電力を供給する電源用電気パッドをさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の光インタフェースソケット。
【請求項１７】
前記光入力部は、前記入力用窓部の周囲に、前記受光素子に直流電力を供給する電源用電気パッドをさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の光インタフェースソケット。
【請求項１８】
光インタフェースソケットを少なくとも１つ以上実装した光基板であって、
前記光インタフェースソケットは、
特定の部品が載置される一方の面に、電気信号を入出力する１つ以上の電気パッドと、
前記基板と接する他方の面に、前記電気パッドと電気的に導通する１つ以上の入出力端子とを備え、
前記入出力端子は、前記電気パッドから伝送される電気信号を光信号に変換して前記基板へ出力する光出力部、あるいは前記基板から入力された光信号を電気信号に変換して前記電気パッドに伝送する光入力部の少なくともいずれかであり、
前記光基板は、
前記光出力部あるいは前記光入力部と接続され、光信号を入出力する１つ以上の光レセプタクルと、
前記光レセプタクルと接続され、光信号を伝搬する光導波路とを備えることを特徴とする、光基板。
【請求項１９】
前記光インタフェースソケットの光出力部は、
前記電気パッドを介して入力された電気信号を光信号に変換する発光素子と、
前記発光素子によって変換された光信号を出力する出力用窓部とを少なくとも備えることを特徴とする、請求項１８に記載の光基板。
【請求項２０】
前記光インタフェースソケットの光入力部は、
光信号が入力される入力用窓部と、
前記入力用窓部を介して入力された光信号を電気信号に変換して前記電気パッドに伝送する受光素子とを少なくとも備えることを特徴とする、請求項１８に記載の光基板。
【請求項２１】
前記光インタフェースソケットの光出力部は、前記出力用窓部の周囲に、前記発光素子に直流電力を供給する電源用電気パッドをさらに備えることを特徴とする、請求項１９に記載の光基板。
【請求項２２】
前記光インタフェースソケットの光入力部は、前記入力用窓部の周囲に、前記受光素子に直流電力を供給する電源用電気パッドをさらに備えることを特徴とする、請求項２０に記載の光基板。
【請求項２３】
前記光基板は、前記光レセプタクルの周囲に、前記光インタフェースソケットの電源用電気パッドに直流電力を供給する第２の電源用電気パッドを備えることを特徴とする、請求項２１又は２２のいずれかに記載の光基板。
【請求項２４】
前記光インタフェースソケットは、前記他方の面に、前記一方の面の電気パッドと電気的に導通する第２の電気パッドをさらに備え、
前記光基板は、前記第２の電気パッドと接続される第３の電気パッドをさらに備えることを特徴とする、請求項１８に記載の光基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光インタフェースソケット、及び光インタフェースソケットを実装した光基板に関し、より特定的には、光基板の歩留まりを改善し部材費を軽減することができる光インタフェースソケット、及び光インタフェースソケットを実装した光基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、高い周波数にてアナログ信号を扱う高周波回路や、高速にデジタル信号を処理する高速信号処理回路などは、表面あるいは内部に電気配線が施された電気基板の上に、複数の電気ＩＣや、電気ＩＣと抵抗等の電気部品とを組み合わせたハイブリッド回路などを実装することで構成される。このような回路を小型化する場合、電気基板における電気配線を細線化する、あるいは電気配線同士の間隔を詰めるなどの方法が考えられる。しかし、このような方法では、電気ＩＣやハイブリッド回路等で扱う電気信号の周波数が高くなる、あるいは信号速度が高速になると、電気配線を流れる信号同士の干渉が起こりやすくなってしまう。そのため、高周波回路や高速信号処理回路等の小型化には限界があった。
【０００３】
高周波回路や高速信号処理回路等における小型化の限界を解決する方法の１つとして、従来、基板に光導波路を設け電気信号の代わりに光信号を送受する光電気混成回路が開示されている（例えば、特許文献１）。
図２４は、従来の光電気混成回路を説明する図である。図２４において、従来の光電気混成回路は、光基板１１００と光配線板１５００とを重ね合わせた構造からなる。光基板１１００には、特定の機能を持つ電気回路１２００、光信号を出力する発光素子１３００、及び光信号を受信する受光素子１４００が集積されている。また、光配線板１５００には、光信号を反射するＶ形溝１６００、及び光信号を伝搬する光導波路１７００が設けられている。
【０００４】
図２５は、従来の光電気混成回路のＶ形溝の位置における断面を説明する図である。図２５において、光配線板１５００には、発光素子１３００に対応してＶ形溝１６００ａが、受光素子１４００に対応してＶ形溝１６００ｂが形成されている。また、Ｖ形溝１６００ａとＶ形溝１６００ｂとの間は、光導波路１７００が設けられている。
Ｖ形溝１６００ａは、発光素子１３００から出力された光信号１８００を反射して、光導波路１７００に光信号１８００を供給する。また、Ｖ形溝１６００ｂは、光導波路１７００から出力された光信号を反射して、受光素子１４００に光信号１８００を供給する。すなわち、従来の光電気混成回路においては、発光素子１３００から出力された光信号１８００は、Ｖ形溝１６００ａ、光導波路１７００、及びＶ形溝１６００ｂを介して受光素子１４００まで伝送される。従って、従来の光電気混成回路においては、電気配線を用いることなく、発光素子１３００と受光素子１４００とを、Ｖ形溝１６００及び光導波路１７００によって任意に接続することができる。故に、光電気混成回路の小型化及び高集積化が可能となる。
【特許文献１】特開昭６１−１２１０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の光電気混成回路においては、能動デバイスであり経年劣化等によって故障する可能性がある発光素子１３００及び受光素子１４００を、電気回路１２００と同一の光基板１１００の上に集積している。そのため、発光素子１３００及び受光素子１４００が故障した場合には、光基板１１００全体が故障することになる。特に、回路の規模が大きくなると、１つの光基板１１００の上に集積される発光素子１３００や受光素子１４００の数も多くなり、光基板１１００全体としての故障率が上がることになる。そのため、従来の光電気混成回路においては、光基板１１００の歩留まりが悪くなり、結果として部材費の増加を招くという問題点があった。
また、実際に光基板１１００を試作していく段階で、電気回路１２００に修正が少なからず発生する場合がある。その場合においても、発光素子１３００及び受光素子１４００を集積した光基板１１００全体を再試作する必要があるため、発光素子１３００及び受光素子１４００の費用が光基板１１００の再試作の費用に加算されてしまうことになる。
【０００６】
それ故に、本発明の目的は、光基板の歩留まりを改善し部材費を軽減することができる光インタフェースソケット、及び光インタフェースソケットを実装した光基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、基板に実装可能な光インタフェースソケットに向けられている。そして上記目的を達成するために、本発明の光インタフェースソケットは、特定の部品が載置される一方の面に、電気信号を入出力する１つ以上の電気パッドと、基板と接する他方の面に、電気パッドと電気的に導通する１つ以上の入出力端子とを備える。
【０００８】
入出力端子は、電気パッドから伝送される電気信号を光信号に変換して基板へ出力する光出力部、あるいは基板から入力された光信号を電気信号に変換して電気パッドに伝送する光入力部の少なくともいずれかである。
【０００９】
好ましくは、光出力部は、発光素子、及び出力用窓部を備える。発光素子は、電気パッドを介して入力された電気信号を光信号に変換する。出力用窓部は、発光素子によって変換された光信号を出力する。
【００１０】
好ましくは、光入力部は、入力用窓部、及び受光素子を備える。入力用窓部は、光信号が入力される。受光素子は、入力用窓部を介して入力された光信号を電気信号に変換して電気パッドに伝送する。
【００１１】
出力用窓部及び入力用窓部は、光信号を透過する透明部材で構成することができる。また、出力用窓部及び入力用窓部は、光フェルールであってもよい。
【００１２】
光インタフェースソケットが他方の面に複数の光出力部を備える場合、複数の光出力部の全部又は一部が出力する光信号の波長は、それぞれ異なるものであってもよい。また、光出力部が備える発光素子として、半導体レーザを用いてもよい。
【００１３】
光入力部は、入力用窓部を介して入力された光信号から所定の波長成分のみを抽出し、抽出した光信号をレンズ部に供給するフィルタをさらに備えることができる。
【００１４】
光インタフェースソケットは、電気パッドと発光素子との間にコンデンサを備えることで、コンデンサを介して、電気パッドに入力された電気信号の交流成分だけを発光素子に供給することができる。
【００１５】
また、光インタフェースソケットは、電気パッドと発光素子との間に増幅回路を備えることで、増幅回路を介して、所望のレベルに増幅された電気信号を発光素子に供給することができる。
【００１６】
また、光インタフェースソケットは、電気パッドと受光素子との間に増幅回路を備えることで、増幅回路を介して、所望のレベルに増幅された電気信号を電気パッドから出力することができる。
【００１７】
光インタフェースソケットが一方の面に複数の電気パッドを備え、発光素子が２つの端子を備える場合、その２つの端子は、複数の電気パッドにそれぞれ接続されてもよい。また、受光素子が２つの端子を備える場合も、その２つの端子は、複数の電気パッドにそれぞれ接続されてもよい。また、端子が接続された電気パッドの１つは、グラウンド電位であってもよい。
【００１８】
光インタフェースソケットは、他方の面に、一方の面の電気パッドと電気的に導通する第２の電気パッドをさらに備えることができる。
【００１９】
光出力部は、出力用窓部の周囲に、発光素子に直流電力を供給する電源用電気パッドをさらに備えることができる。また、光入力部も、入力用窓部の周囲に、受光素子に直流電力を供給する電源用電気パッドをさらに備えることができる。
【００２０】
また、本発明は、上述した光インタフェースソケットを少なくとも１つ以上実装した光基板にも向けられている。そして上記目的を達成するために、本発明の光基板は、光インタフェースソケットの光出力部あるいは光入力部と接続されて光信号を入出力する１つ以上の光レセプタクルと、光レセプタクルと接続されて光信号を伝搬する光導波路とを備える。
【００２１】
好ましくは、光インタフェースソケットが出力用窓部又は入力用窓部の周囲に電源用電気パッドを備える場合、光基板は、光レセプタクルの周囲に、光インタフェースソケットの電源用電気パッドに直流電力を供給する第２の電源用電気パッドをさらに備える。
【００２２】
また、光インタフェースソケットが他方の面に、一方の面の電気パッドと電気的に導通する第２の電気パッドをさらに備える場合、光基板は、光インタフェースソケットの第２の電気パッドと接続される第３の電気パッドをさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、光基板に代わって光インタフェースソケットが発光素子及び受光素子を備える。そのため、発光素子及び受光素子が故障した場合でも光インタフェースソケットのみを交換すればよく、光基板を交換する必要がない。故に、光基板の歩留まりを改善し部材費を軽減することができる。
また、光電気混成回路を試作していく段階で、回路の設計に変更が生じた場合でも、光基板のみを再試作すればよく、発光素子及び受光素子を備える光インタフェースソケットはそのまま使用することができる。そのため、光電気混成回路の試作段階における費用を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光電気混成回路の構成の一例を説明する図である。図１において、光電気混成回路は、光基板２００、光基板２００の上に実装される光インタフェースソケット１００、及び光インタフェースソケット１００の上に実装される電気ＩＣ３００から構成される。なお、光基板２００は、複数の光インタフェースソケット及び電気ＩＣ（例えば、光インタフェースソケット１０９や電気ＩＣ３０９など）を実装することもできる。なお、図１では、光基板２００の一部に対して、基板内部も透過した図（内部透過図）を示している。
【００２５】
光インタフェースソケット１００は、電気信号を光信号に、光信号を電気信号に変換する。或いは、一部、電気信号をそのまま通過させる。光基板２００は、光インタフェースソケット１００を介して、電気ＩＣ３００との間で電気又は光信号の送受を行う。具体的には、光基板２００は、内部等に電気信号や光信号を扱う配線（例えば、電気配線２１１や光導波路２２１など）が施された基板である。光基板２００では、内部等に施された電気配線２１１や光導波路２２１を通じて、光インタフェースソケット１００や光インタフェースソケット１０９、或いはその他の回路（図示せず）と電気信号や光信号の授受が行われ、基板全体として信号が処理される。
電気ＩＣ３００は、端子（例えば、端子３１０ａ〜３１０ｃ）を介して、光インタフェースソケット１００との間で電気信号を送受する。なお、光インタフェースソケット１００は、電気ＩＣの代わりにハイブリッド回路やその他の電気部品を実装することもできる。
【００２６】
図２は、光インタフェースソケット１００における電気ＩＣ３００と接続される側の面の一例を示す図である。図２において、電気ＩＣ３００と接続される側の面には、電気信号を伝える電気パッド１１０ａ〜１１０ｊが配置されている。図中の破線３００Ｘは、この部分に実装される電気ＩＣ３００の位置（外周）を示している。すなわち、光インタフェースソケット１００の電気パッド１１０ａ〜１１０ｃは、電気ＩＣ３００の端子３１０ａ〜３１０ｃとそれぞれ接続される。また、電気パッド１１０ｆ〜１１０ｈも、電気ＩＣ３００の別の端子とそれぞれ接続されているものとする（図示せず）。なお、電気パッド１１０ｄ〜１１０ｅ、及び１１０ｉ〜１１０ｊは、解放されているが別の電気ＩＣの端子と接続することもできる。
【００２７】
ここで、図２のＡ−Ａ’断面図を用いて、光インタフェースソケット１００の構造について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る光インタフェースソケット１００の構造を説明する図（図２のＡ−Ａ’断面図）である。
図３において、光インタフェースソケット１００は、電気ＩＣ３００と接続される側の面（以下、電気面と記す）に電気パッド１１０ａ〜１１０ｅを、光基板２００と接続される側の面（以下、光面と記す）に電気パッド１２０ａ、１２０ｅ、光出力部１２０ｂ、１２０ｄ、及び光入力部１２０ｃを備える。また、光インタフェースソケット１００は、電気面と光面との間に、誘電体等からなり電気信号を遮断する絶縁層１４０、絶縁層１５０、及び絶縁層１４０と絶縁層１５０との間に電気配線層１３０を備える。
【００２８】
図３において、電気パッド１１０ａは、スルーホール１３２ａを介して電気パッド１２０ａと接続されている。すなわち、電気パッド１１０ａと電気パッド１２０ａとは、スルーホール１３２ａを介して電気的に導通している。また、電気パッド１１０ｂは、スルーホール１３２ｂ及び電極１３１ｂを介して光出力部１２０ｂと接続されている。すなわち、電気パッド１１０ｂは、スルーホール１３２ｂ及び電極１３１ｂを介して、光出力部１２０ｂと電気的に導通している。同様に、電気パッド１１０ｃが光入力部１２０ｃと、電気パッド１１０ｄが光出力部１２０ｄと、電気パッド１１０ｅが電気パッド１２０ｅとそれぞれ接続されている。
【００２９】
光出力部１２０ｂは、光信号を出力する構成として、発光素子１２１ｂ、集光用レンズ１２２ｂ、及び窓１２３ｂを備える。発光素子１２１ｂは、電極１３１ｂを介して入力された電気信号を光信号に変換する。例えば、発光素子１２１ｂとしては、半導体レーザやＬＥＤなどを用いることができる。なお、発光素子１２１ｂは、一方の端子が電極１３１ｂに、他方の端子がグラウンドに接続されているものとする（図示せず）。集光用レンズ１２２ｂは、発光素子１２１ｂによって変換された光信号を平行あるいは緩やかに集光する光信号に変換して出力する。窓１２３ｂは、集光用レンズ１２２ｂによって出力された光信号を透過して光出力部１２０ｂから出力する。なお、窓１２３ｂは、光出力部１２０ｂに空いた隙間や、透明なガラス等の透明部材から構成される。
【００３０】
光入力部１２０ｃは、光信号を入力する構成として、受光素子１２１ｃ、集光用レンズ１２２ｃ、及び窓１２３ｃを備える。受光素子１２１ｃは、窓１２３ｃ及び集光用レンズ１２２ｃを介して入力された光信号を電気信号に変換する。なお、受光素子１２１ｃは、一方の端子が電極１３１ｃに、他方の端子がグラウンドに接続されているものとする（図示せず）。集光用レンズ１２２ｃ、及び窓１２３ｃは、光出力部１２０ｂと同様の構成とすることができる。
なお、本実施形態では、光出力部１２０ｂ及び光入力部１２０ｃにおいて、集光用レンズ１２２ｂ、１２２ｃを備える構成としているが、これらは必ずしも必要な構成ではない。例えば、光出力部１２０ｂにおいて、発光素子１２１ｂは、光信号を窓１２３ｂに直接に出力することができる。
【００３１】
図４は、光基板２００の光インタフェースソケット１００と接続される側の面の一例を示す図である。図４において、光インタフェースソケット１００と接続される側の面には、光信号を送受する光レセプタクル２２０ｂ〜２２０ｄ、２２０ｆ〜２２０ｇ、２２０ｉ、及び電気信号を送受する電気パッド２１０ａ、２１０ｅ、２１０ｈ、２１０ｊが配置されている。図中の破線１００Ｘは、この部分に実装される光インタフェース１００の位置（外周）を示している。すなわち、電気パッド２１０ａが電気パッド１２０ａ（図３参照）と、光レセプタクル２２０ｂが光出力部１２０ｂと、光レセプタクル２２０ｃが光入力部１２０ｃとそれぞれ接続される。その他の端子（光レセプタクル２２０ｄ、２２０ｆ〜２２０ｇ、２２０ｉ、電気パッド２１０ｅ、２１０ｈ、２１０ｊ）についても同様である。
【００３２】
ここで、図４のＢ−Ｂ’断面図を用いて、光基板２００の構造について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る光基板２００の構造を説明する図（図４のＢ−Ｂ’断面図）である。
図５において、光基板２００は、誘電体等からなる絶縁層２３０の上に電気パッド２１０ａ、２１０ｅ、及び光レセプタクル２２０ｂ〜２２０ｄを備える。光レセプタクル２２０ｂは、光導波路２２１ｂ、スリーブ２２２ｂ、及びスリーブ保持台２２３ｂを備える。光導波路２２１ｂは、光信号を伝搬する。なお、光導波路２２１ｂとしては、光ファイバや絶縁層２３０の内部に屈折率の高低差をつけて形成された光導波路などが用いられる。スリーブ２２２ｂは、光導波路２２１ｂと接続され、光導波路２２１ｂに対して光信号を入出力する。スリーブ保持台２２３ｂは、スリーブ２２２ｂを固定する。なお、光レセプタクル２２０ｃ及び光レセプタクル２２０ｄも、光レセプタクル２２０ｂと同様の構造である。
【００３３】
次に、光インタフェースソケット１００を介して光基板２００と電気ＩＣ３００との間で光又は電気信号が送受される場合の、光インタフェースソケット１００及び光基板２００の動作について説明する。
＜光インタフェースソケット１００の動作＞
◆電気パッド１１０ａ−電気パッド１２０ａ間
光インタフェースソケット１００（図３参照）において、電気パッド１１０ａには、電気ＩＣ３００の端子３１０ａから出力された電気信号が入力される。この場合、光インタフェースソケット１００は、入力された電気信号を、電気パッド１１０ａ、及びスルーホール１３２ａを介して電気パッド１２０ａから出力する。或はその逆として、電気パッド１２０ａには、光基板２００の電気パッド２１０ａから出力された電気信号が入力される。この場合、光インタフェースソケット１００は、入力された電気信号を、スルーホール１３２ｂを介して電気パッド１１０ａから出力する。
【００３４】
◆電気パッド１１０ｂ−光出力部１２０ｂ間
光インタフェースソケット１００において、電気パッド１１０ｂには、電気ＩＣ３００の端子３１０ｂから出力された電気信号が入力される。この場合、電気パッド１１０ｂに入力された電気信号は、スルーホール１３２ｂ及び電極１３１ｂを介して、光出力部１２０ｂの発光素子１２１ｂに供給される。発光素子１２１ｂは、電極１３１ｂを介して供給された電気信号を強度変調された光信号に変換する。集光用レンズ１２２ｂは、発光素子１２１ｂによって変換された光信号を平行あるいは緩やかに集光する光信号に変換して、窓１２３ｂに向けて出力する。窓１２３ｂは、集光用レンズ１２２ｂから出力された光信号を透過して出力する。
【００３５】
◆光入力部１２０ｃ−電気パッド１１０ｃ間
光入力部１２０ｃにおいて、集光用レンズ１２２ｃには、窓１２３ｃを介して、光基板２００の光レセプタクル２２０ｃから出力された光信号が入力される。集光用レンズ１２２ｃは、窓１２３ｃを介して入力された光信号を平行あるいは緩やかに集光する光信号に変換して、受光素子１２１ｃに向けて出力する。受光素子１２１ｃは、集光用レンズ１２２ｃから出力された光信号を電気信号に変換して、電気信号を電極１３１ｃに供給する。すなわち、光入力部１２０ｃは、入力された光信号を電気信号に変換して電極１３１ｃに供給する。光入力部１２０ｃ（受光素子１２１ｃ）から電極１３１ｃに供給された電気信号は、スルーホール１３２ｃを介して電気パッド１１０ｃから出力される。
【００３６】
電気パッド１１０ｄ−光出力部１２０ｄ間での動作は、電気パッド１１０ｂ−光出力部１２０ｂ間での動作と同様である。また、電気パッド１１０ｅ−電気パッド１２０ｅ間での動作は、電気パッド１１０ａ−電気パッド１２０ａ間での動作と同様である。
【００３７】
＜光基板２００の動作＞
光基板２００（図５参照）において、電気パッド２１０ａには、光インタフェースソケット１００の電気パッド１２０ａから出力された電気信号が入力される。この場合、光基板２００は、基板の表面あるいは内部に敷かれた電気配線（例えば、電気配線２１１）を介して、電気パッド２１０ａに入力された電気信号を送信する。或はその逆として、電気配線を介して電気パッド２１０ａに入力された電気信号を、光インタフェースソケット１００の電気パッド１２０ａに供給する。なお、電気パッド２１０ｅにおける動作も同様である。
【００３８】
光レセプタクル２２０ｂには、光インタフェースソケット１００の光出力部１２０ｂから出力された光信号が入力される。この場合、光レセプタクル２２０ｂは、入力された光信号を、スリーブ２２２ｂを介して光導波路２２１ｂに供給する。なお、光レセプタクル２２０ｄに光信号が入力された場合の動作も同様である。光レセプタクル２２０ｃは、光導波路２２１ｃから入力された光信号を、スリーブ２２２ｃを介して、光インタフェースソケット１００の光入力部１２０ｃに供給する。なお、光出力部１２０ｂからの光信号を光導波路２２１ｂに効率よく導波するため、スリーブ２２２ｂ内にレンズを設置しておいても良い。同様に、スリーブ２２２ｃ内にレンズを設置しておいても良い。
【００３９】
なお、第１の実施形態において、光インタフェースソケット１００が備える発光素子１２１ｂや受光素子１２１ｃに対する給電は、例えば、光基板２００上の電気パッド２１０ａや電気パッド２１０ｅ等を介して行うことができるものとする。
【００４０】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る光インタフェースソケット１００及び光基板２００によれば、光基板２００に代わって光インタフェースソケット１００が発光素子及び受光素子を備える。そのため、発光素子及び受光素子が故障した場合でも光インタフェースソケット１００のみを交換すればよく、光基板２００を交換する必要がない。故に、光基板２００の歩留まりを改善し、結果として部材費を軽減することができる。
また、光電気混成回路を試作していく段階で、回路の設計に変更が生じた場合でも、光基板２００のみを再試作すればよく、発光素子及び受光素子を備える光インタフェースソケット１００はそのまま使用することができる。そのため、光電気混成回路の試作段階における費用を軽減することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る光インタフェースソケット１０１の構造を説明する図である。図６において、第２の実施形態に係る光インタフェースソケット１０１は、第１の実施形態に係る光インタフェースソケット１００（図３参照）と比較して、光出力部１２０ｂ、光入力部１２０ｃ、及び光出力部１２０ｄの構造が異なる。具体的には、第２の実施形態に係る光出力部１２０ｂは、窓１２３ｂとして光フェルール１２４ｂを備える。光フェルール１２４ｂは、光基板が備える光レセプタクルとの接続において光信号の結合率を高める。なお、光入力部１２０ｃ及び光出力部１２０ｄにおいても、光出力部１２０ｂと同様に、光フェルール１２４ｃ及び光フェルール１２４ｄを備える。
【００４２】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る光基板２０１の構造を説明する図である。図７において、第２の実施形態に係る光基板２０１は、第１の実施形態に係る光基板２００（図５参照）と比較して、光レセプタクル２２０ｂの構造が異なる。具体的には、光レセプタクル２２０ｂは、第１の実施形態と比較して、光フェルール２２４ｂ及びバネ２２５ｂをさらに備える。光フェルール２２４ｂは、光導波路２２１ｂと接続され、光導波路２２１ｂと、光インタフェースソケットが備える光出力部１２０ｂとの接続において光信号の結合率を高める。バネ２２５ｂは、押し下げられた光フェルール２２４ｂを押し上げる働きをする。すなわち、光基板２０１において、光インタフェースソケット１０１の光フェルール１２４ｂが光レセプタクル２２０ｂに挿入された場合、バネ２２５ｂは、光フェルール１２４ｂによって押し下げられた光フェルール２２４ｂを押し上げる。これにより、光フェルール１２４ｂと光フェルール２２４ｂは密着するので、光信号の結合率が高まる。なお、光レセプタクル２２０ｃ及び光レセプタクル２２０ｄも、光レセプタクル２２０ｂと同様の構造である。
【００４３】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る光インタフェースソケット１０１及び光基板２０１によれば、光フェルールを用いることにより、第１の実施形態よりも光インタフェースソケット１０１と光基板２０１との間で送受される光信号の結合率を高めることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２の光出力部における構造を説明する図である。図８において、第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２は、第１及び第２の実施形態に係る光インタフェースソケット１００及び１０１と比較して、チップインダクタ５６０、及びチップコンデンサ５７０をさらに備える。なお、第３の実施形態に係る光基板は、第１及び第２の実施形態に係る光基板と同様である。
【００４５】
ここで、図８のＣ−Ｃ’断面図を用いて、光インタフェースソケット１０３の光出力部における部品配置について説明する。図９は、光インタフェースソケット１０２の光出力部における部品配置を説明する図（図８のＣ−Ｃ’断面図）である。図１０は、図９で説明した部品配置を回路図により示す図である。図９及び図１０に示すように、発光素子１２１の一方の電気端子は電気配線層５３１に、もう一方の電気端子はグラウンドに接続されている。また、チップインダクタ５６０及びチップコンデンサ５７０は、電気配線層５３１により、発光素子１２１とそれぞれ接続されている。電気配線層５３０は、電源と接続され（図示せず）、チップインダクタ５６０及び電気配線層５３１を介して、発光素子１２１に対して直流電流を供給する。チップコンデンサ５７０は、電気配線層５３２を介して入力された電気信号から直流成分を除去し交流成分のみを電気配線層５３１に出力する。
【００４６】
次に、図８〜図１０を用いて、本発明の第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２の動作について説明する。
電気配線層５３０（Ｐｏｒｔ−１）は、チップインダクタ５６０及び電気配線層５３１を介して、発光素子１２１に直流電流を供給する。すなわち、発光素子１２１には、チップインダクタ５６０等を介して直流電流が供給される。また、電気パッド１１０（Ｐｏｒｔ−２）から入力された電気信号は、スルーホール１３２及び電気配線層５３２を介してチップコンデンサ５７０に供給される。チップコンデンサ５７０は、電気配線層５３２を介して供給された電気信号から直流成分を除去し交流成分の電気信号を出力する。チップコンデンサ５７０から出力された交流成分の電気信号は、電気配線層５３１を介して発光素子１２１に供給される。発光素子１２１は、チップコンデンサ５７０を介して供給された電気信号（交流成分）の波形に応じて強度変調された光信号を出力する。集光用レンズ１２２及び光フェルール１２４における動作は、第２の実施形態と同様である。
【００４７】
なお、第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２は、電気配線層５３０〜５３２に電気アンプなどの電気部品をさらに備えてもよい。例えば、電気配線層５３２に電気アンプを備えることで、電気パッド１１０に入力された電気信号を増幅して、発光素子１２１に供給することができる。
【００４８】
なお、第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２は、光入力部（図示せず）においても、光出力部と同様に、チップインダクタ５６０、及びチップコンデンサ５７０を備える構造とすることができる。
【００４９】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２によれば、発光素子や受光素子に直流電流及び電気信号を供給するための電気部品（例えば、チップインダクタ５６０、チップコンデンサ５７０及び電気配線５３０〜５３２等）を光インタフェースソケット１０２の表面から無くすことができる。そのため、光インタフェースソケット１０２は、第１及び第２の実施形態に係る光インタフェースソケットよりも、光基板２００や電気ＩＣ３００との接続が容易となる。
【００５０】
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る光インタフェース１０３の光出力部における構造を説明する図である。図１２は、光インタフェースソケット１０３の光出力部における部品配置を説明する図（図１１のＤ−Ｄ’断面図）である。第４の実施形態では、図１１及び図１２を参照しながら、第３の実施形態と異なる部分のみ説明する。図１１において、第４の実施形態に係る光インタフェースソケット１０３は、第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２が備えるチップコンデンサ５７０及びスルーホール１３２の代わりに誘電体部６７０を備える。誘電体部６７０は、スルーホール１３２、及びチップコンデンサ５７０の誘電体部分として機能する。なお、チップコンデンサ５７０の電極としては、電気パッド１１０及び電気配線層６３１が兼ねるものとする。また、光インタフェースソケット１０３は、チップインダクタ５６０の代わりに電気配線層６３０の上に配線パターンとして形成されたインダクタ６６０を備えてもよい（図１２参照）。
【００５１】
以上のように、本発明の第４の実施形態に係る光インタフェースソケット１０３によれば、第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２と比較して、チップインダクタ５６０及びチップコンデンサ５７０を省くことができるので、集積度をより高めることができる。
【００５２】
なお、第１〜４の実施形態に係る光インタフェースソケット１００〜１０３は、発光素子１２１の２つの端子を、光インタフェースソケット１００〜１０３が備える２つの電気パッドにそれぞれ接続することができるものとする（図１３参照）。この場合、２つの電気パッドのうち、一方がグラウンドに接続されてもよいし、両方にそれぞれ電気信号が入力されてもよい。また、受光素子の２つの端子も発光素子と同様に、２つの電気パッドに接続できるものとする。
【００５３】
また、第１〜４の実施形態に係る光基板は、光基板の側面に光信号を入出力する光レセプタクルを備えてもよい。図１４は、側面に光レセプタクルを備える光基板の一例を示す図である。図１４において、光基板は、光レセプタクル２４０を側面に備えることで、側面から光信号を入出力する柔軟な回路設計を行うことができる。光基板は、側面に複数の光レセプタクル２４０を備えてもよい。なお、光基板には、光レセプタクル２４０の代わりに光ファイバが接続されてもよい。
【００５４】
また、第１〜４の実施形態に係る光インタフェースソケット（図３参照）は、発光素子１２１ｂや受光素子１２１ｃに対する給電を、電気パッド（例えば、電気パッド１２０ａや１２０ｅ）から行うことができるものとする。また、光基板（図５参照）は、光インタフェースソケットへの給電を、電気パッド（例えば、電気パッド２１０ａや２１０ｅ）から行うことができるものとする。
【００５５】
また、第１〜４の実施形態に係る光インタフェースソケットにおいて、発光素子１２１に対する給電のために、光インタフェースソケットが備える光出力部は、窓１２３又は光フェルール１２４の周りに電源用電気パッドを備えてもよい。図１５は、発光素子の電源用電気パッドが光基板側に設けられている光インタフェースソケットの一例を示す図である。図１５において、電源用電気パッド１２６は、光基板等を介して入力される直流電流を発光素子１２１に給電する。また、光入力部も、光出力部と同様に、受光素子に対する給電のために窓又は光フェルールの周りに電源用電気パッドを備えることができるものとする。光インタフェースソケットは、窓１２３又は光フェルール１２４の周りに電源用電気パッドを備えることで、発光素子や受光素子に対する給電用の電気パッド（例えば、電気パッド１２０ａや１２０ｅ）を専用に設ける必要がない。そのため、光インタフェースソケットの小型化が可能となる。また、光インタフェースソケットの小型化により、光基板上に実装できる部品（例えば、電気ＩＣ３００等）の密度を高めることができる。
【００５６】
また、光基板は、光インタフェースソケットの電源用電気パッド１２６に対する給電のために、光レセプタクルに電源用電気パッドを備えてもよい。図１６は、光レセプタクルに電源用電気パッドを備える光基板の一例を示す図である。図１６において、電源用電気パッド２２６は、光インタフェースソケットが備える電源用電気パッド１２６と接続されることで、光出力部又は光入力部に対して給電を行う。光基板は、光レセプタクルに電源用電気パッドを備えることで、光インタフェースソケットに対する給電のための電気パッド（例えば、電気パッド２１０ａや２１０ｂ）を専用に設ける必要がない。そのため、光基板の小型化が可能となる。
【００５７】
また、第１〜４の実施形態に係る光インタフェースソケットにおいては、電気ＩＣと接続される側の面に配置する電気パッドの数を１０としたが（図２参照）、それ以外の数を配置することもできる（図１７参照）。例えば、光インタフェースソケットは、多数の電気パッドを電気ＩＣと接続される側の面に配置することで、任意の数の端子を持つ電気ＩＣを実装することができる。また、光インタフェースソケットは、光基板と接続される側の面にも、多数の光出力部、光入力部、又は電気パッドを任意に配置することができるものとする（図示せず）。そのため、光インタフェースソケットは、任意の入出力端子（光レセプタクル及び電気パッド）を備えた光基板と接続することができる。すなわち、光インタフェースソケットに汎用性を持たせることができる。
【００５８】
また、第１〜４の実施形態に係る光基板においては、光基板と接続される側の面に多数の光レセプタクル又は電気パッドを任意に配置することができるものとする（図１８参照）。図１８において、光基板は、任意の光レセプタクル又は電気パッドを用いて、光インタフェースソケットが備える光出力部、光入力部、又は電気パッドと接続することができる。
【００５９】
また、第１〜第４の実施形態に係る光インタフェースソケットにおいて、光出力部が出力する光信号の波長は、光出力部毎にそれぞれ異なるものであってもよい（図１９参照）。この場合、光基板は、光結合分離部２２７をさらに備える（図２０参照）。光結合分離部２２７は、光レセプタクルから入力された波長の異なる光信号を結合して１つの光導波路２２１に対して出力する。或はその逆として、光導波路２２１によって伝送される複数の光信号をパワー分割して、そのまま光レセプタクルに対して出力する（図２１参照）。
【００６０】
また、第１〜第４の実施形態に係る光インタフェースソケットにおいて、光入力部は、入力する光信号の波長を選択する波長選択フィルタ１２７をさらに備えてもよい（図２２参照）。波長選択フィルタ１２７は、決まった波長の光信号を通過させる。すなわち、光基板の光レセプタクルから波長の異なる光信号が出力された場合でも、光インタフェースソケットにおいて、波長選択フィルタ１２７は、決まった波長の光信号のみを透過して集光用レンズ１２２に入力する。
【００６１】
また、第１〜第４の実施形態に係る光基板は、光波長多重分離器をさらに備えてもよい（図２３参照）。光波長多重分離器は、波長の異なる複数の光信号を所定の波長成分に分離する。すなわち、光波長多重分離器２２８は、光導波路２２１にて伝送される波長の異なる複数の光信号（λ１、λ２、λ３）を、所定の波長成分の光信号（λ１）とそれ以外の波長成分の光信号（λ２、λ３）とに分離する。また、光波長多重分離器２２９も同様に、光導波路２２１にて伝送される波長の異なる複数の光信号（λ２、λ３）を、所定の波長成分の光信号（λ２）とそれ以外の波長成分の光信号（λ３）とに分離する。
【００６２】
またさらに、第１〜第４の実施形態に係る光インタフェースソケットは、それぞれ異なる実施形態に係る光基板に実装することができるものとする。例えば、第１の実施形態に係る（光フェルールを備えてない）光インタフェースソケットは、第２の実施形態に係る（光フェルールを備える）光基板にも実装することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の光インタフェースソケット、及び光インタフェースソケットを実装した光基板は、光基板の歩留まりを改善し部材費を低減する場合等に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光電気混成回路の構成の一例を説明する図
【図２】光インタフェースソケット１００における電気ＩＣ３００と接続される側の面の一例を示す図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光インタフェースソケット１００の構造を説明する図
【図４】光基板２００の光インタフェースソケット１００と接続される側の面の一例を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光基板２００の構造を説明する図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光インタフェースソケット１０１の構造を説明する図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光基板２０１の構造を説明する図
【図８】本発明の第３の実施形態に係る光インタフェースソケット１０２の光出力部における構造を説明する図
【図９】光インタフェースソケット１０２の光出力部５２０における部品配置を説明する図
【図１０】図９で説明した部品配置を回路図により示す図
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る光インタフェース１０３の光出力部における構造を説明する図
【図１２】光インタフェースソケット１０３の光出力部における部品配置を説明する図
【図１３】光出力部が２つの電気パッドに接続される光インタフェースソケットの一例を説明する図
【図１４】側面に光レセプタクルを備える光基板の一例を示す図
【図１５】発光素子の電源用電気パッドが光基板側に設けられている光インタフェースソケットの一例を示す図
【図１６】光レセプタクルに電源用電気パッドを備える光基板の一例を示す図
【図１７】多数の電気パッドを配置する光インタフェースソケットの一例を示す図
【図１８】多数の光レセプタクル又は電気パッドを任意に配置した光基板の一例を示す図
【図１９】光出力部が出力する光信号の波長がそれぞれ異なる光インタフェースソケットの一例を示す図
【図２０】光結合分離器２２７を備える光基板の一例を示す図
【図２１】光レセプタクルから複数の光信号を出力する光基板の一例を示す図
【図２２】光入力部に波長選択フィルタを備える光インタフェースソケットの一例を示す図
【図２３】光波長多重分離器を備える光基板の一例を示す図
【図２４】従来の光電気混成回路を説明する図
【図２５】従来の光電気混成回路のＶ形溝の位置における断面を説明する図
【符号の説明】
【００６５】
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０９  光インタフェースソケット
１１０、１２０ａ、１２０ｅ、１２６、２１０、２２６  電気パッド
１２０ｂ、１２０ｄ  光出力部
１２０ｃ  光入力部
１２１ｂ、１３００  発光素子
１２１ｃ、１４００  受光素子
１２２  レンズ
１２３  窓
１２４、２２４  光フェルール
１２７  波長選択フィルタ
１３０、５３０、５３１、５３２、６３１  電気配線層
１３１  電極
１３２  スルーホール
１４０、１５０、２３０  絶縁層
２００、２０１、１１００  光基板
２１１  電気配線
２２０、２４０  光レセプタクル
２２１、１７００  光導波路
２２２  スリーブ
２２３  スリーブ保持台
２２５  バネ
２２７  光結合分離器
２２８、２２９  光波長多重分離器
３００、３０９  電気ＩＣ
３１０  端子
５６０、６６０  インダクタ
５７０  コンデンサ
６７０  誘電体部
１２００  電気回路
１５００  光配線板
１６００  Ｖ形溝
１８００  光信号
【図１】
2006030399.tif 000003
【図２】
2006030399.tif 000004
【図３】
2006030399.tif 000005
【図４】
2006030399.tif 000006
【図５】
2006030399.tif 000007
【図６】
2006030399.tif 000008
【図７】
2006030399.tif 000009
【図８】
2006030399.tif 000010
【図９】
2006030399.tif 000011
【図１０】
2006030399.tif 000012
【図１１】
2006030399.tif 000013
【図１２】
2006030399.tif 000014
【図１３】
2006030399.tif 000015
【図１４】
2006030399.tif 000016
【図１５】
2006030399.tif 000017
【図１６】
2006030399.tif 000018
【図１７】
2006030399.tif 000019
【図１８】
2006030399.tif 000020
【図１９】
2006030399.tif 000021
【図２０】
2006030399.tif 000022
【図２１】
2006030399.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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