(57)【要約】【課題】発光素子の発光面の反対側にドライバＩＣが設けられた光モジュールの発光素子が出射する光を受光する受光素子の検出精度を高くする。【解決手段】光モジュール１における基板２の表面には、レーザダイオード３が設けられている。基板２の裏面側には、レーザダイオード３が出射する光をモニタするＰＩＮ型フォトダイオード１０が配設されている。基板２は、透光性材料であるガラスで形成されている。このため、レーザダイオード３から近く、しかもレーザダイオード３から出射される光が到達する位置にＰＩＮ型フォトダイオード１０を配置することができる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に設けられた発光素子を備え、前記発光素子における発光面に反対側に、前記発光素子を駆動するドライバＩＣが配置された光モジュールにおいて、
前記基板が透光性材料によって形成されており、
前記基板の裏面に、前記発光素子から出射される光を受光する受光素子が設けられていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記受光素子は、前記発光素子から出射される光の出射方向に対して、３０度の範囲内に配置されている請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記受光素子が裏面入射型受光素子であり、
前記裏面入射型受光素子が前記基板の裏面に面実装またはフリップチップ実装されている請求項１または請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記基板の裏面に凹部が形成され、前記受光素子が前記凹部に収容されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記発光素子が、発光ダイオードまたはレーザダイオードである請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記受光素子が、ＰＩＮ型フォトダイオードまたはアバランシェダイオードである請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記基板が、ガラスまたはサファイアからなる請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載に光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に発光素子が設けられてなる光モジュールにおいては、発光素子から出射される光のモニタや光の検出を行うための受光素子が設けられることがある。この受光素子は、基板の実装面における配置位置の制約等から、発光素子における発光面の裏側に配置されることが多かった。ところで、近年における通信速度の高速化の要請から、発光素子の受光面の反対側には、発光素子を駆動するドライバＩＣが配置されることがある。このような従来の光モジュールについて、図１２を用いて説明すると、この光モジュール６０は、基板６１を備えており、基板６１の表面には発光素子６２が実装されている。発光素子６２の出射面側には、発光素子６２から出射される光の出射方向に沿って断面Ｖ字形状の溝６３が形成されている。この溝６３に光ファイバ６４が支持され、発光素子６２から出射される光は、光ファイバ６４に入射する。また、発光素子６２の出射面の反対側には、発光素子６２を駆動するドライバＩＣ６５が設けられており、ボンディングワイヤ６６を介して発光素子６２に駆動信号を出力している。さらに、ドライバＩＣ６５を挟んだ発光素子６２の反対側には受光素子６７が設けられている。受光素子６７は、発光素子６２から出射される光のうち、後方に漏れる光を検出して、発光素子６２から出射される光をモニタするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の光モジュール６０では、発光素子６２から、ドライバＩＣ６５を隔てて受光素子６７が設けられているため、発光素子６２から漏れる光が受光素子６７に到達する際の光量が小さくなってしまう。そのため、発光素子６２による光のモニタや検出の精度が低くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、発光素子における発光面の反対側に発光素子を駆動するドライバＩＣが設けられた光モジュールにおいて、発光素子が出射する光を受光する受光素子の検出精度を高くできるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る光モジュールは、基板の表面に設けられた発光素子を備え、発光素子における発光面に反対側に、発光素子を駆動するドライバＩＣが配置された光モジュールにおいて、基板が透光性材料によって形成されており、基板の裏面に、発光素子から出射される光を受光する受光素子が設けられているものである。
【０００６】
本発明に係る光モジュールでは、透光性材料を用いて基板を形成するとともに、基板に裏面側に発光素子から出射される光を受光する受光素子が設けられている。このため、発光素子から出射される光が基板を透過して受光素子に届くので、基板の裏面側において、発光素子に近い位置に受光素子を配置することができる。したがって、発光素子における発光面の反対側にドライバＩＣを設けたとしても、高い精度を持って発光素子から出力される光のモニタおよび検出を行うことができる。
【０００７】
ここで、受光素子は、発光素子から出射される光の出射方向に対して、３０度の範囲内に配置されているのが好適である。
【０００８】
発光素子から出射される光の出射方向に対して、３０度の範囲内は、光の光量が大きい範囲である。このため、光の出射方向に対して３０度の範囲内に受光素子を設けることにより、発光素子から出射される光を、さらに高い精度で光のモニタや検出を行うことができる。
【０００９】
また、基板の裏面に、受光素子が面実装またはフリップチップ実装されている態様とするのが好適である。
【００１０】
このように、受光素子を基板の裏面に面実装またはフリップチップ実装することにより、受光素子を支持するための支持部材などを設けることなく、受光素子を基板の裏面に配置することができる。
【００１１】
さらに、基板の裏面に凹部が形成され、受光素子が凹部に収容されているのが好適である。
【００１２】
このように、基板の裏面に凹部が形成され、受光素子がこの凹部に収容されていることにより、基板の裏面側に受光素子を配置させたとしても、受光素子が基板の裏面よりも突出することがないようにすることができる。したがって、基板を設けるたとえば筐体などにおける基板を載置する面に切欠き部などを形成することなく、平坦なままとすることができる。
【００１３】
ここで、発光素子が、発光ダイオードまたはレーザダイオードである態様することができ、また、受光素子が、ＰＩＮ型フォトダイオードまたはアバランシェダイオードである態様とすることもできる。さらには、基板が、ガラスまたはサファイアからなる態様とすることもできる。
【００１４】
このように、発光素子、受光素子、および基板として具体的にはこれらのものを用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部材については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光モジュールの要部分解斜視図、図２はその側面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係る光モジュール１は、透光性材料であるガラスからなる基板２を備えている。基板２は、図示しない矩形のケースに収容されており、基板２の表面略中央部には、本発明の発光素子であるレーザダイオード３が実装されている。レーザダイオード３の発光面側には、断面Ｖ字形状の第１の溝４が形成されている。第１の溝４は、レーザダイオード３から出射される光の出射方向に沿って形成されている。第１の溝４には、光ファイバ５が載置されており、レーザダイオード３から光ファイバ５に向けて光が出射される。
【００１７】
第１の溝４の上には、ファイバ押さえ６が取り付けられており、第１の溝４に載置された光ファイバ５を押さえて固定している。また、レーザダイオード３と第１の溝４との間には、第１の溝４に直交する方向に延在する断面矩形状の第２の溝７が形成されている。基板２の表面側におけるレーザダイオード３の発光面の反対側には、レーザダイオード３を駆動するドライバＩＣ８が実装されている。ドライバＩＣ８は、ボンディングワイヤ９を介してレーザダイオード３に接続されており、信号を供給することによってレーザダイオード３を駆動している。
【００１８】
また、基板２の裏面側には、レーザダイオード３から出射される光をモニタする受光素子であるＰＩＮ型フォトダイオード１０が設けられている。このＰＩＮ型ダイオード３は、基板２の裏面側におけるレーザダイオード３の発光面側に配置されている。ＰＩＮ型フォトダイオード１０は、図２に示すように、支持部材１１を介して基板２の裏側に斜め方向を向いて取り付けられており、ＰＩＮ型フォトダイオード１０の受光面１０Ａはレーザダイオード３の方向に向けられている。ここで、基板２は透光性材料であるガラスで形成されているので、レーザダイオード３から出射された光は、基板２を透過してＰＩＮ型フォトダイオード１０に到達する。また、ＰＩＮ型フォトダイオード１０は、レーザダイオード３から出射される光の出射方向からの角度αが３０度となる位置に配置されている。
【００１９】
以上の構成を有する本実施形態に係る光モジュールの作用について説明する。本実施形態に係る光モジュール１では、基板２の表面側におけるレーザダイオード３の発光面の反対側にドライバＩＣ８を配置し、通信速度の高速化の要請に応えることができるようにしている。このため、レーザダイオード３の発光面の反対側にＰＩＮ型フォトダイオード１０を配置しようとすると、レーザダイオード３から遠い位置に配置する必要が生じる。
【００２０】
これに対して、本実施形態に係る光モジュール１では、基板２が透光性材料であるガラスで形成されており、ＰＩＮ型フォトダイオード１０は、基板２の裏面側に設けられている。このように、基板２を透光性材料で形成することにより、レーザダイオード３から出射された光は、基板２の裏面側にも到達するようになる。そして、基板２の裏面側にＰＩＮ型フォトダイオード１０を配置することにより、レーザダイオード３から近く、しかもレーザダイオード３から出射される光が到達する位置にＰＩＮ型フォトダイオード１０を配置することができる。したがって、レーザダイオード３の発光面の反対側にドライバＩＣ８を配置した場合であっても、レーザダイオード３から出射される光をＰＩＮ型フォトダイオード１０によって高い精度を持ってモニタし、または検出することができる。
【００２１】
さらに、本実施形態に係る光モジュール１では、ＰＩＮ型フォトダイオード１０は、レーザダイオード３から出射される光の出射方向から３０度の範囲内に設置されている。このため、ＰＩＮ型フォトダイオード１０で受光する光の光量を多くすることができるので、レーザダイオード３から出射される光をさらに確実にモニタし、または検出することができる。また、斜め方向を向いて取り付けられており、ＰＩＮ型フォトダイオード１０の受光面１０Ａはレーザダイオード３の方向に向けられている。このため、ＰＩＮ型フォトダイオード１０から出射される光を広い面積をもって受光することができるので、ＰＩＮ型フォトダイオード１０から出射される光を、さらに高い精度でモニタし、または検出することができる。
【００２２】
ところで、上記実施形態においては、支持部材１１を介してＰＩＮ型フォトダイオード１０を基板２の裏面に斜めに向けて取り付けたが、ＰＩＮ型フォトダイオード１０の向きは受光面１０Ａがレーザダイオード３の方向を向いていれば特に限定されず、またその支持手段についても特に限定されない。以下にその変形例を示すと、図３に示すように、基板２の裏面に直交する支持部材１２を基板２の裏面に固定し、支持部材１２にＰＩＮ型フォトダイオード１０を取り付ける態様とすることができる。また、図４に示すように、吊り下げ式の支持部材１３を設け、この支持部材１３にＰＩＮ型フォトダイオード１０を取り付ける態様とすることもできる。これらに支持部材１２，１３にＰＩＮ型フォトダイオード１０を取り付ける際、いずれもＰＩＮ型フォトダイオード１０の受光面１０Ａをレーザダイオード３に向けて取り付けることになる。これらの態様のようにＰＩＮ型フォトダイオード１０を取り付けたとしても、レーザダイオード３から出射される光を受光することができる位置であって、レーザダイオード３の近傍にＰＩＮ型フォトダイオード１０を配置することができる。したがって、レーザダイオード３の発光面の反対側にドライバＩＣ８を配置した場合であっても、レーザダイオード３から出射される光をＰＩＮ型フォトダイオード１０でモニタすることができる。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る光モジュールの要部側面図である。図５に示すように、本実施形態に係る光モジュール２０においては、基板２の裏面に対して、裏面入射型受光素子であるＰＩＮ型フォトダイオード２１が面実装されている。ＰＩＮ型フォトダイオード２１は受光面２１Ａおよび受光面２１Ａに対向する実装面２１Ｂを備えている。受光面２１Ａでは、レーザダイオード３から出射された光を受光する。また、実装面２１Ｂが基板２の裏面側に実装される。レーザダイオード３から出射され、基板２を透過した光は、図６に示すように、ＰＩＮ型フォトダイオード２１を透過して、受光面２１Ａに到達する。実装面２１Ｂには電極２２が半田付けなどで取り付けられ、受光面２１Ａにも電極２３が取り付けられている。受光面２１Ａに取り付けられた電極２３は、ボンディングワイヤ２４を介して基板２にワイヤリングされており、光を感知したときに、ボンディングワイヤ２４を介して、基板２における図示しない信号伝送路に電流が供給される。その他の構成については、上記第１の実施形態と略同一である。
【００２４】
本実施形態に係る光モジュール２０では、上記第１の実施形態と同様、基板２として透光性材料で形成されているので、基板２の裏面側にレーザダイオード３から出射される光が到達する。このため、レーザダイオード３の発光面の反対側にドライバＩＣ８を設置したとしても、レーザダイオード３の近傍であって、レーザダイオード３から出射される光が到達する位置にＰＩＮ型フォトダイオード２１を配置することができる。したがって、レーザダイオード３から出射される光をＰＩＮ型フォトダイオード２１によって高い精度を持ってモニタし、または検出することができる。
【００２５】
また、本実施形態に係る光モジュール２０では、ＰＩＮ型フォトダイオード２１が基板２の裏面に面実装されている。このため、ＰＩＮ型フォトダイオード２１を支持するための支持部材などを別途設ける必要がない。したがって、その分全体の構成を簡素なものとすることができる。
【００２６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態に係る光モジュールの要部側面図である。図７に示すように、本実施形態に係る光モジュール３０においては、基板２の裏面に対して、ＰＩＮ型フォトダイオード３１がフリップチップ実装されている。ＰＩＮ型フォトダイオード３１と基板２の間には、半田ボール３２が載置され、この半田ボール３２が溶解してＰＩＮ型フォトダイオード３１が基板２にフリップチップ実装される。ＰＩＮ型フォトダイオード３１は、図８に示すように、実装面側に受光部３３が形成されている。また、半田ボール３２が設けられている位置には、電極３４が配置されており受光部３３が光を受光した際に、電極３４および溶融した半田ボール３２を介して電気が基板２に供給される。その他の構成については、上記第１の実施形態と略同一である。
【００２７】
本実施形態に係る光モジュール３０においては、上記第１の実施形態と同様、基板２として透光性材料で形成されているので、基板２の裏面側にレーザダイオード３から出射される光が到達する。このため、レーザダイオード３の発光面の反対側にドライバＩＣ８を設置したとしても、レーザダイオード３の近傍であって、レーザダイオード３から出射される光が到達する位置にＰＩＮ型フォトダイオード３１を配置することができる。したがって、レーザダイオード３から出射される光をＰＩＮ型フォトダイオード３１によって高い精度を持ってモニタし、または検出することができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る光モジュール３０では、ＰＩＮ型フォトダイオード３１が基板２の裏面にフリップチップ実装されている。このため、ＰＩＮ型フォトダイオード３１を支持するための支持部材などを別途設ける必要がない。したがって、その分全体の構成を簡素なものとすることができる。
【００２９】
なお、ＰＩＮ型フォトダイオードに形成された電極の配置については特に限定されるものではなく、たとえば図９（ａ）に示すように、中央に受光部３３を形成し、その周囲にＮ層３５を形成する。そして、配線３６を介して、Ｎ層３５を周囲のＮ層３７に接続するとともに、受光部３３をＰ層３８に接続する態様とすることができる。また、図９（ｂ）に示すように、中央に受光部３３を形成し、配線３６を介してＰ層３８と接続する。また、受光部３３の周囲に４つのＮ層３７を形成し、それぞれ配線３６を介して接続する態様とすることもできる。
【００３０】
続いて、本発明の４の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第４の実施形態に係る光モジュールの要部側面図である。図１０に示すように、本実施形態に係る光モジュール４０は、ガラスなどの透光性材料からなる基板４１を備えている。基板４１の裏面には、断面三角形の凹部４２が形成されている。凹部４２には、ＰＩＮ型フォトダイオード４３が実装されている。凹部４２の一面は、レーザダイオード３の発光面に向けて形成されており、この凹部４２に実装されたＰＩＮ型フォトダイオード４３の受光面４３Ａは、レーザダイオード３の方向を向いて配置されている。その他の構成については、上記第１の実施形態と略同一である。
【００３１】
本実施形態に係る光モジュール４０では、ＰＩＮ型フォトダイオード４３
本実施形態に係る光モジュール４０においては、上記第１の実施形態と同様、基板４１として透光性材料で形成されているので、基板４１の裏面側に形成した凹部４２にレーザダイオード３から出射される光が到達する。このため、レーザダイオード３の発光面の反対側にドライバＩＣ８を設置したとしても、レーザダイオード３の近傍であって、レーザダイオード３から出射される光が到達する位置にＰＩＮ型フォトダイオード４３を配置することができる。したがって、レーザダイオード３から出射される光をＰＩＮ型フォトダイオード４３によって高い精度を持ってモニタし、または検出することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る光モジュール４０では、基板４１に形成された凹部４２にＰＩＮ型フォトダイオード４３が収容されている。このため、ＰＩＮ型フォトダイオード４３が基板４１の裏面側に突出しないように配置することができる。したがって、基板４１をたとえば筐体に設置するにあたり、筐体にＰＩＮ型フォトダイオード４３を収容するための凹部を形成することなく、平坦な部位に設置することができる。また、凹部４２は断面三角形状に形成されており、この凹部４２に対してＰＩＮ型フォトダイオード４３の受光面がレーザダイオード３の方向を向くようにして取り付けられている。このため、レーザダイオード３から出射される光のうち、ＰＩＮ型フォトダイオード４３で受光する光の光量を多くすることができる。しかも、ＰＩＮ型フォトダイオード４３は基板４１の裏面よりも表面側に近い位置に配置されるので、より多くの光を受光することができ、その分レーザダイオード３から出射される光を高い精度でモニタし、または検出することができる。
【００３３】
また、本実施形態の変形例を図１１に示す。図１１に示すように、本実施形態の変形例に係る光モジュール５０は、ガラスからなる基板５１を備えており、基板５１の裏面には、断面矩形の凹部５２が形成されている。この断面矩形の凹部５２の上面に、ＰＩＮ型フォトダイオード４３が実装されている。ＰＩＮ型フォトダイオード４３のうち、受光面４３Ａが基板５１の凹部５２に実装されている。このように、断面矩形の凹部５２にＰＩＮ型フォトダイオード４３を設ける態様とすることもできる。かかる態様では、ＰＩＮ型フォトダイオード４３をレーザダイオード３にさらに近づけることができる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記各実施形態では、基板を形成する透光性材料としてガラスを用いているが、これに代えてサファイアなどを用いることができる。また、発光素子としてレーザダイオードを用いているが、発光ダイオードなどを用いることができる。さらに、受光素子としてはＰＩＮ型フォトダイオードを用いているが、たとえばアバランシェダイオードを用いることもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明によれば、発光素子における発光面の反対側に発光素子を駆動するドライバＩＣが設けられた光モジュールにおいて、発光素子が出射する光を受光する受光素子の検出精度を高くできるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光モジュールの要部分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光モジュールの要部側面図である。
【図３】第１の実施形態に係る光モジュールの変形例の要部側面図である。
【図４】第１の実施形態に係る光モジュールの他の変形例の要部側面図である。
【図５】第２の実施形態に係る光モジュールの要部側面図である。
【図６】第２の実施形態に係る光モジュールの要部拡大側面図である。
【図７】第３の実施形態に係る光モジュールの要部側面図である。
【図８】第２の実施形態に係る光モジュールの要部拡大側面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）とも、受光素子におけるＰ層とＮ層などの配置を模式的に示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る光モジュールの拡大側面図である。
【図１１】第４の実施形態に係る光モジュールの拡大側面図である。
【図１２】従来の光モジュールの要部側面図である。
【符号の説明】
１，２０，３０，４０，５０…光モジュール、２，４１，５１…基板、３…レーザダイオード、４…第１の溝、５…光ファイバ、６…ファイバ押さえ、７…第２の溝、８…ドライバＩＣ、９…ボンディングワイヤ、１０，２１，３１，４３…ＰＩＮ型フォトダイオード、１０Ａ，２１Ａ…受光面、１１〜１３…支持部材、２１Ｂ…実装面、２２，２３…電極、２４…ボンディングワイヤ、３２…半田ボール、３３…受光部、３４…電極、３５，３７…Ｎ層、３６…配線、３８…Ｐ層、４２，５２…凹部、４３Ａ…受光面。
【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】
2004063887.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004063887.tif 000013
【図１２】
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