(57)【要約】【課題】発光素子とドライバＩＣからの熱を、簡単な構成で効率よく放熱できる光送受信装置を提供する。また、送信信号と受信信号との混信を低減して、さらに、装置の小型化に対応できる光送受信装置を提供する。【解決手段】光送受信装置は、発光素子６を含む発光素子ユニット１５と、発光素子６を駆動するための駆動回路を含む送信用回路基板３と、受信回路を含む受信用回路基板４とを備える。発光素子ユニット１５は、送信用回路基板３と受信用回路基板４とに挟まれるように配置される。さらに、送信用回路基板３および受信用回路基板４のうち少なくとも一方に放熱手段を含み、放熱手段は発光素子ユニットに形成されている伝熱手段と接続される。【選択図】        図２
2004193335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を含む発光素子ユニットと、
前記発光素子を駆動するための駆動回路を含む送信用回路基板と、
受信回路を含む受信用回路基板と
を備え、
前記発光素子ユニットは、前記送信用回路基板と前記受信用回路基板とに挟まれるように配置され、
前記送信用回路基板および前記受信用回路基板は、少なくとも一方に放熱手段を含み、
前記放熱手段は、前記発光素子ユニットに形成されている伝熱手段と接続されている、光送受信装置。
【請求項２】
前記送信用回路基板が前記放熱手段を含み、
前記送信用回路基板に形成された前記放熱手段は送信回路の一部である、請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項３】
前記受信用回路基板が前記放熱手段を含み、
前記受信用回路基板に形成された前記放熱手段は前記受信回路の一部である、請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項４】
前記伝熱手段は、前記発光素子に電気的に接続された電極を有する、請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項５】
前記放熱手段は、放熱のみを行なうための放熱配線パターンを含む、請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項６】
前記伝熱手段は、絶縁性の熱伝導部材を介して、前記発光素子が配置された電極と接する伝熱マウントを含む、請求項１に記載の光送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いられる光送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の大容量化や通信速度の高速化に伴い、情報の伝送手段として光通信が多く使用されている。光通信は現在、通信幹線系での使用が主になっているが、今後は家庭内での情報化に対応した電子機器間の通信および家庭内でのネットワーク化に用いられることが予測されている。光通信を行なうためには、通信媒体である光ファイバおよび光を送受信するための光送受信装置が必要である。
【０００３】
光送受信装置には送信回路と受信回路とが備えられているが、これらの回路に流れる送信信号と受信信号との間に混信が起きないようにしなければならない。この課題に関する従来の対策としては、光送受信装置において、送信回路と受信回路とを離して配置する、送信回路と受信回路とを別々の基板に配置する、もしくは送信回路と受信回路との間にノイズを遮断するシールド部材を設けるなどの措置が取られている。
【０００４】
光送信のための光源としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）或いは半導体レーザが多く用いられる。これらの発光素子は駆動回路に含まれるドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などによって電流が制御され、入力信号に対応した発光駆動がなされる。発光素子に電流が供給されると、発光に伴って発光素子自体が発熱する。最近では通信速度の高速化のために、変調帯域の広い半導体レーザが発光素子として使用される傾向にあるが、半導体レーザは高温側の使用可能温度が、通常６０〜８０℃程度とあまり高くない。一方で、信号の高速化を行なうために、光信号のＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ）比を向上させる必要があり、発光素子の駆動電流を大きくする傾向にある。これに伴って発光素子の発熱量が増大する。また、発光素子を駆動するためのドライバＩＣも発熱を伴う。発光素子の駆動電流の増加、高速スイッチング素子の採用、および回路が大電流を必要とする構成であることなどの要因でドライバＩＣの発熱量も無視できないものとなっている。
【０００５】
通常、発光素子とそのドライバＩＣは、ドライバＩＣと発光素子とを接続するリード線の長さに応じたインダクタが高速動作の障害となるために、互いに近接して配置されている。このような配置においては、ドライバＩＣによる発熱が発光素子の駆動に影響を与えることになる。よって、光送受信装置においては各機器の放熱に配慮がされなければならない。
【０００６】
従来の放熱方法としては、ｉ）放熱板を設ける、ｉｉ）送風機を設けて強制冷却を行なう、ｉｉｉ）ペルチェ素子などの冷却素子を設ける、ｉｖ）発光素子とドライバＩＣの放熱経路を分ける、などの方法が採られてきた。
【０００７】
混信や放熱の課題がある一方で、最近では光送受信装置の小型化が要求されてきている。しかし、光送受信装置の小型化と、混信防止もしくは放熱性の向上とは、相反する課題である。すなわち、光送受信装置を小型化すると、混信防止や放熱性の向上が困難となる。この問題に対処する光送受信装置として、特開平１１−３４５９８７号公報（特許文献１）に開示されたものがある。同公報には、筐体の内部に、送信回路が形成された送信側回路基板部と受信用回路が形成された受信側回路基板部との主表面が互いに対向するように離れて配置された光リンク用送受信モジュールが開示されている。発光素子と受光素子とは中央基板部に配置され、中央基板部はフレキシブル基板部を介して、送信側回路基板部と受信側回路基板部とに接続されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３４５９８７号公報（第４−５頁、第１−４図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の放熱方法について、放熱板を設けたり、送風機を設けて強制冷却をおこなったり、冷却素子を設けることは、付加部材を用いることで装置の構成が複雑になり小型化が行なえないという問題点を有すると同時に、製造費の増大を招く。発光素子とドライバＩＣとの放熱経路を分ける方法については、結果として発光素子とドライバＩＣを近接させて配置することが困難になり、高速動作に不向きである。特開平１１−３４５９８７号公報には、ドライバＩＣからの熱を放熱する方法は開示されているが、発光素子からの熱を放熱することについては特に配慮がされていない。発光素子からの熱は缶パッケージ（外側の筐体）から放熱されるようになっており、缶パッケージを必要とするために、装置の小型化に限界があるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、発光素子とドライバＩＣからの熱を簡単な構成で効率よく放熱できる光送受信装置を提供することを目的とする。また、送信信号と受信信号との混信を低減して、さらに、装置の小型化に対応できる光送受信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく光送受信装置は、発光素子を含む発光素子ユニットと、上記発光素子を駆動するための駆動回路を含む送信用回路基板と、受信回路を含む受信用回路基板とを備える光送受信装置であり、上記発光素子ユニットは、上記送信用回路基板と上記受信用回路基板とに挟まれるように配置される。さらに、上記送信用回路基板および上記受信用回路基板のうち、少なくとも一方に放熱手段を含み、上記放熱手段は、上記発光素子ユニットに形成されている伝熱手段と接続されている。この構成を採用することにより、混信を低減した状態で放熱性を向上させ、さらに装置の小型化にも対応することができる。
【００１２】
上記発明において好ましくは、上記送信用回路基板が上記放熱手段を含み、上記送信用回路基板に形成された上記放熱手段は送信回路の一部である。この構成を採用することにより、上記送信回路に熱を伝熱させて、送信用信号の伝達の他に上記送信回路を上記放熱手段として用いることができる。
【００１３】
上記発明において好ましくは、上記受信用回路基板が上記放熱手段を含み、上記受信用回路基板に形成された上記放熱手段は上記受信回路の一部である。この構成を採用することにより、送信信号と受信信号との混信をさらに抑制することができる。
【００１４】
上記発明において好ましくは、上記伝熱手段は、上記発光素子に電気的に接続された電極を有する。この構成を採用することにより、伝熱のための新たな電極等を形成することなく、上記伝熱手段を形成することができる。
【００１５】
上記発明において好ましくは、上記放熱手段は、放熱のみを行なうための放熱配線パターンを含む。この構成を採用することにより、送信信号と受信信号とが混信しやすい場合であっても、上記混信を防止することができる。
【００１６】
上記発明において好ましくは、上記伝熱手段は、絶縁性の熱伝導部材を介して、上記発光素子が配置された電極と接する伝熱マウントを含む。この構成を採用することにより、送信信号と受信信号とが混信しやすい場合であっても、上記混信を更に低減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（構成）
図１から図６（図３（ｂ）を除く。）を参照して、本発明に基づく実施の形態１における光送受信装置について説明する。
【００１８】
図１は本発明に基づく実施の形態１における光送受信装置の概略斜視図であり、図２（ａ）はこの装置の平面図、図２（ｂ）はこの装置を図２（ａ）における右側から見た側面図である。光通信を行なう伝送媒体である光ファイバ１０は、レセプタクル１２に嵌合されることによって光送受信装置に接続している。光ファイバ１０の固定方法については、光ファイバ１０を接着剤などで完全に固定してもよいし、あるいは着脱可能な構造としても良い。レセプタクル１２の両側面には、発光素子を駆動するための駆動回路を含む送信用回路基板３および受光素子からの信号を信号処理する受信回路を含む受信用回路基板４が配置されている。送信用回路基板３および受信用回路基板４は主表面が光ファイバ１０の光軸に対して平行になるように配置されている。送信用回路基板３と受信用回路基板４とは、それぞれの主表面が対向するように配置され、レセプタクル１２の他に、光学系１１、発光素子ユニット１５、受光素子ユニット１６が２枚の回路基板に挟まれるように配置されている。
【００１９】
光ファイバ１０から送受信される光の進行方向には、送信光または受信光の光路変換およびＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）変換を行なうための光学系１１を備えている。光学系１１に隣り合うように、発光素子ユニット１５と受光素子ユニット１６とが配置されている。発光素子ユニット１５は発光素子基板１を含み、受光素子ユニット１６は受光素子基板２を含む。本実施の形態においては、発光素子としてレーザダイオード（ＬＤ）である半導体レーザ６を用い、受光素子としてフォトダイオード８を用いている。半導体レーザ６は発光素子基板１の主表面に配置され、フォトダイオード８は受光素子基板２の主表面に配置されている。半導体レーザ６とフォトダイオード８とは互いに対向するように、光ファイバ１０の光軸上に配置されている。また、半導体レーザ６からの出射光量をモニタするため、モニタダイオード７が半導体レーザ６からの光の一部を受光出来る位置に配置されている。
【００２０】
半導体レーザ６に発光電流を制御するための駆動回路は送信回路に含まれ、送信用回路基板３に配置されている。発信光をモニタしたモニタダイオード７からの信号を処理する回路も送信用回路基板３に配置されている。一方で、フォトダイオード８からの受信光の信号を処理するための受信回路は受信用回路基板４に配置されている。発光素子ユニット１５および受信素子ユニット１６はそれぞれの係止部２４，２５において、送信用回路基板３および受信用回路基板４に固定されていると同時に電気的に接続されている。
【００２１】
半導体レーザを駆動する回路が配置されている送信用回路基板と発光素子ユニットは、ドライバＩＣと半導体レーザとを接続するリード線の長さに依存するインダクタを小さくして高速動作に対応させるために、互いに近接して配置されることが好ましい。同様に、フォトダイオードの信号出力を処理する回路が配置されている受信用回路基板は、受光素子ユニットの近傍に配置されることが好ましい。
【００２２】
一方で、送信用回路基板には、半導体レーザを駆動するためのドライバＩＣが形成されているが、このドライバＩＣには少なくとも半導体レーザを駆動するための電流およびドライバＩＣ自体を駆動するための電流が流れており、これらの電流の多くは同期している。このため、送信回路上の電源ラインまたはＧＮＤライン（アースライン）上にノイズとなって現れる。このため、送信回路の電源ラインもしくはＧＮＤラインが、受信回路の電源ラインもしくはＧＮＤラインと接続されている場合、これらのノイズの影響を受けてしまい、受信信号に送信信号が混じるいわゆる混信が発生する。混信を防止するためには、送信回路が形成されている基板とは別の基板上に受信回路を形成して、それぞれの基板同士がなるべく離れるように配置する必要がある。また、上述の通り、受信用回路基板は受光素子ユニットの近傍にあり、かつ、光送受信装置の小型化を阻害しないように配置する必要がある。
【００２３】
この場合、送信用回路基板、受信用回路基板および発光素子ユニットの位置関係は、発光素子ユニットが送信用回路基板と受信用回路基板とに概略挟まれる空間に配置されることが好ましい。以下に理由を説明する。
【００２４】
これらの要求に対応できる配置を、図１０を用いて説明する。送信用回路基板３および受光素子ユニット１６を図１０に示す位置に配置すると、受光素子ユニット１６の近傍としては正面２０、側面２１、上面２２または下面２３が考えられる。これらの面の中で最も送信用回路基板３と空間的に離れた位置は側面２１である。よって、本願発明における光送受信装置については、受信用回路基板を側面２１に配置している。この構成を採用することによって、混信を防止して、光送受信装置の小型化を行なうことができる。
【００２５】
図３（ａ）に本実施の形態における半導体レーザ６の駆動回路およびモニタダイオード７の受光回路についての回路図を示す。半導体レーザ６を駆動する方法には主に２つの方法がある。図３（ａ）はそのうちの一つの方法であり、図３（ｂ）が別の方法である。図３（ｂ）の接続方法については、実施の形態２において説明する。本実施の形態にかかる回路は、半導体レーザ６のアノード側が電源電圧が印加される電源電極３０に接続され、カソード側が変調およびバイアスをかけるドライバＩＣ１３に接続されている変調用電極３３に接続されている。モニタダイオード７のカソード側は電源電極３０に接続され、半導体レーザ６の電源と共用している。アノード側はモニタダイオード出力の測定回路に接続するモニタダイオード出力電極３１に接続されている。図３（ａ）において破線１４で囲まれた範囲は、送信用回路基板の範囲である。
【００２６】
図４は図３（ａ）の回路を備える第１の発光素子ユニット１５の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。発光素子基板１は絶縁性の材料で形成され、発光素子基板１の主表面には導電性材料を用いて、電源電極３０、モニタダイオード出力電極３１、変調用電極３３が平面状に形成されている。それぞれの電極の間は絶縁が形成されるように離して配置されている。電源電極３０の上面には、半導体レーザ６とモニタダイオード７とが電源電極３０と電気的に接続されるように配置されている。本実施の形態においては、発光素子基板１の長手方向の略中央に、離間して配置されている。半導体レーザ６は、アノード側が電源電極３０と接合されるように形成され、カソード側はボンディングワイヤ３５ａによって変調用電極３３と電気的に接続されている。モニタダイオード７は、カソード側が電源電極３０と接合されるように配置され、アノード側はボンディングワイヤ３５ｂによってモニタダイオード出力電極３１と電気的に接続されている。
【００２７】
発光素子ユニットを送信用回路基板３および受信用回路基板４に接続固定した状態を図５に示す。変調用電極３３は、発光素子基板１の一の端面から突出するように形成されており、係止部２４において送信用回路基板３上のドライバＩＣに接続されている回路と電気的に接続されている。接続は半田付けによって行なわれ、同時に固定される。同様に、モニタダイオード出力電極３１および電源電極３０も上記一の端面と同じ側から突出しており、係止部２４でそれぞれ、モニタダイオード出力測定回路または電源回路に半田付け等によって電気的に接続されている。上記一の端面と反対側の端面では、電源電極３０のみが突出するように形成され、係止部２５で受信用回路基板４と半田付けによって、受信用回路基板４に形成された放熱配線パターンと電気的に接続固定されている。放熱配線パターンは、受信回路と電気的に絶縁が形成されている独立した配線パターンである。係止部２４，２５は、送信用回路基板３または受信用回路基板４との電気的な接続の機能のみではなく、それぞれの回路基板に発光素子ユニット１５を固定する機能も果たす。本実施の形態における光送受信装置には、受信用回路基板４の主表面に放熱配線パターンを有しているが、放熱性が十分に確保できる場合は、放熱配線パターンを形成せず、係止部２５においては、電源電極３０が受信用回路基板４と固定されているのみでもよい。
【００２８】
受光素子ユニットについては、発光素子ユニットと同様に、主表面にフォトダイオード出力電極およびアース電極が、互いに絶縁するように形成され、フォトダイオード出力電極の主表面上にフォトダイオードのアノード側が接合するように配置され、カソード側がボンディングワイヤによって、アース電極と接合するように配置されている。フォトダイオード出力電極およびアース電極は、受信用回路基板上の受信回路とそれぞれ電気的に接続されている。
【００２９】
また、受光素子ユニットの固定についても、発光素子ユニットと同様に、フォトダイオード出力電極およびアース電極が、受光素子基板の一端面から突出しており、受信用回路基板と固定されている。
【００３０】
図６に本実施の形態における第２の発光素子ユニット１５を示す。図６（ａ）は発光素子ユニット１５を半導体レーザ６が配置されている側から見た平面図であり、（ｂ）は正面図である。電気回路の構成は前述の図３（ａ）の構成と同一である。
【００３１】
電源電極３０、モニタダイオード出力電極３１および変調用電極３３が発光素子基板１の主表面に形成され、それぞれの電極が互いに絶縁されていることは、図４に示した発光素子ユニットと同様である。図６に示す発光素子ユニットにおいては、半導体レーザ６のカソード側が変調用電極３３の主表面と接合されるように配置され、反対側のアノード側はボンディングワイヤ３５ｃによって、電源電極３０と接続されている。また、モニタダイオード７は、アノード側がモニタダイオード出力電極３１の主表面と接合されるように配置され、反対側のカソード側はボンディングワイヤ３５ｄによって、電源電極３０と接続されている。この発光素子ユニットについても、送信用回路基板および受光用回路基板への電気的な接続および固定は、図５に示した構成と同様にして行なうことができる。すなわち、発光素子ユニット１５の一の端面から突出した変調用電極３３、電源電極３０およびモニタダイオード出力電極３１は送信用回路基板上の送信回路に接続され、反対側の端面に形成されている変調用電極３３は受信用回路基板上に形成されている放熱配線パターンと接続されている。
【００３２】
（作用・効果）
図１、図２および図５を参照して、光送受信装置の動作について説明する。光ファイバ１０を通って送られてきた光は光学系１１を通り、受光素子基板２の主表面に形成されたフォトダイオード８が必要光量を受光する。フォトダイオード８からの信号は、フォトダイオード出力電極を通じて、受信用回路基板４上の受信回路に伝達され、信号処理が行なわれる。
【００３３】
一方で、ドライバＩＣから発信した信号は、送信用回路基板３上の送信回路、変調用電極３３を通じて半導体レーザ６に送られ、半導体レーザ６が信号に応じて発光する。発信した光は、光学系１１を通って必要量の光が光ファイバ１０に送られる。モニタダイオード７は、半導体レーザ６からの光の一部を受光できる位置に配置されており、モニタダイオード７からの信号は、モニタダイオード出力電極３１を通じて、送信用回路基板３に送られて信号処理される。
【００３４】
次に、本実施の形態における光送受信装置について、発光素子およびドライバＩＣで発生した熱を放熱する作用および効果を図５を参照して説明する。
【００３５】
半導体レーザ６を駆動した際に、半導体レーザ６から大きな熱が発生する。熱の多くは電源電極３０内で熱伝導する。放熱は電源電極３０の主表面から行なわれる他に、電源電極３０を伝って送信用回路基板および電源電極３０と電気的に接続されている送信用回路基板上の送信回路から放熱を行なうことができる。また、半導体レーザ６からの熱は発光素子基板１に熱伝達されて発光素子基板１の表面からも放熱する。さらに、モニタダイオード出力電極３１および変調用電極３３を伝って、送信用回路基板３および送信用回路基板３上の送信回路から放熱を行なうことができる。また、電源電極３０が受信用回路基板４上の放熱配線パターンに接続固定されていることによって、係止部２５を伝って受信用回路基板４および受信用回路基板４上に形成されている放熱配線パターンにも、熱伝達を行なって放熱を行なうことができる。
【００３６】
ここで、半導体レーザ６からの発熱の他に、送信用回路基板３の主表面に配置されているドライバＩＣも発熱を伴う。このため、発光素子基板１からの熱が送信用回路基板３側に熱伝導して、送信用回路基板３の側から放熱することはあまり期待できない。一方、受信用回路基板４には、一般的に大きな発熱を伴う装置が配置されることは少ない。よって、半導体レーザ６により生じた発光素子ユニットの熱を受信用回路基板４へ熱伝達させて、放熱させることが可能である。場合によっては送信用回路基板３に形成されているドライバＩＣの発熱も発光素子ユニットを経て受信用回路基板４側へ伝達させて、放熱することができる。このように、電源電極、送信回路、放熱配線パターンなどを放熱手段とすることができ、放熱させる面積を大きくして放熱性を向上させることができる。また、電源電極３０に、電源の供給の役割の他に、送信用回路基板３および受信用回路基板４への伝熱手段としての役割を兼ねさせることによって、別個独立の伝熱手段を形成することなく、装置の構成を容易にすることができる。
【００３７】
本実施の形態における光送受信装置は、受信用回路基板４上に放熱配線パターンを形成している。放熱配線パターンを、電源電極３０と接続することにより、電源電極３０の熱を受信用回路基板４上の放熱配線パターンから放熱することができる。放熱配線パターンについては、熱伝導性がよいものが好ましく、受信用回路基板４内でなるべく大きな表面積が得られるように形成されることが好ましい。既に記したように、送信回路における電源ラインまたはＧＮＤライン上にはノイズが多く含まれる。このノイズが発光素子ユニットの電源電極３０を介して受信回路に伝わることを防止するため、接続される受信用回路基板４内の放熱配線パターンは、受信回路と独立した配線パターンとしている。しかし、上記のノイズの量が受信回路において問題の無い程度まで小さい場合には放熱配線パターンを独立させる必要は無く、受信回路と共用してもよい。たとえば、受信回路の電源と送信回路の電源とを共用する。この構成を採用することによって放熱面積をさらに広げて効率よく放熱を行なうことができる。
【００３８】
図６に示した第２の発光素子ユニット１５についても、変調用電極３３を介して送信回路で放熱を行なうことができる。さらに、発光素子基板１上に形成された変調用電極３３が、受信回路と独立した放熱配線パターンに接続されることによって、放熱面積を拡大することができる。その他の作用・効果については、図４に示した発光素子ユニットと同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００３９】
（実施の形態２）
（構成）
図３（ｂ）、図７および図８を参照して本発明に基づく実施の形態２における光送受信装置について説明する。
【００４０】
図３（ｂ）に本実施の形態における半導体レーザ６の駆動回路およびモニタダイオード７の受光回路について示す。半導体レーザ６のカソード側をアース（ＧＮＤ）電極３２に接続し、アノード側をドライバＩＣ１３に接続されている変調用電極３３に接続することによって、半導体レーザ６に変調およびバイアスをかける。モニタダイオード７は、カソード側を半導体レーザ６と共用するアース電極３２に接続して、アノード側をモニタダイオード出力電極３１に接続している。図３（ｂ）において破線１４で囲まれた範囲は、送信用回路基板の範囲である。
【００４１】
図７に図３（ｂ）の配線回路を形成した第１の発光素子ユニット１５を示す。発光素子基板１の主表面には、アース電極３２、変調用電極３３、モニタダイオード出力電極３１が形成されている。それぞれの電極は互いに絶縁されている。アース電極３２の主表面にはカソード側が電気的に接続されるように半導体レーザ６が配置されている。また、モニタダイオード７についてもカソード側が電気的に接続されるようにアース電極３２の主表面に配置されている。すなわち、半導体レーザ６とモニタダイオード７とのＧＮＤラインを共有するように形成されている。半導体レーザ６のアノード側は、ボンディングワイヤ３５ａによって変調用電極３３に接続され、モニタダイオード７のアノード側は、ボンディングワイヤ３５ｂによってモニタダイオード出力電極３１に接続されている。
【００４２】
実施の形態１と同様に、発光素子ユニット１５は送信用回路基板と受信用回路基板とに挟まれるように配置される。アース電極３２、変調用電極３３、モニタダイオード出力電極３１は発光素子基板１の一の端面から突出するように形成されており、送信用回路基板上のそれぞれの送信回路と接続されるとともに、送信用回路基板に固定される。上記の一の端面と反対側の端面には、アース電極３２が突出するように形成されており、受信用回路基板に固定されるとともに、受信用回路基板上の放熱配線パターンに接続されている。放熱配線パターンは、受信回路とは別個独立した配線パターンであり、受信回路とは絶縁されている。
【００４３】
図８を参照して、本実施の形態における第２の発光素子ユニット１５について説明する。発光素子基板１の上面には、変調用電極３３、アース電極３２、モニタダイオード出力電極３１が形成されている。それぞれの電極は互いに絶縁されている。変調用電極３３の主表面にはアノード側が変調用電極３３と電気的に接続されるように半導体レーザ６が配置されている。半導体レーザ６のカソード側はボンディングワイヤ３５ｅによってアース電極３２と電気的に接続されている。モニタダイオード出力電極３１の主表面には、モニタダイオード７が配置され、モニタダイオード７のアノード側がモニタダイオード出力電極３１と電気的に接続されている。モニタダイオード７のカソード側はボンディングワイヤ３５ｆによって、アース電極３２と電気的に接続されている。
【００４４】
実施の形態１と同様に、発光素子ユニット１５は送信用回路基板と受信用回路基板とに挟まれるように配置される。変調用電極３３、アース電極３２、モニタダイオード出力電極３１は発光素子基板１の一の端面から突出するように形成されており、送信用回路基板上のそれぞれの送信回路と接続されるとともに、送信用回路基板に固定される。上記の一の端面と反対側の端面には、変調用電極３３が突出するように形成されており、受信用回路基板に固定されるとともに、受信用回路基板上の放熱配線パターンに接続されている。
【００４５】
その他の光送受信装置の構成については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰返さない。
【００４６】
（作用・効果）
本実施の形態における光送受信装置の作用・効果については、実施の形態１の作用・効果と同様である。すなわち、伝熱手段としてアース電極３２や変調用電極３３などを備え、ドライバＩＣおよび半導体レーザ６で発した熱を送信用回路基板３上の送信回路や受信用回路基板４上の放熱配線パターンなどに伝える。放熱手段としては、変調用電極、受信用回路基板に形成された放熱配線パターン、又は送信回路などを含み、放熱面積を大きくして放熱効率を向上することができる。また、発光素子ユニット１５を送信用回路基板３と受信用回路基板４とで挟むように形成することにより、簡単な構成で混信の防止や装置の小型化が可能になる。
【００４７】
本実施の形態においても、放熱手段として受信用回路基板上に形成されている受信回路を含むことができる。たとえば、、図７に示す発光素子ユニットの場合、受信用回路基板へ伝熱するためのアース電極３２は、放熱配線パターンに接続されているが、混信が十分に少なければ、受信回路におけるＧＮＤラインと接続されていてもよい。この構成を採用することにより、別途独立して放熱配線パターンを形成する必要はなく、簡単な構成で放熱手段の表面積を大きくすることができる。
【００４８】
その他の作用・効果については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰返さない。
【００４９】
（実施の形態３）
（構成）
図３（ａ）および図９を参照して、本発明に基づく実施の形態３における光送受信装置について説明する。図９は本実施の形態における発光素子ユニットの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【００５０】
本実施の形態における光送受信装置は、発光素子基板１の主表面に、伝熱マウント３６が形成されている。本実施の形態においては伝熱マウント３６として金属材料を用いている。特に金属材料に限られず、その他の材料で伝熱マウント３６が形成されていてもよいが、熱伝導率が大きい材料を用いることが好ましい。伝熱マウント３６の主表面には、絶縁性を有する熱伝導部材３４が平面状に形成されている。熱伝導部材３４としては、たとえば、エポキシ樹脂が好ましい。熱伝導部材３４の主表面には、電源電極３０が形成されている。言いかえると、伝熱マウント３６は、絶縁性の熱伝導部材３４を介して、半導体レーザ６が配置されている電源電極３０の下に配置されている。電源電極３０の主表面と熱電伝導部材３４の主表面とが接するように、なおかつ、熱伝導部材３４の主表面と伝熱マウント３６の主表面とが接するように、配置されている。
【００５１】
電源電極３０の主表面上には、半導体レーザ６とモニタダイオード７とが形成され、それぞれボンディングワイヤによって、発光素子基板１の主表面に形成されている変調用電極３３またはモニタダイオード出力電極３１と電気的に接続されている。本実施の形態における回路構成は、実施の形態１における図３（ａ）に示した回路と同一である。半導体レーザ６については、アノード側が電源電極３０に接続され、カソード側が変調用電極３３に接続されている。モニタダイオード７についても実施の形態１と同様の電気的な接続がなされている。本実施の形態における発光素子ユニット１５は、実施の形態１に示した発光素子基板１上において、電源電極３０の下に熱伝導部材３４を介して伝熱マウント３６を配置した構成となっている。
【００５２】
発光素子基板１の一の端面においては、伝熱マウント３６、電源電極３０、変調用電極３３、モニタダイオード出力電極３１が突出するように形成されている。この突出している部分によって、電源電極３０、変調用電極３３またはモニタダイオード出力電極３１は、送信用回路基板に固定されると共に、送信用回路基板に配置されているそれぞれの送信回路に接続される。伝熱マウント３６は、送信用回路基板に配置されている放熱配線パターンと接続されている。また、上記の一の端面と反対側の端面においては、伝熱マウント３６、電源電極３０の一部が突出している。伝熱マウント３６の突出している部分は、受信用回路基板に固定されると共に、受信用回路基板に配置されている受信回路または放熱配線パターンに接続されている。電源電極３０の突出している部分は、受信用回路基板に固定され、受信用回路基板上の配線と電気的に絶縁されている。
【００５３】
図９に示した発光素子ユニットは、実施の形態１において図４に示した発光素子ユニットの構成に加えて伝熱マウント３６を配置した形態であるが、図６に示した発光素子ユニットについても伝熱マウントを形成することができる。すなわち、図６の変調用電極３３の下に熱伝導部材３４、伝熱マウント３６を形成してもよい。さらに、実施の形態２に示した発光素子ユニットについても、伝熱マウントを形成することができる。たとえば、図７で示した発光素子ユニットについて、アース電極３２と発光素子基板１との間に伝熱マウント、熱伝導部材を形成してもよい。つまり、発光素子である半導体レーザが配置されている電極に接するように、熱伝導部材３４を介して伝熱マウントを形成していれば、電極や配線のパターンには依存せずに本発明を適用することができる。
【００５４】
その他の光送受信装置の構成については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００５５】
（作用・効果）
本実施の形態における光送受信装置は、伝熱手段として、電気回路とは別途独立した伝熱マウントを含んでいる。換言すると、各電気信号を通電させるための電極の他に、半導体レーザが形成されている電源電極の熱を伝熱するための伝熱マウントを含む。伝熱マウントに接続される放熱配線パターンは、送信用回路基板の送信回路または受信用回路基板の受信回路とは配線上独立したものである。この構成を採用することによって、送信回路から受信回路内へのノイズの混入を低減する効果を向上させることができる。本実施の形態における光送受信装置は、送信回路の電源ラインまたはＧＮＤラインのノイズ量が大きく、放熱配線パターンを受信用回路基板内で独立させる程度では受信回路内へのノイズの影響を防ぐことが出来ない場合に特に有効である。
【００５６】
ノイズ混入の低減および放熱の効果をさらに向上させるためには、伝熱マウント３６に接続される送信用回路基板３内の放熱配線パターンは、送信回路からのノイズを極力受けないように考慮した構成にすることが好ましい。たとえば、送信回路に含まれる電源ライン、ＧＮＤライン、変調用電極ラインから極力距離を大きく取った構成が好ましい。
【００５７】
受信用回路基板においては、接続される放熱配線パターンは放熱を優先した形状とすることが好ましい。すなわち、放熱配線パターンの表面積をできるだけ大きくし、また、多層基板の場合には極力表面層に放熱配線パターンを形成する構成が好ましい。
【００５８】
本実施の形態においても、電源電極が送信用回路基板上の送信回路と接続されることによって送信回路から放熱することができることや、送信用回路基板自体、発光素子基板自体、受信用回路基板自体から放熱を行なうことができることは実施の形態１と同様である。その他の作用・効果については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰返さない。
【００５９】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、発光素子とドライバＩＣからの熱を簡単な構成で効率よく放熱できる光送受信装置を提供することができる。また、送受信信号の混信を低減して、さらに、装置の小型化にも対応できる光送受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における光送受信装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の基づく実施の形態１における光送受信装置であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における右側から見た側面図である。
【図３】本発明に基づく発光素子およびモニタダイオードの回路図であり、（ａ）は実施の形態１および３における回路図、（ｂ）は実施の形態２における回路図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における第１の発光素子ユニットを示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態１における第１の光送受信装置の部分断面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１における第２の発光素子ユニットを示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態２における第１の発光素子ユニットを示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態２における第２の発光素子ユニットを示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態３における発光素子ユニットを示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】本発明に基づく光送受信装置における送信用回路基板、受信用回路基板および発光素子基板の位置関係の説明図である。
【符号の説明】
１  発光素子基板、２  受光素子基板、３  送信用回路基板、４  受信用回路基板、６  半導体レーザ、７  モニタダイオード、８  フォトダイオード、１０光ファイバ、１１  光学系、１２  レセプタクル、１３  ドライバＩＣ、１４破線、１５  発光素子ユニット、１６  受光素子ユニット、２０  正面、２１側面、２２  上面、２３  下面、２４，２５  係止部、３０  電源電極、３１モニタダイオード出力電極、３２  アース電極、３３  変調用電極、３４  熱伝導部材、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆ  ボンディングワイヤ、３６  伝熱マウント。
【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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