(57)【要約】【課題】  小型化を図ることができる波長多重光送信モジュールを提供する。【解決手段】  複数の発光素子を互いの光軸が平行になるよう並べて配置し、これら発光素子に直方体状に形成した導波路モジュール２の一端面２ａを臨ませ、この導波路モジュール２の該端面２ａに各発光素子の光を取り込む複数の支線コア３の端部を配置すると共にこの導波路モジュール２の内部に前記複数の支線コア３を集合させた一つの幹線コア４を形成し、この幹線コア４の端部を前記端面２ａに直交する別の端面２ｂに配置したので、導波路モジュール２が小さくなる。【選択図】      図１
2005250118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子からの波長の異なる光を合波して出射する波長多重光送信モジュールにおいて、上記複数の発光素子を互いの光軸が平行になるよう並べて配置し、これら発光素子に直方体状に形成した導波路モジュールの一端面を臨ませ、この導波路モジュールの該端面に各発光素子の光を取り込む複数のコア（以下、支線コアと呼ぶ）の端部を配置すると共にこの導波路モジュールの内部に前記複数の支線コアを集合させた一つのコア（以下、幹線コアと呼ぶ）を形成し、この幹線コアの端部を前記端面に直交する別の端面に配置したことを特徴とする波長多重光送信モジュール。
【請求項２】
上記導波路モジュールは底面を金属製ベースに取り付け、上記複数の発光素子はそれぞれ金属製の円筒形筐体に収容し、これら円筒形筐体を上記ベースに溶接固定したことを特徴とする請求項１記載の波長多重光送信モジュール。
【請求項３】
上記導波路モジュールを上記金属製ベースに接着剤で接着し、この接着剤のための逃げ溝を上記金属製ベースに形成したことを特徴とする請求項２記載の波長多重光送信モジュール。
【請求項４】
上記複数の発光素子を各々駆動する複数の駆動回路を一つの基板に実装して駆動回路基板とし、上記複数の発光素子を他の一つの基板に実装して発光素子基板とし、この発光素子基板と上記駆動回路基板とを共通のフレキシブル基板に結合すると共に上記駆動回路基板を上記導波路モジュールの上面に取り付けたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の波長多重光送信モジュール。
【請求項５】
上記駆動回路を制御する主回路をさらに他の一つの基板に実装して主回路基板とし、この主回路基板と上記駆動回路基板とを共通のフレキシブル基板に結合したことを特徴とする請求項４記載の波長多重光送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子からの波長の異なる光を合波して出射する波長多重光送信モジュールに係り、小型化を図ることができる波長多重光送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長多重光送信モジュールは、波長の異なる光を発光する複数の発光素子と、これらの光を合波して同一光軸に出射する合波手段と、各発光素子を各々駆動する複数の駆動回路とを一つのモジュールとして構成したものである。また、駆動回路を制御する主回路もこのモジュールに収めることもある。
【０００３】
発光素子の外装の形態には種々あるが、高速通信を行うために送信信号が高周波である場合、電磁遮蔽と放熱を考慮して金属筐体とするのが好ましい。金属筐体を外装とする形態としては、円筒形の金属筐体内に発光素子を収容して円筒端面から光を出射するキャン型発光素子モジュールが知られている。
【０００４】
また、合波手段にも種々の形態があるが、部品点数の低減とコンパクト化を考慮して導波路モジュールを用いることがある。特許文献１に記載された多チャンネル光送信モジュールは、複数のコアを形成した導波路層がその導波路層のベースとなる導波路基板に対して段差を有する導波路モジュールを用いこの段差に複数の発光素子を搭載することで各発光素子の光を各コアに導いている。さらに、導波路モジュールには複数のコアを集合させた一つのコアを形成することで合波手段とすることができ、この技術を特許文献１に応用すれば波長多重光送信モジュールを構成することができる。
【０００５】
図８に合波手段となる導波路モジュールを示す。図示のように、この導波路モジュール８１は直方体状に形成され、一端面８１ａに各発光素子の光を取り込むための複数のコア８３の端部がほぼ一定間隔で配置され、この端面８１ａに対向する端面８１ｃには複数のコア８３を集合させた一つの幹線コア８４の端部が配置されている。両端面８１ａ，８１ｃ間では、まず、あるコア８３と隣のコア８３とがそれぞれ所定の半径Ｒで曲げられて互いに近づけられ、所定の半径Ｒで反対に曲げられることで緩やかに接近して集合されている。この二つのコアの集合によるコアと他の同様なコアとがそれぞれ所定の半径Ｒで曲げられて互いに近づけられ、所定の半径Ｒで反対に曲げられることで緩やかに接近して集合されることで、全部のコア８３が一つの幹線コア８４に集合されている。ただし、図示した１２箇所の曲げの半径Ｒは同じとは限らない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
既に述べたように、高速通信にはキャン型発光素子モジュールが好適である。しかし、キャン型発光素子モジュールを特許文献１に記載の導波路基板の段差に固定するのは、金属対ガラス又は樹脂との接合であること、円筒面対平坦面との接合であることから、困難である。
【０００８】
また、図８の導波路モジュール８１は、コア８３を１２箇所も所定半径Ｒで曲げるためのスペースを確保するためにコア８３の並び方向の幅（縦幅）及びコア８３の端部から幹線コア８４の端部に向かう方向の幅（横幅）が共に広くなり、このことが波長多重光送信モジュールの小型化の障害になる。
【０００９】
また、発光素子（或いは発光素子モジュール）と駆動回路と主回路は電気部品であるため、基板に搭載したり配線で繋ぐ必要がある。このために基板配置スペースや配線スペースを確保することが小型化の障害になる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、小型化を図ることができる波長多重光送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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、複数の発光素子からの波長の異なる光を合波して出射する波長多重光送信モジュールにおいて、上記複数の発光素子を互いの光軸が平行になるよう並べて配置し、これら発光素子に直方体状に形成した導波路モジュールの一端面を臨ませ、この導波路モジュールの該端面に各発光素子の光を取り込む複数のコア（以下、支線コアと呼ぶ）の端部を配置すると共にこの導波路モジュールの内部に前記複数の支線コアを集合させた一つのコア（以下、幹線コアと呼ぶ）を形成し、この幹線コアの端部を前記端面に直交する別の端面に配置したものである。
【００１２】
上記導波路モジュールは底面を金属製ベースに取り付け、上記複数の発光素子はそれぞれ金属製の円筒形筐体に収容し、これら円筒形筐体を上記ベースに溶接固定してもよい。
【００１３】
上記導波路モジュールを上記金属製ベースに接着剤で接着し、この接着剤のための逃げ溝を上記金属製ベースに形成してもよい。
【００１４】
上記複数の発光素子を各々駆動する複数の駆動回路を一つの基板に実装して駆動回路基板とし、上記複数の発光素子を他の一つの基板に実装して発光素子基板とし、この発光素子基板と上記駆動回路基板とを共通のフレキシブル基板に結合すると共に上記駆動回路基板を上記導波路モジュールの上面に取り付けてもよい。
【００１５】
上記駆動回路を制御する主回路をさらに他の一つの基板に実装して主回路基板とし、この主回路基板と上記駆動回路基板とを共通のフレキシブル基板に結合してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１７】
（１）波長多重光送信モジュールの小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】
図１（ａ），（ｂ）に示されるように、本発明に係る波長多重光送信モジュールは、レーザダイオード等の発光素子を外装に収容してなる４個の発光素子モジュール１を互いの光軸が平行になるよう並べて配置し、これら発光素子モジュール１に直方体状に形成した導波路モジュール２の一端面２ａを臨ませ、この導波路モジュール２の該端面２ａに各発光素子１の光を取り込む４本の支線コア３の端部を配置すると共にこの導波路モジュール２の内部に４本の支線コア３を集合させた一つの幹線コア４を形成し、この幹線コア４の端部を前記端面２ａに直交する別の端面２ｂに配置したものである。
【００２０】
図２に示されるように、導波路モジュール２は、端面２ａに４本の支線コア３の端部が適宜間隔Ｐで配置されている。各支線コア３は、端面２ａから直角に延び、そこから曲げ半径Ｒで端面２ｂの方向へ約９０°曲がっており、さらに、端面２ｂに向かって延びている。端面２ｂから最も遠い支線コア３が端面２ｂに向かって延びている部分へ隣の支線コア３が曲げ半径Ｒのために緩やかに接近して集合されている。この集合されたコアが端面２ｂに向かって延びている部分へさらに隣の支線コア３が曲げ半径Ｒのために緩やかに接近して集合されている。このようにして順次支線コア３が集合されて４本の支線コア３を集合させた一つの幹線コア４が形成されている。この幹線コア４が端面２ｂに向かって直角に延び、端面２ｂに幹線コア４の端部が現れている。
【００２１】
図３に示されるように、導波路モジュール２は底面を金属製のベース５に取り付けられている。ベース５は、平坦な導波路モジュール取付面５ｄとこの導波路モジュール取付面５ｄから垂直に立ち上げた壁面５ｃと導波路モジュール取付面５ｄから垂直に立ち下がる発光素子モジュール取付面５ａを有し、導波路モジュール取付面５ｄには１乃至副数本の逃げ溝６が形成されている。
【００２２】
導波路モジュール２は、導波路モジュール取付面５ｄに対し接着剤（図示せず）で接着されている。逃げ溝６は、その接着の際に余剰な接着剤を逃げさせることにより、導波路モジュール取付面５ｄに対する導波路モジュール２の浮き上がりや傾斜を防ぐために設けられている。さらに、この逃げ溝６によって、支線コア３の端面に余剰な接着剤が付着することを防止することができる。
【００２３】
発光素子モジュール１は、発光素子（図示せず）を金属製の円筒形筐体に収容したキャン型発光素子モジュールである。この発光素子モジュール１は、筐体の一端面に光軸が通っており、その光軸の周囲は筐体の縁１ａになっている。この発光素子モジュール１の縁１ａをベース５の発光素子モジュール取付面５ａに当接し、その接合面をＹＡＧレーザで溶接することにより、発光素子モジュール１の円筒形筐体がベース５に溶接固定されている。ただし、図３では、説明のため発光素子モジュール１とベース５とを離して描いてある。
【００２４】
発光素子モジュール１とベース５とが接合された状態において、発光素子モジュール１の光軸は一点鎖線Ｃの位置にあり、導波路モジュール２内の各支線コア３（図１，２参照）もまた一点鎖線Ｃの位置にある。
【００２５】
４つの発光素子モジュール１の発光素子を各々駆動する複数の駆動回路６が一つの基板７に実装されている。この基板７を駆動回路基板と呼ぶ。駆動回路基板７は可撓性の小さいリジッド基板である。一方、４つの発光素子モジュール１は、他の一つの基板８に実装されている。この基板８を発光素子基板と呼ぶ。発光素子基板８は可撓性の小さいリジッド基板である。この発光素子基板８と駆動回路基板７は、共通のフレキシブル基板９に結合されている。フレキシブル基板９は可撓性の大きい基板であり、自在に曲げることができる。
【００２６】
駆動回路基板７は導波路モジュール２の上面２ｅに取り付けられている。ただし、図３では、説明のためフレキシブル基板９と導波路モジュール２とを離して描いてある。一方、発光素子モジュール１がベース５の発光素子モジュール取付面５ａに接合されていることから、フレキシブル基板９のうちの発光素子基板８を実装した部分はベース５の発光素子モジュール取付面５ａに臨んでいる。フレキシブル基板９は、これら発光素子基板８と駆動回路基板７との間で曲線的に曲がっている。
【００２７】
図１（ａ），（ｂ）には、主回路基板１０が示されている。この主回路基板１０は、駆動回路６を制御する主回路（図示せず）を一つのリジッド基板に実装したものである。主回路基板１０もまたフレキシブル基板９に結合されている。フレキシブル基板９は駆動回路基板７と主回路基板１０との間で適宜に曲げることができる。
【００２８】
以下、本発明の作用効果を説明する。
【００２９】
図２に示した導波路モジュール２は、端面２ａとこの端面２ａに対向する端面２ｃとの間で曲げ半径Ｒが１箇所分のスペースを確保できればよく、また、支線コア３同士の間隔も曲げ半径Ｒが１箇所分のスペースを確保できればよい。全体の曲げ箇所数は４箇所である。これに対し、背景技術による図８の導波路モジュールでは、２本のコアをそれぞれ曲げ合って中間で集合させているため、縦横両方向に曲げ半径Ｒが複数箇所分のスペースを確保する必要がある。全体の曲げ箇所数は１２箇所にもなる。この違いにより、本発明の導波路モジュール２は縦横両方向ともに寸法を小さくすることができる。試算によれば、同等の合波部材となる導波路モジュールを背景技術で実現すると表面面積＝２５０ｍｍ2であるのに対し本発明で実現すると表面面積＝１５６ｍｍ2で十分であった。以上のことから、本発明では 図２のような導波路モジュール２を用いたことにより、波長多重光送信モジュールの小型化を図ることができる。
【００３０】
図４に本発明の他の実施形態による導波路モジュールを示す。
【００３１】
この導波路モジュール４２は、端面４２ａに４本の支線コア４３の端部が配置されている。各支線コア４３は、端面４２ａから直角に延び、そこから曲げ半径Ｒで端面４２ｂの方向へ約９０°曲がっており、さらに、端面４２ｂに向かって延びている。端面４２ｂから最も遠い支線コア４３が端面４２ｂに向かって延びている部分へ隣の支線コア４３が曲げ半径Ｒのために緩やかに接近して集合されている。他の２本の支線コア４３同士も同様に集合されている。そして、集合されたコア同士が集合されて一つの幹線コア４４が形成されている。
【００３２】
この形態は、図２のように支線コア３が順次１つずつ１つの幹線コア４にまとまるのではなく、２つの支線コア４３の組みがそれぞれ集合しているが、この形態においても、各支線コア４３の曲げ方向が揃っており、かつ曲げの個数も少ないので、図８の導波路モジュールよりも小型化することができる。
【００３３】
図５に本発明の他の実施形態による導波路モジュールを示す。
【００３４】
この導波路モジュール５２は、端面５２ａに２本の支線コア５３の端部が配置され、対向する端面５２ｃに残りの２本の支線コア５３の端部が配置されている。端面５２ａ及び端面５２ｃから直角に延びた支線コア５３が曲げ半径Ｒで端面４２ｂの方向へ約９０°曲がると共に集合されている。その隣の支線コア５３も同様にして集合され、これにより一つの幹線コア５４が形成されている。
【００３５】
この形態においても、各支線コア４３の曲げ方向が揃っており、かつ曲げの個数も少ないので、図８の導波路モジュールよりも小型化することができる。
【００３６】
なお、ここまでの説明では、波長多重数を４としたので、支線コア３（４３，５３）も４本としたが、本発明はこれに限定されず、支線コアの本数は波長多重数に合わせて任意とすることができる。
【００３７】
また、本発明にあっては、導波路モジュール２を金属製のベース５に取り付け、そのベース５にキャン型の発光素子モジュール１を取り付けている。ベース５と発光素子モジュール１の接合は金属同士であるので、レーザ溶接で容易に行うことができる。また、発光素子モジュール１の筐体の縁１ａは平坦であるので、ベース５の発光素子モジュール取付面５ａに容易に当接することができ、光軸合わせも簡単である。
【００３８】
さらに、本発明にあっては、図３に示したようにベース５の導波路モジュール取付面５ｄに逃げ溝６を設けたので、接着剤による導波路モジュール２の接着の際に余剰な接着剤を逃げさせることができる。これにより、余剰な接着剤によって、導波路モジュール２が浮いたり傾いたりするのを防ぐと共に、支線コア３の端面に余剰な接着剤が付着することを防止することができる。また、接着剤の厚みが厚いと接着強度が低下するが、余剰な接着剤を逃がすことで、接着剤の厚みを薄くして接着強度を高めることができる。
【００３９】
図６に示したように、導波路モジュール２は、アクリル系樹脂からなる基板６１にシリコン系樹脂又はガラスからなる導波路基板６２を積層したものである。図２に示したコア３，４はこの導波路基板６２内に形成されている。一方、ベース５は、例えばステンレス（ＳＵＳ）で構成される。ベース５と基板６１との間に接着剤層６３が形成されている。この構造によれば、ベース５が熱膨張したとき、コアに発生する応力を緩和させることができる。
【００４０】
また、本発明にあっては、図３に示したように駆動回路基板７を導波路モジュール２の上面２ｅに配置したので、部品配置が集約される。さらに、この駆動回路基板７と発光素子基板８とをフレキシブル基板９に実装したので、ケーブル等による配線を減らすことができる。さらに、このフレキシブル基板９に主回路基板１０も実装することにより、配線をいっそう減らすことができる。また、基板７，８，９又は基板７，８，９，１０を一括して製造するリジッドフレキシブル基板を用いることにより、各基板７，８，９又は基板７，８，９，１０間を接続するコネクタや端子等の接続部が不要となり、いっそうの小型化、集積化を実現することができる。
【００４１】
なお、図５の導波路モジュール５２を用いる場合は、発光素子基板８を２枚に分割してそれぞれフレキシブル基板９に実装すればよい。
【００４２】
図７に駆動回路基板７の取付に関する他の実施形態を示す。
【００４３】
図７に示されるように、駆動回路基板７と導波路モジュール２との間に、熱伝導性の高い放熱シート７１が挟み込まれている。放熱シート７１の一部は、導波路モジュール２より大きく形成され、はみだした部分が発光素子モジュール１及びベース５にも接している。図７では、説明のため導波路モジュール２と放熱シート７１と駆動回路基板７とをそれぞれ離して描いてあるが、実際にはこれらは互いに密着させる。これにより、駆動回路６で発生する熱や発光素子モジュール１で発生する熱をベース５に逃がしてやることができる。
【００４４】
また、駆動回路基板７の上部には、熱伝導性が高く且つ導電性の高い放熱兼電磁遮蔽シート７２が設けられている。これにより、駆動回路６を電気的ノイズから守ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態を示す波長多重光送信モジュールの図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１中の導波路モジュールのコア構造図である。
【図３】図１の波長多重光送信モジュールの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す導波路モジュールのコア構造図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す導波路モジュールのコア構造図である。
【図６】図３の導波路モジュール部分の詳細図である。
【図７】本発明の一実施形態を示す波長多重光送信モジュールの断面図である。
【図８】背景技術の導波路モジュールのコア構造図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  発光素子モジュール
２  導波路モジュール
３  支線コア
４  幹線コア
５  ベース
６  駆動回路
７  駆動回路基板
８  発光素子基板
９  フレキシブル基板
【図１】
2005250118.tif 000003
【図２】
2005250118.tif 000004
【図３】
2005250118.tif 000005
【図４】
2005250118.tif 000006
【図５】
2005250118.tif 000007
【図６】
2005250118.tif 000008
【図７】
2005250118.tif 000009
【図８】
2005250118.tif 000010