(57)【要約】【課題】送信用の光ファイバと受信用の光ファイバを直列に接続して小型化することのできる光通信装置を提供する。【解決手段】本発明の光通信装置１は、リードフレーム２と、リードフレーム２の一方の面に設置された発光素子３と、リードフレーム２の他方の面に設置された受光素子４と、リードフレーム２と発光素子３と受光素子４とを透明樹脂で一体に封止した透明封止パッケージ５と、透明封止パッケージ５と一体に成型されて発光素子３に対応した位置に形成された発光用レンズ６と、透明封止パッケージ５と一体に成型されて受光素子４に対応した位置に形成された受光用レンズ７とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2012098445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信用光ファイバと受信用光ファイバに対して光の送受信を行う光通信装置であって、
リードフレームと、
前記リードフレームの一方の面に設置された発光素子と、
前記リードフレームの他方の面に設置された受光素子と、
前記リードフレームと前記発光素子と前記受光素子とを透明樹脂で一体に封止した透明封止パッケージと、
前記透明封止パッケージと一体に成型され、前記発光素子に対応した位置に形成された発光用レンズと、
前記透明封止パッケージと一体に成型され、前記受光素子に対応した位置に形成された受光用レンズと
を備えていることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記発光素子と前記受光素子とに共通に連結された接地端子をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項３】
前記送信用光ファイバを固定する送信側中間コネクタと、
前記受信用光ファイバを固定する受信側中間コネクタと
をさらに備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光通信装置。
【請求項４】
前記受光素子で受信した光信号を増幅して前記発光素子へ伝送する電圧増幅手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信用と受信用の２本の光ファイバを接続して光信号の送受信を行う光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光信号を送受信するための部品としては、光信号を送信する送信側と光信号を受信する受信側で別々のパッケージが存在していた。例えば、図５に示すような送信側パッケージと受信側パッケージがそれぞれ存在していた。
【０００３】
図５（ａ）に示すように、送信側パッケージ５０は、リードフレームに設置された発光素子５１と、発光素子５１を透明樹脂で一体に封止した透明封止パッケージ５２と、外側に突出して形成された発光用レンズ５３とを備えている。
【０００４】
また、図５（ｂ）に示すように、受信側パッケージ５５は、リードフレームに設置された受光素子５６と、受光素子５６を透明樹脂で一体に封止した透明封止パッケージ５７と、外側に突出して形成された受光用レンズ５８とを備えている。
【０００５】
このように従来では送信側パッケージ５０と受信側パッケージ５５が別々に存在していたが、これらのパッケージを一体型にして光信号の送受信を同時に行うことのできる装置もあった。
【０００６】
例えば、特許文献１に開示されている光トランシーバ用光学系ユニットや特許文献２に開示されている光半導体装置などがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１５４０６６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１、２に開示された装置では、発光素子と受光素子が横に並んで設置され、送信用の光ファイバと受信用の光ファイバが並列に接続されていたので、装置の幅が大きくなって小型化することが困難であるという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、送信用の光ファイバと受信用の光ファイバを直列に接続して小型化することのできる光通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、送信用光ファイバと受信用光ファイバに対して光の送受信を行う光通信装置であって、リードフレームと、前記リードフレームの一方の面に設置された発光素子と、前記リードフレームの他方の面に設置された受光素子と、前記リードフレームと前記発光素子と前記受光素子とを透明樹脂で一体に封止した透明封止パッケージと、前記透明封止パッケージと一体に成型され、前記発光素子に対応した位置に前記送信用光ファイバへ向かって突出して形成された発光用レンズと、前記透明封止パッケージと一体に成型され、前記受光素子に対応した位置に前記受信用光ファイバへ向かって突出して形成された受光用レンズとを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本願の請求項２に係る発明は、前記発光素子と前記受光素子とに共通に連結された接地端子をさらに備えていることを特徴とする。
【００１２】
本願の請求項３に係る発明は、前記送信用光ファイバを固定する送信側中間コネクタと、前記受信用光ファイバを固定する受信側中間コネクタとをさらに備えていることを特徴とする。
【００１３】
本願の請求項４に係る発明は、前記受光素子で受信した光信号を増幅して前記発光素子へ伝送する電圧増幅手段をさらに備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願の請求項１に係る発明では、リードフレームの一方の面に発光素子を設置し、他方の面に受光素子を設置したので、送信用の光ファイバと受信用の光ファイバを直列に接続することができ、これによって装置の幅を小さくできるので、装置全体を小型化することができる。
【００１５】
本願の請求項２に係る発明では、接地端子を発光素子と受光素子で共通にしたので、部品点数を削減してコストダウンを実現することができる。
【００１６】
本願の請求項３に係る発明では、送信用光ファイバを固定する送信側中間コネクタと、受信用光ファイバを固定する受信側中間コネクタとをさらに備えているので、本発明の光通信装置を中間コネクタとして使用することができ、受信用光ファイバから受信した光信号を劣化させることなく送信用光ファイバへ伝送することができる。
【００１７】
本願の請求項４に係る発明では、受光素子で受信した光信号を増幅して発光素子へ伝送する電圧増幅手段をさらに備えているので、本発明の光通信装置を光増幅器として機能させることができ、これによって光通信におけるパワーバジェットを飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した一実施形態に係る光通信装置の構造を示す図である。
【図２】本発明を適用した一実施形態に係る中間コネクタの構造を示す分解斜視図である。
【図３】本発明を適用した一実施形態に係る中間コネクタの構造を示す斜視図である。
【図４】本発明を適用した一実施形態に係る中間コネクタの構造を示す断面図である。
【図５】従来の送信側パッケージと受信側パッケージの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
［光通信装置の構造］
図１は本実施形態に係る光通信装置の構造を示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は斜視図、図１（ｃ）は正面図、図１（ｄ）は側面図、図１（ｅ）は背面図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係る光通信装置１は、リードフレーム２と、リードフレーム２の一方の面に設置された発光素子３と、リードフレーム２の他方の面に設置された受光素子４と、リードフレーム２と発光素子３と受光素子４とを透明樹脂で一体に封止した透明封止パッケージ５と、透明封止パッケージ５と一体に成型されて発光素子３に対応した位置に形成された発光用レンズ６と、透明封止パッケージ５と一体に成型されて受光素子４に対応した位置に形成された受光用レンズ７と、発光素子３とワイヤで接続された送信用信号線８と、発光素子３と受光素子４に共通に連結された接地端子９と、受光素子４とワイヤで接続された受信用信号線１０とを備えている。
【００２２】
ここで、本実施形態に係る光通信装置１は、一枚のリードフレーム２の一方の面に発光素子３を実装し、他方の面に受光素子４を実装して垂直方向に光通信を行うものである。そして、リードフレーム２の構成としては発光素子３と受光素子４の各接地は中央の接地端子９に共通化され、左右にそれぞれ送信用信号線８と受信用信号線１０とが配置されている。このように一枚のリードフレーム２に発光素子３と受光素子４とを実装したことにより、実装時の基準を同一箇所から得ることができる。したがって、パッケージするときには、発光用レンズ６及び受光用レンズ７と発光素子３及び受光素子４との間の位置はリードフレーム２の表裏で統一化することができ、位置ずれ量は最小限に抑えることができる。さらに、リードフレーム２を発光素子３と受光素子４で共通化したことにより、端子数を減らすことができるので、部品点数を削減することもできる。
【００２３】
発光素子３は面発光型の素子であり、例えば発光ダイオードなどを使用することができる。発光素子３から照射された光信号は発光用レンズ６を介して送信用光ファイバに伝達される。
【００２４】
受光素子４は表面入射型の素子であり、例えばフォトダイオードなどを使用することができる。受光素子４は、受信用光ファイバから伝達された光信号を、受光用レンズ７を介して受信し、光信号を電気信号に変換している。
【００２５】
透明封止パッケージ５は、両面に発光用レンズ６と受光用レンズ７がそれぞれ一体に成型されており、リードフレーム２、発光素子３及び受光素子４を透明樹脂で一体に封止している。透明樹脂の材料としては送信用及び受信用光ファイバで使用される光線に対して十分な透過力のある材料であれば使用することが可能である。従来では図５に示すように送信側と受信側が別々のパッケージだったので、送信側と受信側で別々の封止金型が必要であったが、本実施形態に係る光通信装置１では１つの封止金型で封止することが可能となる。また、送信用の光ファイバと受信用の光ファイバを並列に接続していた従来の装置では、受光素子と発光素子との間のクロストーク対策が非常に困難であったが、本実施形態に係る光通信装置１ではリードフレーム２の表と裏に発光素子３と受光素子４を設置しているので、容易にクロストークを防止することができる。
【００２６】
発光用レンズ６は、発光素子３に対応した位置に形成された凸レンズであり、発光素子３から送信用光ファイバの側へ半球状に突出した形状をしている。
【００２７】
受光用レンズ７は、受光素子４に対応した位置に形成された凸レンズであり、受光素子４から受信用光ファイバの側へ半球状に突出した形状をしている。
【００２８】
尚、図１には図示していないが、リードフレーム２上には発光素子３や受光素子４を駆動するための駆動用ＩＣや電圧増幅器などをさらに搭載している。
【００２９】
上述したように構成された光通信装置１は、受信用光ファイバから受光用レンズ７を介して受信した光信号を受光素子４で電気信号に変換し、この電気信号を発光素子３で再び光信号に変換して発光用レンズ６を介して送信用光ファイバに送信する。
【００３０】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る光通信装置１によれば、リードフレーム２の一方の面に発光素子３を設置し、他方の面に受光素子４を設置したので、送信用の光ファイバと受信用の光ファイバを直列に接続することができ、これによって装置の幅を小さくできるので、装置全体を小型化することができる。また、送信用の光ファイバと受信用の光ファイバを並列に接続していた従来の装置と比較して、装置の横幅を半分に減らすことができるので、軽量化することができるとともに材料費を削減してコストダウンを実現することもできる。
【００３１】
また、本実施形態に係る光通信装置１によれば、接地端子９を発光素子３と受光素子４で共通にしたので、部品点数を削減してコストダウンを実現することができる。
【００３２】
［中間コネクタの構造］
次に、上述した光通信装置１を備えた中間コネクタの構造について説明する。図２は本実施形態に係る中間コネクタの構造を示す分解斜視図である。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態に係る中間コネクタ２０は、送信用光ファイバを固定する送信側中間コネクタ２１と、受信用光ファイバを固定する受信側中間コネクタ２２と、送信側中間コネクタ２１と受信側中間コネクタ２２との間に配置された光通信装置１とを備えている。
【００３４】
ここで、送信側中間コネクタ２１及び受信側中間コネクタ２２は、それぞれ光ファイバを接続するための開口部２３、２４と、光通信装置１を駆動するために必要な電源用の電線を接続する電線開口部２５、２６とを備えている。また、送信側中間コネクタ２１には位置合わせピン２７が設置されており、受信側中間コネクタ２２に設置された位置合わせ穴に嵌合させることによって、光通信装置１を間に介在させて送信側中間コネクタ２１と受信側中間コネクタ２２とを結合させることができる。尚、送信側中間コネクタ２１と受信側中間コネクタ２２は通常の射出成型で製造することができる。
【００３５】
次に、結合された中間コネクタ２０について図３を参照して説明する。
【００３６】
図３に示すように、送信側中間コネクタ２１と受信側中間コネクタ２２を結合すると、コネクタ嵌合ロック３１によって両者は固定される。また、送信用光ファイバ３２及び受信用光ファイバ３３は、光ファイバの先端に取り付けられたフェルール３４を開口部２３、２４に挿入してロック部に固定することで接続される。電源用の複数の電線３５についても電線開口部２５、２６に挿入すると、電線嵌合ロック３６によって固定されて接続される。
【００３７】
こうして結合された中間コネクタ２０は、受信用光ファイバ３３で受信した光信号を光通信装置１の受光素子４で電気信号に変換し、この電気信号を光通信装置１の発光素子３で再び光信号に変換して送信用光ファイバ３２に送信している。したがって、本実施形態に係る中間コネクタ２０では、受信用光ファイバ３３から受信した光信号を劣化させることなく送信用光ファイバ３２へ伝送することができる
また、図４に示すように光通信装置１に電圧増幅器４１を設置することもできる。この電圧増幅器４１は、受光素子４で受信した光信号を増幅して発光素子３へ伝送するものである。このように電圧増幅器４１を設置したことにより、受信した光信号を大幅に増幅した信号を伝送することができる。
【００３８】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る光通信装置１によれば、送信用光ファイバ３２を固定する送信側中間コネクタ２１と、受信用光ファイバ３３を固定する受信側中間コネクタ２２とをさらに備えているので、本実施形態に係る光通信装置１を中間コネクタ２０として使用することができる。従来の中間コネクタは光ファイバを突き当てるか、あるいは極限まで接近させて２本の光ファイバを接続していたので、接続部には必ず光損失が存在していた。そのため光伝送路において使用することのできる中間コネクタの数には制限があった。特に、高周波伝送の場合には、光ファイバの接続の難しさやパワーバジェットの関係から極めて少ない数の中間コネクタしか使用することができなかった。
【００３９】
しかしながら、本実施形態に係る光通信装置１を備えた中間コネクタ２０によれば、受信用光ファイバ３３から受信した光信号を劣化させることなく送信用光ファイバ３２へ伝送することができるので、中間コネクタの数を制限する必要はなくなり、今まで光損失の関係で光ファイバの区分けができなかった箇所においても光配線を行うことができるようになった。また、送信用の光ファイバと受信用の光ファイバを並列に接続していた従来の装置と比較すると、本実施形態に係る光通信装置１を備えた中間コネクタ２０は、光ファイバを曲げることなく水平方向へ光伝送を行うことができる。
【００４０】
さらに、本実施形態に係る光通信装置１を備えた中間コネクタ２０によれば、受光素子４で受信した光信号を増幅して発光素子３へ伝送する電圧増幅器４１をさらに備えているので、光増幅器として機能することができ、これによって光通信におけるパワーバジェットを飛躍的に向上させることができる。
【００４１】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、光ファイバを用いた光通信に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  光通信装置
２  リードフレーム
３  発光素子
４  受光素子
５  透明封止パッケージ
６  発光用レンズ
７  受光用レンズ
８  送信用信号線
９  接地端子
１０  受信用信号線
２０  中間コネクタ
２１  送信側中間コネクタ
２２  受信側中間コネクタ
２３、２４  開口部
２５、２６  電線開口部
２７  位置合わせピン
３１  コネクタ嵌合ロック
３２  送信用光ファイバ
３３  受信用光ファイバ
３４  フェルール
３５  電線
３６  電線嵌合ロック
４１  電圧増幅器
【図１】
2012098445.tif 000003
【図２】
2012098445.tif 000004
【図３】
2012098445.tif 000005
【図４】
2012098445.tif 000006
【図５】
2012098445.tif 000007