(57)【要約】【課題】組立作業が容易であり、高速伝送に適した光モジュールを提供する。【解決手段】第１電気接続端子２ｃと第１電気コネクタ２ｄとが設けられた第１回路基板２と、ハウジング７内に一端部が挿入され他端部がハウジング７の外部に配置され、他端部に第２電気接続端子４ａと第２電気コネクタ４ｂとが設けられた第２回路基板４とを有する光サブアセンブリ１と、第１電気接続端子２ｃと第２電気接続端子４ａとにはんだ付け接続され高速伝送用のインピーダンス線路を備えた第１フレキシブル基板５と、第１電気コネクタ２ｄと第２電気コネクタ４ｂとコネクタ接続される第２フレキシブル基板６と、を備え、両回路基板２，４間で、第１フレキシブル基板５を介して１ＧＨｚ以上の高速電気信号を伝送し、第２フレキシブル基板６を介して直流信号を含む１ＭＨｚ以下の低速電気信号と電源信号とを伝送するように構成した。【選択図】図２
2016197634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信機器と電気的に接続される第１回路基板と、
前記第１回路基板の一端部の表面に形成された第１電気接続端子と、
前記第１回路基板の一端部の裏面に実装された第１電気コネクタと、
光信号の送信用または受信用の少なくとも一方の光学系及び光学素子を収容したハウジングと該ハウジング内に一端部が挿入され他端部が前記ハウジングの外部に配置された第２回路基板とを有する光サブアセンブリと、
前記第２回路基板の他端部の表面に形成された第２電気接続端子と、
前記第２回路基板の他端部の裏面に形成された第２電気コネクタと、
前記第１電気接続端子にはんだ付け接続される第３電気接続端子と、前記第２電気接続端子にはんだ付け接続される第４電気接続端子と、前記第３電気接続端子と前記第４電気接続端子とを電気的に接続する高速伝送用のインピーダンス線路とを備えた第１フレキシブル基板と、
前記第１電気コネクタに接続される第３電気コネクタと、前記第２電気コネクタに接続される第４電気コネクタと、前記第３電気コネクタと前記第４電気コネクタとを接続する伝送線路とを備えた第２フレキシブル基板と、を備え、
前記両回路基板間で、前記第１フレキシブル基板を介して１ＧＨｚ以上の高速電気信号を伝送し、前記第２フレキシブル基板を介して直流信号を含む１ＭＨｚ以下の低速電気信号と電源信号とを伝送するように構成した、
光モジュール。
【請求項２】
前記インピーダンス線路が、マイクロストリップ線路、またはグランデッドコプレーナ線路、またはストリップ線路からなる、
請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光サブアセンブリは、
前記ハウジング内に、発光素子と、該発光素子を駆動する駆動用ＩＣと、受光素子と、該受光素子からの電気信号を増幅する増幅用ＩＣと、を有し、
前記第２電気接続端子及び前記第２電気コネクタと、前記駆動用ＩＣ及び前記増幅用ＩＣとが、前記第２回路基板に形成された配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されている、
請求項１又は２に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＯＳＡ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）やＲＯＳＡ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）等の光アセンブリをケースに収容した光モジュールが知られている。また、送信用の光アセンブリであるＴＯＳＡと受信用の光サブアセンブリであるＲＯＳＡとを共通のケースに収容することで、送受信を可能とした光モジュールも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
光サブアセンブリを用いた光モジュールでは、通信機器への接続端子や光サブアセンブリの制御等を行うマイクロコントローラ、電源回路等が搭載された回路基板が別途備えられている場合が多く、この回路基板と、光サブアセンブリに備えられた回路基板とを、フレキシブル基板を用いて電気的に接続することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０３１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、１波長あたり情報の伝送速度が２５Ｇｂ／ｓ（ギガビット毎秒）である４つの異なる波長の光信号を多重化し、伝送速度を１００Ｇｂ／ｓとした光伝送システムが開発されている。
【０００６】
このような１００Ｇｂ／ｓの高速伝送に対応した光モジュールでは、２５Ｇｂ／ｓの高速電気信号を伝送することになるため、フレキシブル基板と回路基板との接続部分に、損失が大きくクロストークの原因にもなるＦＰＣコネクタ等の電気コネクタを用いることは好ましくなく、フレキシブル基板と回路基板とを直接はんだ付け接続することが望ましいといえる。
【０００７】
しかしながら、フレキシブル基板と回路基板とを直接はんだ付けした場合、以下のような問題が生じる。
【０００８】
光モジュールを製造する際には、光サブアセンブリの検査や光学系の調心作業を行うのが一般的である。この光サブアセンブリの検査や調心作業で問題があった場合、光サブアセンブリの交換や光サブアセンブリを取り外して素子の交換作業等を行う必要が生じるが、フレキシブル基板と回路基板とを直接はんだ付けしていると、光サブアセンブリを取り外すことが困難になる場合がある。
【０００９】
つまり、高速伝送に対応すべくフレキシブル基板と回路基板とを直接はんだ付けした場合、検査や調心作業を含む組立工程が容易ではなくなってしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、組立作業が容易であり、高速伝送に適した光モジュール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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、通信機器と電気的に接続される第１回路基板と、前記第１回路基板の一端部の表面に形成された第１電気接続端子と、前記第１回路基板の一端部の裏面に実装された第１電気コネクタと、光信号の送信用または受信用の少なくとも一方の光学系及び光学素子を収容したハウジングと該ハウジング内に一端部が挿入され他端部が前記ハウジングの外部に配置された第２回路基板とを有する光サブアセンブリと、前記第２回路基板の他端部の表面に形成された第２電気接続端子と、前記第２回路基板の他端部の裏面に形成された第２電気コネクタと、前記第１電気接続端子にはんだ付け接続される第３電気接続端子と、前記第２電気接続端子にはんだ付け接続される第４電気接続端子と、前記第３電気接続端子と前記第４電気接続端子とを電気的に接続する高速伝送用のインピーダンス線路とを備えた第１フレキシブル基板と、前記第１電気コネクタに接続される第３電気コネクタと、前記第２電気コネクタに接続される第４電気コネクタと、前記第３電気コネクタと前記第４電気コネクタとを電気的に接続する伝送線路とを備えた第２フレキシブル基板と、を備え、前記両回路基板間で、前記第１フレキシブル基板を介して１ＧＨｚ以上の高速電気信号を伝送し、前記第２フレキシブル基板を介して直流信号を含む１ＭＨｚ以下の低速電気信号と電源信号とを伝送するように構成した、光モジュールを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、組立作業が容易であり、高速伝送に適した光モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態に係る光モジュールを示す外観斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施の形態に係る光モジュールケースの図示を省略に示す斜視図である。
【図２】図１Ｂの側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る光モジュールに用いる送受一体型光サブアセンブリを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図４】（ａ）は図３の送受一体型光サブアセンブリの要部拡大断面図、（ｂ）は送信側光学系の構造を示す説明図である。
【図５】（ａ）は図３の送受一体型光サブアセンブリの要部拡大断面図、（ｂ）は受信側光学系の構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１５】
図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る光モジュールを示す外観斜視図であり、図１Ｂは、本発明の一実施の形態に係る光モジュールケースの図示を省略に示す斜視図である。
【００１６】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、光モジュール１００は、光サブアセンブリとしての送受一体型光サブアセンブリ１と、第１回路基板２と、送受一体型光サブアセンブリ１と第１回路基板２とを収容するケース３と、を備えている。
【００１７】
ケース３は、送受一体型光サブアセンブリ１と第１回路基板２とを収容する本体部３ａと、本体部３ａの開口（不図示）を閉塞する蓋体３ｂと、を備えている。本体部３ａの先端部（図１Ａの左手前側の端部）には、送受信用の光ファイバ（不図示）の端部に設けられた光プラグ（不図示）を挿入するための２つの挿入孔３ｃが形成されている。また、本体部３ａの基端部（図１Ａの右奥側の端部）には開口が形成されており、この開口から第１回路基板２の端部が露出されている。
【００１８】
本体部３ａから露出された第１回路基板２の端部（送受一体型光サブアセンブリ１と反対側の端部）には、図示しない通信機器に接続するための電極２ａが整列して形成されており、カードエッジコネクタ２ｂが形成されている。光モジュール１００は、通信機器からカードエッジコネクタ２ｂを介して入力された電気信号を光信号に変換して送信用の光ファイバに送信し、受信用の光ファイバから入力された光信号を電気信号に変換してカードエッジコネクタ２ｂを介して通信機器に出力するものである。
【００１９】
図示していないが、第１回路基板２には、送受一体型光サブアセンブリ１から出力された電気信号の波形成形を行うＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ  Ｄａｔａ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）回路、電源回路、および送受一体型光サブアセンブリ１を含む光モジュール１００全体の制御を行うためのマイクロコントローラ等が搭載されている。
【００２０】
送受一体型光サブアセンブリ１は、光信号の送信用または受信用の少なくとも一方の光学系及び光学素子を収容したハウジング７と、ハウジング７内に一端部が挿入され他端部がハウジング７の外部に配置された第２回路基板４と、を有している。本実施の形態では、光信号の送受信が可能な送受一体型光サブアセンブリ１を用いているが、送信、受信のいずれか一方のみを行う光サブアセンブリを用いてもよい。送受一体型光サブアセンブリ１の具体的な構成については、後述する。
【００２１】
光モジュール１００は、例えば、１波長あたり情報の伝送速度が２５Ｇｂ／ｓである４つの異なる波長の光信号を多重化して送受信するものであり、１００Ｇｂ／ｓの伝送速度に対応するものである。
【００２２】
次に、第１回路基板２と送受一体型光サブアセンブリ１との接続について説明する。
【００２３】
図１Ｂおよび図２に示すように、本実施の形態では、第１回路基板２と、送受一体型光サブアセンブリ１に備えられた第２回路基板４とが、２枚のフレキシブル基板（ＦＰＣ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）５，６により接続されている。第１回路基板２と第２回路基板４は、例えばセラミック多層基板からなる。
【００２４】
第１回路基板２の一端部（送受一体型光サブアセンブリ１側の端部）の表面には、第２回路基板４に接続するための第１電気接続端子２ｃが形成されている。また、第１回路基板２の一端部の裏面には、第２回路基板４に接続するための第１電気コネクタ２ｄが実装されている。第１電気接続端子２ｃは、第１回路基板２の一端に沿って形成された複数の電極（パッド）からなり、第１電気コネクタ２ｄは、ＦＰＣコネクタからなる。
【００２５】
また、第２回路基板４の他端部の表面には、第１回路基板２に接続するための第２電気接続端子４ａが形成されている。第２回路基板４の他端部の裏面には、第１回路基板２に接続するための第２電気コネクタ４ｂが実装されている。第２電気接続端子４ａは、第２回路基板４の他端に沿って形成された複数の電極（パッド）からなり、第２電気コネクタ４ｂは、ＦＰＣコネクタからなる。
【００２６】
第１フレキシブル基板５は、第１回路基板２の第１電気接続端子２ｃにはんだ付け接続される第３電気接続端子５ａと、第２回路基板４の第２電気接続端子にはんだ付け接続される第４電気接続端子５ｂと、第３電気接続端子５ａと第４電気接続端子５ｂとを電気的に接続する高速伝送用のインピーダンス線路（不図示）と、を備えている。
【００２７】
高速伝送用のインピーダンス線路としては、マイクロストリップ線路、またはグランデッドコプレーナ線路、またはストリップ線路を用いることができる。インピーダンス線路をマイクロストリップ線路またはストリップ線路で構成する場合、第１フレキシブル基板５として、多層基板を用いることができる。
【００２８】
本実施の形態では、この第１フレキシブル基板５を介して、両回路基板２，４間で、１ＧＨｚ以上の高速電気信号を伝送するように構成している。第１フレキシブル基板５は両回路基板２，４に対して直接はんだ接続されており、かつ、高速伝送用のインピーダンス線路を備えており、高速伝送に適した構造となっている。
【００２９】
第２フレキシブル基板６は、第１回路基板２の第１電気コネクタ２ｄに接続される第３電気コネクタ６ａと、第２回路基板４の第２電気コネクタ４ｂに接続される第４電気コネクタ６ｂと、第３電気コネクタ６ａと第４電気コネクタ６ｂとを接続する伝送線路（不図示）と、を備えている。
【００３０】
本実施の形態では、この第２フレキシブル基板６を介して、両回路基板２，４間で、直流信号を含む１ＭＨｚ以下の低速電気信号と電源信号とを伝送するように構成している。第２フレキシブル基板６は、コネクタ接続により両回路基板２，４と接続されているため、高速伝送には適していないが、低速信号や電源信号については問題なく伝送することができる。また、第２フレキシブル基板６は、コネクタ接続により両回路基板２，４と接続されているため、容易に着脱することができる。
【００３１】
このように、本実施の形態では、両回路基板２，４にはんだ付け接続する第１フレキシブル基板５を高速伝送用に、両回路基板２，４にコネクタ接続する第２フレキシブル基板６を低速信号と電源信号の伝送用に用いている。
【００３２】
次に、送受一体型光サブアセンブリ１について説明する。
【００３３】
図３は、送受一体型光サブアセンブリ１を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【００３４】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、送受一体型光サブアセンブリ１は、ハウジング７と、送信側光レセプタクル８と、受信側光レセプタクル９と、第２回路基板４と、複数の発光素子としてのＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）１０と、複数の受光素子としてのＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）１１と、送信側光学系１２と、受信側光学系１３と、駆動用ＩＣ１４と、増幅用ＩＣとしてのＴＩＡ（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１５と、を備えている。
【００３５】
ハウジング７は、高さ方向の上下に開口を有する筒状の側壁７１と、側壁７１の下方の開口を塞ぐ底壁７２と、側壁７１の上方の開口を塞ぐ上壁７３（図１Ｂ参照）と、を有している。なお、図３（ａ），（ｂ）では、上壁７３を省略して示している。以下、図３（ｂ）における上下方向（高さ方向と垂直な方向）を長さ方向、図３（ｂ）における左右方向（高さ方向と長さ方向とに垂直な方向）を幅方向と呼称する。
【００３６】
本実施の形態では、ハウジング７は、直方体形状に形成されている。側壁７１は、上面視で矩形状に形成されており、幅方向に沿った第１側壁７１ａと、第１側壁７１ａの幅方向における両端部から長さ方向に沿って延出される第２側壁７１ｂおよび第３側壁７１ｃと、第２側壁７１ｂの第１側壁７１ａと反対側の端部と、第３側壁７１ｃの第１側壁７１ａと反対側の端部とを接続する幅方向に沿った第４側壁７１ｄと、から構成されている。
【００３７】
ハウジング７は、放熱性を向上させる観点から熱伝導率が高い材料で構成されることが望ましい。本実施の形態では、ハウジング７として金属からなるもの、具体的にはコバール材に金メッキを施したものを用いたが、樹脂からなるものを用いてもよい。側壁７１と底壁７２、および側壁７１と上壁７３は、溶接や接着等により気密に接続される。
【００３８】
長さ方向における側壁７１の一側、すなわち第１側壁７１ａには、第１側壁７１ａを貫通する２つの貫通孔７５，７６が幅方向に離間して形成されている。この２つの貫通孔７５，７６のうち一方の貫通孔７５には送信側光レセプタクル８が取り付けられ、他方の貫通孔７６には受信側光レセプタクル９が取り付けられる。送信側光レセプタクル８には、ケース３の挿入孔３ｃを介して挿入された送信用の光プラグが接続される。受信側光レセプタクル９には、ケース３の挿入孔３ｃを介して挿入された受信用の光プラグが接続される。
【００３９】
長さ方向における側壁７１の他側、すなわち第４側壁７１ｄには、第２回路基板４を挿入するための基板用貫通孔７７が形成されている。ここでは、第４側壁７１ｄから第２，第３側壁７１ｂ，７１ｃに一部回り込むように基板用貫通孔７７を形成している。
【００４０】
第２回路基板４は、その一端部が基板用貫通孔７７を介してハウジング７内に挿入され、その他端部がハウジング７外に配置されている。第２回路基板４は、例えば銀ろうを用いたろう付けにより、ハウジング７１に固定される。第２回路基板４は、ハウジング７と略同じ幅に形成されており、その幅方向の両端部が第２側壁７１ｂと第３側壁７１ｃとに支持されるように構成されている。
【００４１】
第２回路基板４の他端部に形成された第２電気接続端子４ａ及び第２電気コネクタ４ｂと、駆動用ＩＣ１４及びＴＩＡ１５とは、第２回路基板４に形成された配線パターン（図示せず）を介してそれぞれ電気的に接続されている。なお、第２回路基板４の表面または裏面に配線パターンを形成する場合、当該配線パターンとハウジング７とが接触しないように、第２回路基板４とハウジング７との間にセラミック等の絶縁体を介在させてもよい。
【００４２】
本実施の形態では、底壁７２上に固定された金属板７４をさらに備えており、この金属板７４上に、複数のＬＤ１０と、複数のＰＤ１１と、送信側光学系１２と、受信側光学系１３とを実装している。金属板７４は、送信側光学系１２と送信側光レセプタクル８、および受信側光学系１３と受信側光レセプタクル９の高さ方向における位置を調整する役割と、放熱性を向上させる役割とを兼ねたものである。金属板７４としては、ＬＤ１０とＰＤ１１を構成する半導体、および送信側光学系１２と受信側光学系１３を構成するガラス等の部材と同等の線膨張率を有するものを用いることが望ましく、例えばコバール材からなるものを用いるとよい。なお、金属板７４を省略し、底壁７２を厚く形成する等しても構わない。金属板７４は、例えば銀錫はんだを用いて底壁７２に固定される。
【００４３】
複数のＬＤ１０は、底壁７２上に固定された金属板７４に直接実装されており、幅方向に沿って一列に整列して配置される。ここでは、４つのＬＤ１０を備える場合について説明する。４つのＬＤ１０としては、発光波長がそれぞれ異なるものが用いられる。４つのＬＤ１０と第４側壁７１ｄとの間には、各ＬＤ１０を駆動する駆動用ＩＣ１４が配置されている。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、本実施の形態では、ＬＤ１０を金属板７４に実装し、駆動用ＩＣ１４をハウジング７内に挿入された回路基板４上に実装している。このように構成することで、駆動用ＩＣ１４で発生した熱がＬＤ１０に伝わりにくくなり、駆動用ＩＣ１４で発生した熱がＬＤ１０に伝わりＬＤ１０の発光効率が低下するといった不具合を抑制することが可能になる。
【００４５】
ＬＤ１０と駆動用ＩＣ１４とは、ワイヤ３１により電気的に接続され、駆動用ＩＣ１４と第２回路基板４の配線パターンとは、ワイヤ３２により電気的に接続されている。ここでは、金属板７４の第２回路基板４側の端部に上方に突出する突起７４ａを形成し、この突起７４ａ上にＬＤ１０を実装することにより、ＬＤ１０の光軸が送信側光学系１２のコリメートレンズ２１の光軸と一致するように構成している。
【００４６】
なお、駆動用ＩＣ１４で発生した熱をＬＤ１０に伝わりにくくするという観点からは、金属板７４と第２回路基板４とを離間して配置し、金属板７４と第２回路基板４とを熱的に遮断することが望ましい。また、第２回路基板４の端部までグランド配線がなされている場合には、第２回路基板４と金属板７４とを接触させるとグランド配線と金属板７４とが電気的に接続されてしまうため、このような場合には、シグナルグランドとケースグランドとを分離する観点から、金属板７４と第２回路基板４とを離間して配置することが望ましいといえる。ただし、金属板７４と第２回路基板４との距離を大きくしすぎると、駆動用ＩＣ１４とＬＤ１０との間の配線（ワイヤ３１）が長くなり、高速信号の劣化の原因になる。よって、高速信号の劣化を抑制するという観点からは、金属板７４と第２回路基板４とはなるべく近接していることが望ましいといえる。そこで、これらの点を考慮し、本実施の形態では、金属板７４と第２回路基板４とを、０．１〜０．２ｍｍ程度の間隔で離間して配置した。
【００４７】
送信側光学系１２は、送信側光レセプタクル８と４つのＬＤ１０との間の底壁７２上（ここでは金属板７４上）に配置され、４つのＬＤ１０から入射された光信号を合波して送信側レセプタクル８に出射するものである。
【００４８】
図４（ｂ）に示すように、送信側光学系１２は、ＬＤ１０から入射された光を平行光とする４つのコリメートレンズ２１と、光アイソレータ２２と、各ＬＤ１０から出射されコリメートレンズ２１を通過した光の光路を変換して光アイソレータ２２に導くための５つのミラー（フィルタ）２３と、光アイソレータ２２を通過した光を集光して送信側レセプタクル８に出射する出射側レンズ２４と、を備えている。光アイソレータ２２は、順方向に進む光のみを透過し逆方向に光を遮断する光部品であり、ここでは、ＬＤ１０側から送信側レセプタクル８側に進む光のみを透過するように構成される。
【００４９】
４つのコリメートレンズ２１は、それぞれＬＤ１０の発光部と対向する位置に配置され、ＬＤ１０とコリメートレンズ２１との距離は、コリメートレンズ２１の焦点距離と等しい距離とされる。以下、図３（ｂ）の右側から左側にかけて第１〜第４ＬＤ１０ａ〜１０ｄが配置されており、第１〜第４ＬＤ１０ａ〜１０ｄの発光波長がそれぞれλ１〜λ４であるとする。
【００５０】
５つのミラー２３は、波長λ１の光を反射する第１ミラー２３ａと、波長λ２の光を透過し波長λ３，λ４の光を反射する第２ミラー２３ｂと、波長λ２，λ３，λ４の光を透過し波長λ１の光を反射する第３ミラー２３ｃと、波長λ４の光を透過し波長λ３の光を反射する第４ミラー２３ｄと、波長λ４の光を反射する第５ミラー２３ｅと、からなる。
【００５１】
第１ミラー２３ａは、第１ＬＤ１０ａから出射されコリメートレンズ２１を通過した波長λ１の光を反射し、第３ミラー２３ｃへ導くように配置される。第２ミラー２３ｂは、第４ミラー２３ｄから入射された波長λ３の光、および第５ミラー２３ｅから入射された波長λ４の光を反射し、アイソレータ２２に導くように配置される。第３ミラー２３ｃは、第１ミラー２３ａから入射された波長λ１の光を反射し、アイソレータ２２に導くように配置される。第４ミラー２３ｄは、第３ＬＤ１０ｃから出射されコリメートレンズ２１を通過した波長λ３の光を反射し、第２ミラー２３ｄに導くように配置される。第５ミラー２３ｅは、第４ＬＤ１０ｄから出射されコリメートレンズ２１を通過した波長λ４の光を反射し、第２ミラー２３ｄに導くように配置される。
【００５２】
送信側光学系１２では、第１ＬＤ１０ａから出射された波長λ１の光は、コリメートレンズ２１を通過し、第１ミラー２３ａと第３ミラー２３ｃとで順次反射され、アイソレータ２２を通過し、出射側レンズ２４で集光されて送信側レセプタクル８に出射される。第２ＬＤ１０ｂから出射された波長λ２の光は、コリメートレンズ２１を通過し、第２ミラー２３ｂと第３ミラー２３ｃとを透過した後、アイソレータ２２を通過し、出射側レンズ２４で集光されて送信側レセプタクル８に出射される。第３ＬＤ１０ｃから出射された波長λ３の光は、コリメートレンズ２１を通過し、第４ミラー２３ｄと第２ミラー２３ｂで順次反射され、第３ミラー２３ｃを透過した後、アイソレータ２２を通過し、出射側レンズ２４で集光されて送信側レセプタクル８に出射される。第４ＬＤ１０ｄから出射された波長λ４の光は、コリメートレンズ２１を通過し、第５ミラー２３ｅで反射され、第４ミラー２３ｄを透過し、第２ミラー２３ｂで反射され、第３ミラー２３ｃを透過した後、アイソレータ２２を通過し、出射側レンズ２４で集光されて送信側レセプタクル８に出射される。
【００５３】
このように、送信側光学系１２では、ＬＤ１０ａ〜１０ｄから出射された波長λ１〜λ４の光が合波され、送信側レセプタクル８から出射されるように構成されている。なお、送信側光学系１２の具体的な構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００５４】
図３および図５（ａ）に示すように、複数のＰＤ１１は、底壁７２上に固定された金属板７４に直接実装されており、幅方向に沿って一列に整列して配置される。なお、複数のＰＤ１１と複数のＬＤ１０の両者が一列に整列配置されていなくてもよく、複数のＰＤ１１と複数のＬＤ１０とがそれぞれ一列に整列配置されていればよい。ここでは、４つのＰＤ１１を備える場合について説明する。４つのＰＤ１１と第４側壁７１ｄとの間には、ＰＤ１１から出力された電気信号を増幅するＴＩＡ１５が配置されている。ＴＩＡ１５と駆動用ＩＣ１４とは、長さ方向における略同じ位置に並列して配置されている。
【００５５】
本実施の形態では、ＴＩＡ１５を金属板７４に直接実装している。具体的には、ＴＩＡ１５を実装する位置の第２回路基板４に切欠き４ｃを形成すると共に、金属板７４に切欠き４ｃ内に突出する突出部７４ｂを形成し、その突出部７４ｂ上にＴＩＡ１５を実装するように構成している。これは、より放熱面積の広い金属板７４上にＴＩＡ１５を実装することで放熱性を高め、かつ、ＰＤ１１とＴＩＡ１５間の距離を短くして高速信号の劣化を抑制するためである。なお、放熱性や高速信号の劣化が問題とならない場合には、ＴＩＡ１５は第２回路基板４に実装されてもよい。
【００５６】
ＰＤ１１とＴＩＡ１５とは、ワイヤ３３により電気的に接続され、ＴＩＡ１５と第２回路基板４の配線パターンとは、ワイヤ３４により電気的に接続されている。ここでは、ＰＤ１１として受光部を上面に有するものを用いた。
【００５７】
ＴＩＡ１５としては、ＰＤ１１から入力された電気信号のうち交流成分、すなわち信号成分のみを抽出して出力するＡＣ出力端子（不図示）と、直流成分、すなわちバックグランド成分のみを抽出して出力するＤＣ出力端子（不図示）と、を備えたものを用いるとよい。ＡＣ出力端子は、第２回路基板４に形成された配線パターンを介して第２電気接続端子４ａに電気的に接続され、第１フレキシブル基板５を介して第１回路基板２に電気的に接続される。ＤＣ出力端子は、第２回路基板４に形成された配線パターンを介して第２電気コネクタ４ｂに電気的に接続され、第２フレキシブル基板６を介して第１回路基板２に電気的に接続される。
【００５８】
受信側光学系１３は、受信側光レセプタクル９と４つのＰＤ１１との間の底壁７２上（ここでは金属板７４上）に配置され、受信側光レセプタクル９から入射された光信号を分波して４つのＰＤ１１に出射するものである。
【００５９】
図５（ｂ）に示すように、受信側光学系１３は、受信側光レセプタクル９から入射された光を平行光とするコリメートレンズ４１と、コリメートレンズ４１から入射された光を幅方向に平行移動させるための１対の光路変換用ミラー４２と、光路変換用ミラー４２から入射された光を波長毎に分波して出射する７つのミラー（フィルタ）４３ａ〜４３ｇから構成された分波部４３と、分波部４３から入射した各波長の光をそれぞれ集光する４つの集光レンズ４４と、各集光レンズ４４から入射された光を高さ方向における下方に反射し、各ＰＤ１１の受光部に導く受光側ミラー４５と、を備えている。受光側ミラー４５は、支持部材４６を介して金属板７４に固定されている。
【００６０】
以下、受信側光レセプタクル９から波長λ１〜λ４の光を含む光が入射され、波長λ１の光を第１ＰＤ１１ａ、波長λ２の光を第２ＰＤ１１ｂ、波長λ３の光を第３ＰＤ１１ｃ、波長λ４の光を第４ＰＤ１１ｄで受光する場合を説明する。
【００６１】
分波部４３は、光路変換用ミラー４２から入射された光のうち、波長λ１の光を透過し波長λ２〜λ４の光を反射する第１ミラー４３ａと、第１ミラー４３ａから入射された全ての波長の光を反射する第２ミラー４３ｂと、第２ミラー４３ｂから入射された光のうち、波長λ２の光を透過し波長λ３，λ４の光を反射する第３ミラー４３ｃと、第３ミラー４３ｃから入射された全ての波長の光を反射する第４ミラー４３ｄと、第４ミラー４３ｄから入射された光のうち、波長λ３の光を透過し波長λ４の光を反射する第５ミラー４３ｅと、第５ミラー４３ｅから入射された全ての波長の光を反射する第６ミラー４３ｆと、第６ミラー４３ｆから入射された光のうち、波長λ４の光を透過する第７ミラー４３ｇと、を備えている。
【００６２】
第１ミラー４３ａを透過した波長λ１の光は、集光レンズ４４で集光され，受光側ミラー４５で反射されたのち、第１ＰＤ１１ａに受光される。第３ミラー４３ｃを透過した波長λ２の光は、集光レンズ４４で集光され，受光側ミラー４５で反射されたのち、第２ＰＤ１１ｂに受光される。第５ミラー４３ｅを透過した波長λ３の光は、集光レンズ４４で集光され，受光側ミラー４５で反射されたのち、第３ＰＤ１１ｃに受光される。第７ミラー４３ｇを透過した波長λ４の光は、集光レンズ４４で集光され，受光側ミラー４５で反射されたのち、第４ＰＤ１１ｄに受光される。
【００６３】
このように、受信側光学系１３では、受信側光レセプタクル９から入射された光を分波し、分波した波長λ１〜λ４の光をそれぞれＰＤ１１ａ〜１１ｄに入射するように構成されている。なお、受信側光学系１３の具体的な構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００６４】
次に、光モジュール１００の組立工程について説明する。
【００６５】
光モジュール１００を組み立てる際には、まず、送受一体型光サブアセンブリ１の第２回路基板４と第１回路基板２とを、第２フレキシブル基板６により接続し、ＬＤ１０と送信側光学系１２との調心作業、ＰＤ１１と受信側光学系１３との調心作業、および、ＬＤ１０やＰＤ１１やＩＣ１４，１５が正常に動作しているかを検査する検査作業と、を実施する。
【００６６】
ＬＤ１０と送信側光学系１２との調心作業では、第２フレキシブル基板６を介してＬＤ１０に直接電圧を印加するか、あるいは、第２フレキシブル基板６を介して供給した電源信号により駆動用ＩＣ１４を作動させ、ＬＤ１０を発光させつつ、送信側レセプタクル８に出射される光の強度が最大となるように、コリメートレンズ２１の位置等を調整する。
【００６７】
ＰＤ１１と受信側光学系１３との調心作業では、第２フレキシブル基板６を介して供給した電源信号によりＰＤ１１とＴＩＡ１５とを作動させ、受信側光レセプタクル９から光を入射しつつ、ＰＤ１１で受光する光強度が最大となるように、すなわち、ＴＩＡ１５のＤＣ出力端子から出力されるＤＣ成分の電圧が最大となるように、集光レンズ４４の位置等を調整する。
【００６８】
調心作業を行っても所望の特性が得られない場合や、検査作業により不具合が見つかった場合には、第２フレキシブル基板６から送受一体型光サブアセンブリ１を取り外し、新たな送受一体型光サブアセンブリ１に交換するか、あるいは、不具合が見つかった素子を交換する。このとき、送受一体型光サブアセンブリ１と第１回路基板２とは第２フレキシブル基板６を介してコネクタ接続により接続されているため、送受一体型光サブアセンブリ１を容易に取り外すことができる。
【００６９】
調心作業と検査作業で問題がなかった場合には、両回路基板２，４に第１フレキシブル基板５をはんだ付け接続し、第１フレキシブル基板５を介して高速信号（ここでは２５Ｇｂ／ｓの高速電気信号）を伝送した際の検査作業を行う。この検査作業で問題がなかった場合、送受一体型光サブアセンブリ１と第１回路基板２とをケース３に収容する。以上により、光モジュール１００が得られる。
【００７０】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る光モジュール１００では、両回路基板２，４間で、はんだ付け接続される第１フレキシブル基板５を介して１ＧＨｚ以上の高速電気信号を伝送し、コネクタ接続される第２フレキシブル基板６を介して直流信号を含む１ＭＨｚ以下の低速電気信号と電源信号とを伝送するように構成している。
【００７１】
これにより、両回路基板２，４を第２フレキシブル基板６を介してコネクタ接続した状態で、送受一体型光サブアセンブリ１の調心、検査作業を行うことが可能になり、当該調心、検査作業で問題が発生した場合に、容易に送受一体型光サブアセンブリ１を取り外すことが可能になる。つまり、本実施の形態によれば、検査や調心作業を含む組立工程が容易な光モジュール１００を実現できる。
【００７２】
また、本実施の形態では、両回路基板２，４にはんだ付け接続され高速伝送用のインピーダンス線路が形成された第１フレキシブル基板５を介して高速信号を伝送しているため、両回路基板２，４の接続部分での損失やクロストークを抑制し、高速伝送に適した光モジュール１００を実現できる。
【００７３】
さらに、高速電気信号用の第１フレキシブル基板５と、電源信号を含む低速電気信号用の第２フレキシブル基板６とを分けることで、両フレキシブル基板５，６として異なる材料、異なる構造のものを使用することが可能となり、例えば第２フレキシブル基板６として低コストなものを用いるなどして、コストを低減することが可能になる。
【００７４】
また、光モジュール１００では、光サブアセンブリとして、ハウジング７内に、ＬＤ１０と駆動用ＩＣとＰＤ１１とＴＩＡ１５とを有し、第２電気接続端子４ａ及び第２電気コネクタ４ｂと、駆動用ＩＣ１４及びＴＩＡ１５とが、第２回路基板４に形成された配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続された送受一体型光サブアセンブリ１を用いている。
【００７５】
光サブアセンブリがＴＯＳＡとＲＯＳＡとからなる場合、ＴＯＳＡとＲＯＳＡのそれぞれに回路基板が備えられ、それぞれの回路基板と第１回路基板２とを個別にフレキシブル基板５，６により接続する必要があるため、少なくとも２組のフレキシブル基板５，６が必要になる。これに対して、本実施の形態では、光サブアセンブリとして送受一体型光サブアセンブリ１を用いているため、１組のフレキシブル基板５，６で送受一体型光サブアセンブリ１と第１回路基板２とを接続することが可能となり、部品点数を削減してコストを低減できるとともに、組立工程をより容易とすることが可能になる。また、２組のフレキシブル基板５，６を用いる場合と比較して、１組のフレキシブル基板５，６を用いる場合の方が配線スペースを広くすることが可能であり、より多くの配線が可能になる。
【００７６】
また、本実施の形態では、送受一体型光サブアセンブリ１は、ハウジング７内にＬＤ１０、ＰＤ１１、送信側光学系１２、受信側光学系１３、駆動用ＩＣ１４、およびＴＩＡ１５を配置している。つまり、本実施の形態では、１つの共通のハウジング７内に、送信部と受信部の両方を収容している。
【００７７】
これにより、従来のように、送信部としてのＴＯＳＡと受信部としてのＲＯＳＡとがそれぞれハウジングを有する構造となっている場合と比較して、小型の送受一体型光サブアセンブリ１を実現できる。なお、ハウジング７の厚さは例えば０．８ｍｍ程度であることから、本実施の形態によれば、従来と比較して少なくとも１．６ｍｍ程度幅を縮小することが可能であり、ケース３内での送受一体型光サブアセンブリ１の専有面積を大幅に縮小することが可能になる。なお、ケース３の内部空間の幅は例えば最大で１６ｍｍ程度であり、送受一体型光サブアセンブリ１の幅を１ｍｍ以上縮小できることの効果は大きい。
【００７８】
また、本実施の形態では、送受一体型光サブアセンブリ１において、駆動用ＩＣ１４とＴＩＡ１５とをハウジング７内に収容しているため、ＬＤ１０の直近に駆動用ＩＣ１４を配置すると共に、ＰＤ１１の直近にＴＩＡ１５を配置することが可能になる。その結果、ＬＤ１０と駆動用ＩＣ１４間の配線、およびＰＤ１１とＴＩＡ１５間の配線を短くして高速信号の劣化を抑制することが可能であり、高速伝送に適している。
【００７９】
さらに、１つの共通のハウジング７内に送信部と受信部の両方を収容することにより、ＴＯＳＡとＲＯＳＡとがそれぞれハウジングを有する従来構造と比較してハウジング７の面積が大きくなるので、放熱面積を大きくし、放熱性を向上させることが可能となる。
【００８０】
さらにまた、従来のようにＴＯＳＡとＲＯＳＡとを別個に形成する場合、ＴＯＳＡとＲＯＳＡのそれぞれに回路基板が備えられることとなり、両回路基板間に隙間が形成されデッドスペースとなる場合があった。これに対して、本実施の形態では、駆動用ＩＣ１４とＴＩＡ１５とを共通の第２回路基板４に接続しているため、従来と比較して広い配線スペースを確保することが可能となり、より多くの配線を形成することが可能になる。また、例えば電源用の配線等を駆動用ＩＣ１４とＴＩＡ１５とで共通化することも可能になり、より広い配線スペースを確保することが可能になる。
【００８１】
また、送受一体型光サブアセンブリ１では、ＬＤ１０とＰＤ１１と送信側光学系１２と受信側光学系１３とを、底壁７２上に固定された金属板７４に実装している。
【００８２】
これにより、例えば樹脂など熱伝導率の低い材料でハウジング７を構成した場合に、放熱性を向上させることが可能になる。また、金属板７４上に、ＬＤ１０とＰＤ１１と送信側光学系１２と受信側光学系１３とを実装した後に、当該金属板７４をハウジング７内に収容する、といった組立工程が可能となり、ハウジング７内に直接ＬＤ１０とＰＤ１１と送信側光学系１２と受信側光学系１３とを実装する場合と比較して、組立工程を容易とすることが可能になる。さらに、金属板７４の厚さを調整することで、送信側光学系１２と送信側光レセプタクル８、および受信側光学系１３と受信側光レセプタクル９の相対的な高さ位置の調整を行うことも可能になる。
【００８３】
また、送受一体型光サブアセンブリ１では、駆動用ＩＣ１４を第２回路基板４上に実装し、ＬＤ１０を底壁７２上（金属板７４上）に実装しているため、駆動用ＩＣ１４で発生した熱がＬＤ１０に伝わることを抑制し、駆動用ＩＣ１４で発生した熱の影響によりＬＤ１０の発光効率が低下するといった不具合を抑制することが可能になる。
【００８４】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【００８５】
［１］通信機器と電気的に接続される第１回路基板（２）と、前記第１回路基板（２）の一端部の表面に形成された第１電気接続端子（２ｃ）と、前記第１回路基板（２）の一端部の裏面に実装された第１電気コネクタ（２ｄ）と、光信号の送信用または受信用の少なくとも一方の光学系及び光学素子を収容したハウジング（７）と該ハウジング（７）内に一端部が挿入され他端部がハウジング（７）の外部に配置された第２回路基板（４）とを有する光サブアセンブリ（１）と、前記第２回路基板（４）の他端部の表面に形成された第２電気接続端子（４ａ）と、前記第２回路基板（４）の他端部の裏面に形成された第２電気コネクタ（４ｂ）と、前記第１電気接続端子（２ｃ）にはんだ付け接続される第３電気接続端子（５ａ）と、前記第２電気接続端子（４ａ）にはんだ付け接続される第４電気接続端子（５ｂ）と、前記第３電気接続端子（５ａ）と前記第４電気接続端子（５ｂ）とを電気的に接続する高速伝送用のインピーダンス線路とを備えた第１フレキシブル基板（５）と、前記第１電気コネクタ（２ｄ）に接続される第３電気コネクタ（６ａ）と、前記第２電気コネクタ（４ｂ）に接続される第４電気コネクタ（６ｂ）と、前記第３電気コネクタ（６ａ）と前記第４電気コネクタ（６ｂ）とを接続する伝送線路とを備えた第２フレキシブル基板（６）と、を備え、前記両回路基板（２，４）間で、前記第１フレキシブル基板（５）を介して１ＧＨｚ以上の高速電気信号を伝送し、前記第２フレキシブル基板（６）を介して直流信号を含む１ＭＨｚ以下の低速電気信号と電源信号とを伝送するように構成した、光モジュール（１００）。
【００８６】
［２］前記インピーダンス線路が、マイクロストリップ線路、またはグランデッドコプレーナ線路、またはストリップ線路からなる、［１］に記載の光モジュール（１００）。
【００８７】
［３］前記光サブアセンブリ（１）は、前記ハウジング（７）内に、発光素子（１０）と、該発光素子（１０）を駆動する駆動用ＩＣ（１４）と、受光素子（１１）と、該受光素子（１１）からの電気信号を増幅する増幅用ＩＣ（１５）と、を有し、前記第２電気接続端子（４ａ）及び前記第２電気コネクタ（４ｂ）と、前記駆動用ＩＣ（１４）及び前記増幅用ＩＣ（１５）とが、前記第２回路基板（４）に形成された配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されている、［１］又は［２］に記載の光モジュール（１００）。
【００８８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００８９】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【００９０】
例えば、上記実施の形態では、直方体形状のハウジング７を用いる場合を説明したが、ハウジング７の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、上面視で多角形状あるいは円形状のハウジング７を用いてもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態では言及しなかったが、送信部（駆動用ＩＣ１４、ＬＤ１０、送信側光学系１２）と、受信部（ＴＩＡ１５、ＰＤ１１、受信側光学系１３）との間に、シールドとしての金属板を配置し、送受信部間のクロストークを抑制するように構成しても構わない。送受信部間のクロストークは、駆動用ＩＣ１４とＬＤ１０間の配線と、ＴＩＡ１５とＰＤ１１間の配線との間で発生し易いので、少なくとも両配線間に金属板を配置すれば送受信部間のクロストークを抑制することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１…送受一体型光サブアセンブリ（光サブアセンブリ）
２…第１回路基板
２ｃ…第１電気接続端子
２ｄ…第１電気コネクタ
３…ケース
４…第２回路基板
４ａ…第２電気接続端子
４ｂ…第２電気コネクタ
５…第１フレキシブル基板
５ａ…第３電気接続端子
５ｂ…第４電気接続端子
６…第２フレキシブル基板
６ａ…第３電気コネクタ
６ｂ…第４電気コネクタ
７…ハウジング
１０…ＬＤ（発光素子）
１１…ＰＤ（受光素子）
１２…送信側光学系
１３…受信側光学系
１４…駆動用ＩＣ
１５…ＴＩＡ（増幅用ＩＣ）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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