(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学伝送媒体において光信号が入出力される端面に対して、光学信号を出力し、前記光学伝送媒体の端部から出射される光信号を受信する光素子モジュールであって、
前記光学伝送媒体の端部に対して、光学信号を出力する発光素子と、
前記光学伝送媒体の端部から出射される光学信号を受ける受光素子と、
前記発光素子および前記受光素子と、前記光学伝送媒体の端部との間で、光学信号を入出力可能に、前記発光素子と前記受光素子とを一体に封止する封止部材と
を有し、
前記封止部材において、
前記光学信号が、前記発光素子から前記光学伝送媒体の端面に対して出射される部分は、前記光学伝送媒体の端面に対して所定の角度を取るように形成され、
前記光学信号が、前記光学伝送媒体の端面から前記受光素子に対して出射される部分は、前記光学伝送媒体の端面に対して、実質的に平行となるように、または、前記光学伝送媒体の端面から出射される光学信号を、前記受光素子に集光するレンズ状に形成される
光素子モジュール。
【請求項２】
前記封止部材において、前記光学信号が、前記発光素子から前記光学伝送媒体の端面に対して出射される部分の角度は、この部分により、前記光学信号が、前記発光素子および前記受光素子以外の方向に反射されるように決められる
請求項１に記載の光素子モジュール。
【請求項３】
前記光学信号が、前記光学伝送媒体の端面から前記受光素子に対して出射される部分は、前記光学伝送媒体の端面に対して、実質的に平行となるように形成される
請求項１または２に記載の光素子モジュール。
【請求項４】
前記光学信号が、前記光学伝送媒体の端面から前記受光素子に対して出射される部分は、前記光学伝送媒体の端面から出射される光学信号を、前記受光素子に集光するレンズ状に形成される
請求項１または２に記載の光素子モジュール。
【請求項５】
前記光学信号が、前記光学伝送媒体の端面から前記受光素子に対して出射される部分は、前記光学伝送媒体の端面に対して、実質的に平行となるように形成され、
前記光学信号が、前記発光素子から前記光学伝送媒体の端面に対して出射される部分は、前記光学伝送媒体の端面から前記受光素子に対して出射される部分に対して連続的で、前記光学伝送媒体の端面に対して、所定の角度を取る形状に形成される
請求項１〜３のいずれかに記載の光素子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバなどの光学伝送媒体との間で光学信号を送信および受信する光素子モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ伝送の高速化のために、例えば「２００１年１月１７日，日経産業新聞１面」（文献１）に開示された光配線を用いたプリント基板、あるいは、例えば「新しい概念  光シートバステクノロジー（小関  他，”エレクトロニクス”Ｎｏ．５５７（２００１年１０月号），ｐ４９〜５３，株式会社オーム社）」（文献２）、「光拡散シートを用いた光分岐器の特性評価（浜田  他，信学技報(Technical Report of IEICE)），ＯＣＳ９９−７２（１９９９年１０月）」（文献３）および「光拡散シートを用いた光バックプレーンの伝送特性評価（岡田  他，信学技報(Technical Report of IEICE)），ＯＣＳ９９−７３（１９９９年１０月）」（文献４）等に開示された光バスが提案されている。
【０００３】
ＣＰＵ等を用いた電子回路と、上述した光バスとは、例えば、光ファイバを介して結合される。
この光ファイバと電子回路との間には、例えば、電気的な信号を光学信号に変換して光ファイバに対して出力するレーザーダイオード（ＬＤ）等の発光素子と、反対に、光ファイバから入力される光学信号を電気的な信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子とが、１つのパッケージ内に収められた光素子モジュールが用いられる。
【０００４】
発光素子と受光素子とを同一のパッケージに収容すると、発光素子から出射された光が、光ファイバの端面あるいは素子の封止体の内面等により受光素子の方向に反射され、ノイズを発生する可能性がある。
また、反射された光は、受光素子にではなく発光素子に戻った場合でも、ノイズを発生する可能性がある。
【０００５】
このような不具合に対応するために、「特開２０００−３６６４２号公報」（文献５）は、封止体に溝を設けて、発光素子から受光素子への光の入り込みを防ぐ方法を開示し、また、「特開平８−３３５７４４号公報」（文献６）は、反射防止膜を用いて光の入り込みを防ぐ方法を開示する。
しかしながら、文献５，６に開示された方法を採ると、封止体の溝あるいは反射防止膜の形成のために製造工程が複雑になり、製造コストも高くなる。
また、文献５，６に開示された方法は、反射光が発光素子に戻ることを防ぐことはできず、受光素子の能率を改善することもできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光素子から出力された光学信号が、光伝送媒体あるいは封止体等により反射されて、光素子に返ってくることがないようにして、ノイズの発生を抑えた光素子モジュールを提供することを目的とする。
また、本発明は、発光素子から受光素子への光の照射を少なくするとともに、発光素子自体に反射光が戻ることをも防ぐことができる光素子モジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、光伝送媒体と受光素子および発光素子の結合を高め、これらの効率を高めた光素子モジュールを提供することを目的とする。
また、本発明は、封止体の溝あるいは反射防止膜の形成が必要でなく、製造工程が簡単で製造コストが安い光素子モジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
［第１の光素子モジュール］
上記目的を達成するために、本発明にかかる第１の光素子モジュールは、光学伝送媒体の端部に対して、光学信号を少なくとも発する光素子モジュールであって、前記光学伝送媒体の端部に対して光学信号を少なくとも発する光素子を有し、前記光素子により発せられた光学信号が、前記光学伝送媒体の端部により、前記光素子以外の方向に反射されるように構成されている。
【０００９】
好適には、前記光素子を保持するフレームを有し、前記光素子は、前記発せられた光学信号が、前記光学伝送媒体の端部により、当該光素子以外の方向に反射される角度で、前記フレームにより保持される。
【００１０】
［第１の光素子モジュールの説明］
以下、具体例を挙げて、第１の光素子モジュールをさらに説明するが、発明を具体化して理解を助けるためであって、本発明の技術的範囲を具体例に限定することを意図するものではない。
第１の光素子モジュールにおいては、例えば、発光素子（光素子）が斜めにリードフレーム（フレーム）に取り付けられる。
フレーム上での発光素子（光素子）の角度は、発光素子からの光学信号が光ファイバの端面に入射し、かつ、光ファイバの端面で反射された光学信号が、受光素子（光素子）に照射されることがないように選ばれる。
【００１１】
［第２の光素子モジュール］
光学伝送媒体の端部に対して、光学信号を少なくとも発する光素子モジュールであって、前記光学伝送媒体の端部に対して光学信号を少なくとも発する光素子と、前記光素子を封止する封止部材と有し、前記封止部材は、前記発せられた光学信号を前記光学伝送媒体の端部に対して出射し、前記光学伝送媒体の端部により反射された光学信号を当該光素子以外の方向に向けるように形成された第１の面を有する。
【００１２】
好適には、前記光素子を保持するフレームを有し、前記光学伝送媒体は、前記端部に対して出射された光学信号を受け入れて、当該光学伝送媒体の長手方向の軸に沿って、受け入れた光学信号を伝送し、前記光素子は、当該光素子が発する光学信号の光路の軸と、前記光伝送媒体の長手方向の軸とが異なるように前記フレームに保持され、前記第１の面は、前記光素子が発する光学信号を屈折させて、前記光伝送媒体の端部に導くように形成される。
【００１３】
好適には、前記封止部材の第１の面は、前記光素子から出射された光学信号を、当該光素子以外の方向に反射するように形成されている。
【００１４】
好適には、前記封止部材の第１の面は、前記光学信号の光路に対して、前記光素子から出射された光学信号を当該光素子以外の方向に反射する角度を有するように前記封止部材に形成される。
【００１５】
好適には、前記光素子は、前記光学伝送媒体の端部から出射された光学信号を受け入れる受光素子と、前記光学伝送媒体の端部に対して光学信号を発する発光素子とを含み、前記封止部材の第１の面は、前記発光素子から出射された光学信号を、前記受光素子以外の方向に反射するように形成されている。
【００１６】
好適には、前記光素子は、前記光学伝送媒体の端部から出射された光学信号を受け入れる受光素子を含み、前記封止部材は、前記光学伝送媒体の端部から出射された光学信号を、前記受光素子に集める第２の面をさらに有する。
【００１７】
好適には、前記封止部材は、前記光学信号に対して透明であって、当該封止部材と前記光学伝送媒体との間で前記光学信号を媒体する媒体と異なる屈折率を有する材料により構成される。
【００１８】
［第２の光素子モジュールの説明］
以下、具体例を挙げて、第２の光素子モジュールをさらに説明するが、発明を具体化して理解を助けるためであって、本発明の技術的範囲を具体例に限定することを意図するものではない。
【００１９】
第２の光素子モジュールは、例えば、リードフレーム（フレーム）上に配設された発光素子および受光素子（光素子）が、光ファイバ（光伝送媒体）と当該光素子モジュールとの間に存在する空気と異なる屈折率を有し、光学信号に対して透明な樹脂などで封止された構成を採る。
受光素子及び発光素子を封止する樹脂（封止部材）には、例えば、光ファイバ（光伝送媒体）の端面に対して所定の角度の切り欠きが、出射面（第１の面）として設けられる。
【００２０】
この出射面（第１の面）の角度は、発光素子（光素子）から出射された光学信号が光ファイバ（光伝送媒体）の端面に入射するように、光ファイバ（光伝送媒体）の端面により反射された光学信号が受光素子（光素子）に戻らないように、かつ、樹脂（封止部材）の出射面（第１の面）の内側で反射された光学信号が受光素子（光素子）に戻らないように選ばれる。
【００２１】
また、樹脂（封止部材）には、例えば、光ファイバから出射される光学信号を受光素子に集めるような形状に形成されたレンズが入射面（第２の面）として設けられ、光ファイバ（光伝送媒体）の端部から反射された光学信号を受光素子（光素子）に集めることにより、受光素子（光素子）が光学信号を効率よく電気的な信号に変換できるようにする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図１（Ａ），（Ｂ）を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、第１の実施形態として示す本発明にかかる第１の光素子モジュール２０の構成を示す図であって、（Ａ）は、光素子モジュール２０をＮ個（Ｎ＝８の場合を図示）用いた光素子アレイ１の構成を例示し、（Ｂ）は、（Ａ）に示した光素子モジュール２０−１〜２０−Ｎそれぞれの構成を示す。
【００２３】
図１（Ａ）に例示するように、光素子モジュール２０−１〜２０−Ｎ（以下、これらを特定しない場合には光素子モジュール２０と記載する）は、金属製のリードフレーム１０上に等間隔で配設され、光素子アレイ１を構成する。
光素子アレイ１は、例えば、光学的に信号を伝送する複数の光ファイバ１２（図１（Ｂ））と、電気的に信号を処理する電子回路との間で信号の形式を変換するインターフェースとして動作し、これらの間の信号を受け渡す。
【００２４】
図１（Ｂ）に示すように、光素子モジュール２０は、リードフレーム１０上にベアチップの状態で配設されたレーザダイオード（ＬＤ）２００、ＬＤ２００と信号処理回路等の電子回路（図示せず）とを接続するボンディングワイヤ１４、ＬＤ２００を封止する樹脂形成部２２０、および、樹脂形成部２２０の表面の出射面２４０から構成される。
光素子モジュール２０は、これらの構成部分により、電気的な伝送信号を光学信号に変換し、光ファイバ１２に対して出射する。
【００２５】
［ＬＤ２００］
光素子モジュール２０において、ＬＤ２００は、例えば２０μｍの口径のレーザーダイオード（ＬＤ）あるいは発光ダイオードであって、電子回路（図示せず）からボンディングワイヤ１４を介して入力される電気的な伝送信号を光学信号に変換し、樹脂形成部２２０の表面の出射面２４０を介して光ファイバ１２の端面に対して出射する。
【００２６】
［樹脂形成部２２０］
樹脂形成部２２０は、ＬＤ２００が出射する光学信号に対して透明な樹脂、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）といった材料を、金型形成して作られる。
樹脂形成部２２０は、リードフレーム１０に配設されたＬＤ２００を封止し、ＬＤ２００が出射した光学信号を出射面２４０に導く。
【００２７】
［出射面２４０］
樹脂形成部２２０の表面には、ＬＤ２００から光ファイバ１２に対して出射される光学信号の光軸に対して後述する角度θをとるように、また、ＬＤ２００からの距離が、例えば３００μｍになるように、出射面２４０が、金型形成あるいは切り欠き形成等により形成される。
出射面２４０は、図１（Ｂ）に実線の矢印に示すように、ＬＤ２００からの光学信号の大部分を光ファイバ１２の端面に対して出射し、また、図１（Ｂ）に点線の矢印に示すように、ＬＤ２００からの光学信号の一部を、角度φで反射する。
角度θを後述するように適切に選ぶことにより、出射面２４０による反射光は、ＬＤ２００に返ることはない。
【００２８】
［光ファイバ１２］
光ファイバ１２は、図１（Ｂ）に実線の矢印で示すように、光素子モジュール２０の出射面２４０から端面に入射した光学的な伝送信号を、その長手方向の軸（長軸）に沿った方向に伝送し、光ファイバ１２の他端（図示せず）から出射する。
また、光ファイバ１２は、図２以降を参照して後述するように、光ファイバ１２の他端（図示せず）から入射した光学的な伝送信号を長軸に沿って伝送し、光素子モジュール２０に対して出射する。
【００２９】
なお、光ファイバ１２と光素子モジュール２０の樹脂形成部２２０（出射面２４０）との間には、少なくとも樹脂形成部２２０とは異なる屈折率の物質、例えば、空気あるいはシリコンオイルが存在し、この物質と樹脂形成部２２０との屈折率の差により、図１（Ｂ）に点線の矢印で示すように、ＬＤ２００から光ファイバ１２に対して出射される光学信号の一部が出射面２４０の内側で反射される。
【００３０】
また、光ファイバ１２と光素子モジュール２０との間の物質の屈折率は、通常、光ファイバ１２の屈折率とも異なっており、このため、図４等を参照して後述するように、光素子モジュール２０から光ファイバ１２に出射された光学信号の一部が反射される。
なお、以下、この明細書において、この物質が空気である場合を具体例とし、その屈折率を１で近似する。
【００３１】
［角度θの説明］
以下、図１（Ｂ）に示した出射面２４０の角度θは、下記の条件１，２を満たす必要がある。
【００３２】
［条件１］
出射面２４０から光学信号が出射するためには、角度（π／２−θ）は、臨界角以上でなくてはならない。
樹脂形成部２２０の材料が、上述のようにＰＭＭＡであると、その屈折率は１．４９であり、上述のように空気の屈折率をほぼ１とすると、下式１−１〜１−３から、臨界角θTは、４７．８５°と求められる。
【００３３】
【数１】
ＳｉｎφT＝１／１．４９     （１−１）
φT＝π／２−θT           （１−２）
θT＝π／２−θ             （１−３）
【００３４】
［条件２］
出射面２４０により反射される光学信号がＬＤ２００に戻らないように、角度θは、図１（Ｂ）に示した角度φから求められる境界角度θR以下でなければならない。
従って、下式２−１，２−２より境界角度θRは８８．３１°と求められる。
【００３５】
【数２】
θR＝９０°−φ／２          （２−１）
φ＝Ｔａｎ-1（２０［μｍ］／３００［μｍ］）
φ＝３．３８°
【００３６】
従って、角度θ（θT＜θ＜θR）は、上記条件１，２より、４７．８５°〜８８．３１°の範囲内から選べばよいことがわかり、例えば、角度θとして６０°が選ばれる。
【００３７】
［光素子モジュール２０の動作］
以下、光素子モジュール２０の動作を説明する。
光素子モジュール２０のＬＤ２００は、電子回路（図示せず）から入力される電気的な伝送信号を光学信号に変換し、樹脂形成部２２０の表面の出射面２４０に対して出射する。
出射面２４０は、図１（Ｂ）に実線の矢印で示すように、ＬＤ２００からの光学信号の大部分を通過させて光ファイバ１２の端面に対して出射し、また、図１（Ｂ）に点線の矢印で示すように、ＬＤ２００からの光学信号の一部を、ＬＤ２００に返らない角度φで反射する。
出射面２４０から光ファイバ１２の端面に入射した光学信号は、光ファイバ１２の他端に対して伝送される。
【００３８】
なお、光ファイバ１２の端面より反射される光学信号は、光ファイバ１２の端面での反射による減衰、出射面２４０の反射による減衰によって光量が減衰し、ＬＤ２００においてノイズ発生の原因とはならない。
【００３９】
［変形例］
なお、以上の第１の実施形態においては、光素子アレイ１の光素子モジュール２０−１〜２０−Ｎそれぞれに樹脂形成部２２０を設ける場合を具体例としたが、光素子アレイ１の光素子モジュール２０−１〜２０−Ｎ全体を、１つの樹脂形成部２２０で封止してもよい（以下の各実施形態においても同様）。
また、上述した樹脂形成部２２０の材料、ＬＤ２００の口径、ＬＤ２００と出射面２４０との距離などは例示であって、ＬＤ２００が出射する光の波長、光素子モジュール２０の用途などに応じて、適宜、変更されうる（以下の各実施形態においても同様）。
また、上述した出射面２４０の光軸に対する角度θは、ＬＤ２００の口径に応じて、適宜、変更されうる（以下の各実施形態においても同様）。
【００４０】
［第２実施形例］
以下、図２を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。
図２は、第２の実施形態として示す本発明にかかる第２の光素子モジュール２２の構成を示す図である。
なお、図２において、図１に示した光素子モジュール２０と共通の構成要素には同じ符号が付してある。
図２に示すように、光素子モジュール２２は、ＬＤ２００、フォトダイオード（ＰＤ）２１０、樹脂形成部２２２、樹脂形成部２２２の表面に形成された出射面２４２および入射面入射面２６２、および、ボンディングワイヤ１４，ボンディングワイヤ１６から構成される。
つまり、光素子モジュール２２は、図１（Ｂ）に示した光素子モジュール２０にＰＤ２１０を加え、樹脂形成部２２０の形状を変形して樹脂形成部２２２とし、樹脂形成部２２２の表面に、出射面２４０と同様な出射面２４２に加え、入射面２６２を設けた構成をとる。
【００４１】
光素子モジュール２２は、例えば、図１（Ａ）に示した光素子アレイ１において、光素子モジュール２０の代わりに用いられる。
光素子モジュール２２は、これらの構成要素により、光ファイバ１２と信号処理回路等の電子回路（図示せず）との間のインターフェースを行う。
詳細には、光素子モジュール２２は、電子回路（図示せず）から入力される電気的な信号を、光学的な信号に変換して、光ファイバ１２の端面に対して出射するという光素子モジュール２０と同様な動作に加え、光ファイバ１２から入射する光学信号を電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する動作を行う。
【００４２】
［ＰＤ２１０］
ＰＤ２１０は、Ｐｉｎダイオードあるいはショットキダイオードであって、ＬＤ２００と同様にベアチップの状態でリードフレーム１０上に配設され、ボンディングワイヤ１６を介して電子回路（図示せず）に接続され、光ファイバ１２の端面から出射され、樹脂形成部２２２表面の入射面２６２から入射した光学信号を電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する。
【００４３】
［樹脂形成部２２２］
樹脂形成部２２２は、樹脂形成部２２０（図１（Ｂ））と同様な材料が、樹脂形成部２２０と同様な方法で形成されて作られる。
樹脂形成部２２２は、樹脂形成部２２０と同様に、リードフレーム１０上に配設されたＬＤ２００およびＰＤ２１０を封止し、ＬＤ２００が出射した光学信号を出射面２４２から光ファイバ１２の端面に対して出射する他に、光ファイバ１２の端面から入射面２６２に入射される光学信号をＰＤ２１０に導く。
【００４４】
［出射面２４２］
出射面２４２は、樹脂形成部２２２の表面に、出射面２４０と同様な方法で、ＬＤ２００が出射する光学信号の光軸に対して、上述した角度θとなるように、また、ＬＤ２００からの距離が、例えば３００μｍになるように形成される。
出射面２４２は、出射面２４０（図１（Ｂ））と同様に、図２に実線の矢印に示すように、ＬＤ２００からの光学信号の大部分を光ファイバ１２の端面に対して出射し、また、図２に点線の矢印に示すように、ＬＤ２００からの光学信号の一部を、ＰＤ２１０と反対の方向に角度φで反射する。
【００４５】
［入射面２６２］
入射面２６２は、樹脂形成部２２２の表面に、出射面２４０，２４２と同様な方法で、光ファイバ１２から入射する光学信号の光軸に対して、ほぼ直角になるように形成される。
入射面２６２は、図２に太い矢印に示すように、光ファイバ１２の端面から出射された光学信号を通過させてＰＤ２１０の受光面に導く。
【００４６】
［光素子モジュール２２の送信動作］
以下、光素子モジュール２２が光学信号を送信する動作を説明する。
光素子モジュール２２のＬＤ２００は、電子回路（図示せず）から入力される電気的な伝送信号を光学信号に変換し、樹脂形成部２２２の表面の出射面２４２に対して出射する。
出射面２４２は、出射面２４０と同様に、図２に実線の矢印で示すように、ＬＤ２００からの光学信号の大部分を通過させて光ファイバ１２の端面に対して出射し、また、図２に点線の矢印で示すように、ＬＤ２００からの光学信号の一部を、ＰＤ２１０とは異なる方向に、ＬＤ２００に返らない角度φで反射する。
出射面２４２から光ファイバ１２の端面に入射した光学信号は、光ファイバ１２の他端に対して伝送される。
【００４７】
［光素子モジュール２２の受信動作］
以下、光素子モジュール２２が光学信号を受信する動作を説明する。
光ファイバ１２の他端から伝送され、図２に太い矢印で示すように端面から出射された光学信号は、入射面２６２から樹脂形成部２２２に入射し、ＰＤ２１０に入射する。
ＰＤ２１０は、入射した光学信号を電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する。
【００４８】
［第３実施形態］
以下、図３を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。
図３は、第３の実施形態として示す本発明にかかる第３の光素子モジュール２４の構成を示す図である。
なお、図３において、図１（Ｂ）および図２に示した光素子モジュール２０，２２と共通の構成要素には同じ符号が付してある。
【００４９】
図３に示すように、光素子モジュール２４は、ＬＤ２００、ＰＤ２１０、樹脂形成部２２４、樹脂形成部２２４の表面に形成された出射面２４４および入射面２６４、および、ボンディングワイヤ１４，ボンディングワイヤ１６から構成される。
つまり、光素子モジュール２４は、図２に示した光素子モジュール２２の樹脂形成部２２２の形状を変形して樹脂形成部２２４とし、樹脂形成部２２２の表面に、出射面２４２と同様な出射面２４４を設け、入射面２６２の代わりに入射面２６４を設けた構成をとる。
光素子モジュール２４も、光素子モジュール２２（図２）と同様に、図１（Ａ）に示した光素子アレイ１において、光素子モジュール２０の代わりに用いられる。
光素子モジュール２４は、これらの構成要素により、光ファイバ１２と信号処理回路等の電子回路（図示せず）との間のインターフェースを行う。
つまり、光素子モジュール２４は、光素子モジュール２２と同様に、電子回路（図示せず）から入力される電気的な信号を、光学的な信号に変換して、光ファイバ１２の端面に対して出射し、光ファイバ１２から入射する光学信号を電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する。
【００５０】
［樹脂形成部２２４］
樹脂形成部２２４は、樹脂形成部２２０，２２２（図１（Ｂ），図２）と同様な材料が、樹脂形成部２２０，２２２と同様な方法で形成されて作られる。
樹脂形成部２２４は、樹脂形成部２２０，２２２と同様に、リードフレーム１０上に配設されたＬＤ２００およびＰＤ２１０を封止し、ＬＤ２００が出射した光学信号を出射面２４４から光ファイバ１２の端面に対して出射し、光ファイバ１２の端面から入射面２６４に入射される光学信号を集めてＰＤ２１０に導く。
【００５１】
［出射面２４４］
出射面２４４は、樹脂形成部２２０，２２２の表面に、出射面２４０，２４２と同様な方法で、ＬＤ２００が出射する光学信号の光軸に対して、上述した角度θとなるように、また、ＬＤ２００からの距離が、例えば３００μｍになるように形成される。
出射面２４４は、出射面２４０，２４２（図１（Ｂ），図２）と同様に、図３に実線の矢印に示すように、ＬＤ２００からの光学信号の大部分を光ファイバ１２の端面に対して出射し、また、図３に点線の矢印に示すように、ＬＤ２００からの光学信号の一部を、ＰＤ２１０と反対の方向に角度φで反射する。
【００５２】
［入射面２６４］
入射面２６４は、樹脂形成部２２２の表面に、出射面２４０，２４２および入射面２６２と同様な方法で、図３に示すように、光ファイバ１２の端面から出射し、ＰＤ２１０に入射する光学信号の光軸に対して位置合せされたと凸レンズの形状に形成される。
入射面２６４は、図３に太い矢印に示すように、光ファイバ１２の端面から出射された光学信号を集光し、ＰＤ２１０の受光面に導く。
【００５３】
［光素子モジュール２４の受信動作］
光素子モジュール２４が光学信号を送信する動作は、光素子モジュール２２（図２）と同様なので説明を省略し、以下、光素子モジュール２４が光学信号を受信する動作を説明する。
光ファイバ１２の他端から伝送され、図３に太い矢印で示すように端面から出射された光学信号は、樹脂形成部２２４の表面の入射面２６４により集光され、ＰＤ２１０に入射する。
ＰＤ２１０は、入射した光学信号を電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する。
【００５４】
［第４実施形態］
以下、図４を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。
図４は、第４の実施形態として示す本発明にかかる第４の光素子モジュール２６の構成を示す図である。
なお、図４において、図１（Ｂ）〜図３に示した光素子モジュール２０〜２４と共通の構成要素には同じ符号が付してある。
【００５５】
図４に示すように、光素子モジュール２６は、ＬＤ２０２、ＰＤ２１０、保持部材２８０およびボンディングワイヤ１４，１６から構成される。
つまり、光素子モジュール２６は、図１（Ｂ）〜図３に示した光素子モジュール２２〜２４から樹脂形成部２２０〜２２６を取り去り、保持部材２８０を加え、ＬＤ２００をＬＤ２０２で置換した構成をとる。
【００５６】
光素子モジュール２６も、光素子モジュール２２，２４（図２，３）と同様に、図１（Ａ）に示した光素子アレイ１において、光素子モジュール２０の代わりに用いられる。
光素子モジュール２６は、これらの構成要素により、光ファイバ１２と信号処理回路等の電子回路（図示せず）との間のインターフェースを行う。
つまり、光素子モジュール２６は、光素子モジュール２２，２４と同様に、電子回路（図示せず）から入力される電気的な信号を、光学的な信号に変換して、光ファイバ１２の端面に対して出射し、光ファイバ１２から入射する光学信号を電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する。
【００５７】
［ＬＤ２０２］
ＬＤ２０２は、図４に示すように、ＬＤ２００と同様なレーザダイオード（ＬＤ）であって、接着剤等の保持部材２８０により、リードフレーム１０に対して斜めに、光ファイバ１２の光軸に対して、出射する光学信号の光軸が、下記条件を満たす角度ψとなるように配設される。
ＬＤ２０２は、ＬＤ２００と同様に、ボンディングワイヤ１４により電子回路（図示せず）と接続され、電子回路から入力される電気的な信号を光学信号に変換し、光ファイバ１２の端面の中心に対して出射する。
【００５８】
［角度ψの条件］
角度ψは、ＬＤ２０２の発光面の中心と、ＰＤ２１０の受光面の中心との距離を｜Ｘ１−Ｘ２｜とし、ＰＤ２１０の受光面の半径をｒとし、ＰＤ２１０およびＬＤ２０２から光ファイバ１２の端面までの距離をｄとして、下式３の条件を満たす。
【００５９】
【数３】
｜Ｘ１−Ｘ２｜＋ｒ＜２ｄＴａｎψ      （３）
【００６０】
つまり、角度ψは、光ファイバ１２の端面で反射された光学信号が、ＰＤ２１０の受光面を超えた位置に反射され、ＰＤ２１０の受光面に当たらないような角度に選ばれる。
【００６１】
［ＰＤ２１０］
ＰＤ２１０は、光素子モジュール２２，２４（図２，３）においてと同じ構成要素であるが、光素子モジュール２２，２４においてと異なり、図４に太い矢印で示すように、受光面が光ファイバ１２の中心軸に合うように、つまり、光ファイバ１２の端面から出射される光学信号を、高能率で電気的な信号に変換可能なように位置合わせされてリードフレーム１０に配設される。
【００６２】
［光素子モジュール２６の送信動作］
以下、光素子モジュール２６が光学信号を送信する動作を説明する。
光素子モジュール２６のＬＤ２０２は、電子回路（図示せず）から入力される電気的な伝送信号を光学信号に変換し、光ファイバ１２の光軸に対して角度ψで光ファイバ１２の端面に対して出射する。
ＬＤ２０２から光ファイバ１２の端面に入射した光学信号の大部分は、光ファイバ１２の他端に対して伝送され、その一部は、光ファイバ１２の端面でＰＤ２１０に当たらない角度で反射される。
【００６３】
［光素子モジュール２６の受信動作］
以下、光素子モジュール２６が光学信号を受信する動作を説明する。
光ファイバ１２の他端から伝送され、図４に太い矢印で示すように、光ファイバ１２の中心軸に沿って端面から出射された光学信号は、ＰＤ２１０に入射する。
ＰＤ２１０は、入射した光学信号を高能率に電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する。
【００６４】
［光素子モジュール２６の特徴］
光素子モジュール２６は、光素子モジュール２０〜２４と同様に、ＬＤ２０２から出射された光学信号が光ファイバ１２の端面で反射されても、反射光がＬＤ２０２自身およびＰＤ２１０のいずれにも返ってこない。
従って、光ファイバ１２の端面により反射された光学信号は、ＬＤ２０２に対してもＰＤ２１０に対しても悪影響を及ぼさず、ノイズを発生させることもない。
また、ＰＤ２１０は、信号が最も強く出射される光ファイバ１２の中心軸に、その受光面が合うように位置決めされているので、光ファイバ１２と強く光学的に結合され、ＰＤ２１０の変換効率を上げることができる。
【００６５】
［第５実施形態］
以下、図５および図６を参照して本発明の第５の実施形態を説明する。
図５は、第５の実施形態として示す本発明にかかる第５の光素子モジュール２８、および、第６の実施形態として後述する本発明にかかる第６の光素子モジュール３０の構成を示す図である。
図６は、図５に示した光素子モジュール２８を、Ｘ→Ｘ’の方向に見た構成を示す図である。
なお、図５および図６において、図１〜４に示した光素子モジュール２０〜２６と共通の構成要素には同じ符号が付してある。
図５および図６に示すように、光素子モジュール２８は、ＬＤ２００、ＰＤ２１０、樹脂形成部２２８、樹脂形成部２２８の表面に形成された出射面２４８および入射面２６８、および、ボンディングワイヤ１４，ボンディングワイヤ１６から構成される。
つまり、光素子モジュール２８は、図１〜３に示した光素子モジュール２０〜２４の樹脂形成部２２０〜２２４の形状を変形して樹脂形成部２２８とし、樹脂形成部２２８の表面に、図２に示した光素子モジュール２２の入射面２６２と同様な入射面２６８を設け、さらに、新たな形状の出射面２４８を設けた構成をとる。
【００６６】
光素子モジュール２８は、これまで説明した光素子モジュール２２〜２６（図２〜４）と同様に、例えば、図１（Ａ）に示した光素子アレイ１において、光素子モジュール２０の代わりに用いられる。
光素子モジュール２８は、これらの構成要素により、光素子モジュール２２〜２６（図２〜４）と同様に、光ファイバ１２と信号処理回路等の電子回路（図示せず）との間のインターフェースを行う。
【００６７】
［ＰＤ２１０］
ＰＤ２１０は、光素子モジュール２６（図４）においてと同様に、図５および図６に太い矢印で示すように、受光面が光ファイバ１２の中心軸に合うように位置合わせされてリードフレーム１０に配設される。
【００６８】
［出射面２４８］
出射面２４８は、光素子モジュール２０（図１（Ｂ））の出射面２４０等と同様な形成方法により凸形のシンドリカルレンズの形に形成される。
出射面２４８は、図５に実線で示すように、ＬＤ２００が出射した光学信号を屈折させ、光ファイバ１２の端面の中心に導くように、ＬＤ２００の光軸および光ファイバ１２の端面に対して位置合わせされる。
【００６９】
［入射面２６８］
入射面２６８は、図５および図６に太い矢印で示すように、光ファイバ１２の端面からＰＤ２１０に入射する光学信号の光軸に対してほぼ垂直な面として形成される。
入射面２６８は、光素子モジュール２２の入射面２６２（図２）と同様に、光ファイバ１２から出射された光学信号を通過させて、ＰＤ２１０に導く。
【００７０】
［光素子モジュール２８の送信動作］
以下、光素子モジュール２８が光学信号を送信する動作を説明する。
光素子モジュール２８のＬＤ２００は、電子回路（図示せず）から入力される電気的な伝送信号を光学信号に変換し、樹脂形成部２２８の表面の出射面２４８に対して出射する。
【００７１】
出射面２４８は、図５に実線で示すように、ＬＤ２００からの光学信号を屈折させて光ファイバ１２の端面の中心に導く。
出射面２４８から光ファイバ１２の端面に入射した光学信号の大部分は、光ファイバ１２の他端に対して伝送され、その一部は、図５に点線の矢印で示すように、光ファイバ１２の端面により、ＬＤ２００にもＰＤ２１０にも当たらない方向に反射される。
【００７２】
［光素子モジュール２８の受信動作］
以下、光素子モジュール２８が光学信号を受信する動作を説明する。
光ファイバ１２の他端から伝送され、図に太い矢印で示すように端面から出射された光学信号は、入射面２６８から樹脂形成部２２８に入射し、ＰＤ２１０に入射する。
ＰＤ２１０は、入射した光学信号を電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する。
【００７３】
［光素子モジュール２８の特徴］
光素子モジュール２８は、光素子モジュール２０〜２６と同様に、ＬＤ２００から出射された光学信号が光ファイバ１２の端面で反射されても、反射光がＬＤ２０２自身およびＰＤ２１０のいずれにも返ってこない。
従って、光ファイバ１２の端面により反射された光学信号は、ＬＤ２０２に対してもＰＤ２１０に対しても悪影響を及ぼさず、ノイズを発生させることもない。
また、ＰＤ２１０は、光素子モジュール２６（図４）においてと同様に、信号が最も強く出射される光ファイバ１２の中心軸に、その受光面が合うように位置決めされているので、光ファイバ１２と強く光学的に結合され、ＰＤ２１０の変換効率を上げることができる。
【００７４】
［第６実施形態］
以下、図５および図７を参照して本発明の第６の実施形態を説明する。
図７は、第６の実施形態として示す本発明にかかる第６の光素子モジュール３０の構成を示す図である。
なお、光素子モジュール２８と同じ方向から見た場合の光素子モジュール３０の構成は、図５に示した光素子モジュール２８の構成と同様である。
図７において、図１〜６に示した光素子モジュール２０〜２８と共通の構成要素には同じ符号が付してある。
図５および図７に示すように、光素子モジュール３０は、ＬＤ２００、ＰＤ２１０、樹脂形成部２２８、樹脂形成部２２８の表面に形成された出射面２４８および入射面２６８、および、ボンディングワイヤ１４，ボンディングワイヤ１６から構成される。
つまり、光素子モジュール３０は、図５，６に示した光素子モジュール２８の樹脂形成部２２８の形状を変形して樹脂形成部２３０とし、樹脂形成部２３０の表面に、出射面２４８の代わりに、新たな形状の出射面２５０を設けた構成をとる。
【００７５】
光素子モジュール３０は、これまで説明した光素子モジュール２２〜２８（図２〜６）と同様に、例えば、図１（Ａ）に示した光素子アレイ１において、光素子モジュール２０の代わりに用いられる。
光素子モジュール２８は、これらの構成要素により、光素子モジュール２２〜２８（図２〜６）と同様に、光ファイバ１２と信号処理回路等の電子回路（図示せず）との間のインターフェースを行う。
【００７６】
［出射面２５０］
出射面２５０は、光素子モジュール２０（図１（Ｂ））の出射面２４０等と同様な形成方法により、図７に示すように、凸形の１／４球の集光レンズの形に形成される。
出射面２５０は、図５に実線で示すように、ＬＤ２００が出射した光学信号を屈折させさらに集光して光ファイバ１２の端面の中心に導くように、ＬＤ２００の光軸および光ファイバ１２の端面に対して位置合わせされる。
【００７７】
［光素子モジュール２８の送信動作］
以下、光素子モジュール２８が光学信号を送信する動作を説明する。
光素子モジュール３０のＬＤ２００は、電子回路（図示せず）から入力される電気的な伝送信号を光学信号に変換し、樹脂形成部２３０の表面の出射面２５０に対して出射する。
出射面２５０は、図５に実線で示すように、ＬＤ２００からの光学信号を屈折させ、さらに集光して、て光ファイバ１２の端面の中心に導く。
【００７８】
出射面２４８から光ファイバ１２の端面に入射した光学信号の大部分は、光ファイバ１２の他端に対して伝送され、その一部は、図５に点線の矢印で示すように、光ファイバ１２の端面により、ＬＤ２００にもＰＤ２１０にも当たらない方向に反射される。
なお、光素子モジュール３０の受信動作は、光素子モジュール２８の受信動作と同様なので、説明を省略する。
【００７９】
［光素子モジュール３０の特徴］
光素子モジュール３０は、光素子モジュール２８と同様な特徴を有する他、ＬＤ２００から出射された光学信号を集光して光ファイバ１２の端面の中心に導くので、光素子モジュール２８においてよりも、光ファイバ１２とＬＤ２００との光学的な結合をさらに高めることができる特徴を有する。
【００８０】
［第７実施形態］
以下、図８を参照して本発明の第７の実施形態を説明する。
図８は、第７の実施形態として示す本発明にかかる第７の光素子モジュール３２の構成を示す図である。
なお、図８において、図１（Ｂ）〜図７に示した光素子モジュール２０〜３０と共通の構成要素には同じ符号が付してある。
【００８１】
図８に示すように、光素子モジュール３２は、ＬＤ２０２、ＰＤ２１０、樹脂形成部２３２、樹脂形成部２３２の表面に形成された出射面２５２および入射面２７２、保持部材２８０、および、ボンディングワイヤ１４，ボンディングワイヤ１６から構成される。
つまり、光素子モジュール３２は、図４に示した光素子モジュール２６のＬＤ２０２およびＰＤ２１０を、図１（Ｂ）に示した光素子モジュール２２の樹脂形成部２２０等と同様な材料および形成方法により作られた樹脂形成部２３２により封止し、樹脂形成部２３２の表面に、光素子モジュール２２，２８，３０（図２，図５〜７）の入射面２６２，２６８と同様な形状の出射面２５２、および、光素子モジュール２４（図３）の入射面２６４と同様な入射面２７２を設けた構成を採る。
【００８２】
光素子モジュール３２も、光素子モジュール２２〜３０（図２〜７）と同様に、図１（Ａ）に示した光素子アレイ１において、光素子モジュール２０の代わりに用いられる。
光素子モジュール３２は、これらの構成要素により、光素子モジュール２２〜３０と同様に、光ファイバ１２と信号処理回路等の電子回路（図示せず）との間のインターフェースを行う。
【００８３】
［出射面２５２］
出射面２５２は、樹脂形成部２３２の表面に、入射面２６２（図２）等と同様な方法で、リードフレーム１０の部品搭載面とほぼ平行な面となるように形成される。
入射面２６２は、図８に太い矢印に示すように、ＬＤ２０２が、リードフレーム１０に対して斜めの方向に出射した光学信号を通過させ、光ファイバ１２の端面の中心に導く。
【００８４】
［入射面２７２］
入射面２７２は、樹脂形成部２３２の表面に、入射面２６４（図３）等と同様な方法で、図８に示すように、光ファイバ１２の端面から出射し、ＰＤ２１０に入射する光学信号の光軸に対して位置合せされたと凸レンズの形状に形成される。
入射面２７２は、図８に太い矢印に示すように、光ファイバ１２の端面から出射された光学信号を集光し、ＰＤ２１０の受光面に導く。
【００８５】
［光素子モジュール３２の送信動作］
以下、光素子モジュール３２が光学信号を送信する動作を説明する。
光素子モジュール３２のＬＤ２０２は、電子回路（図示せず）から入力される電気的な伝送信号を光学信号に変換し、樹脂形成部２３２の表面の出射面２５２に対して出射する。
【００８６】
出射面２５２は、図８に実線の矢印で示すように、ＬＤ２００からの光学信号を通過させて光ファイバ１２の端面の中心に向けて出射する。
出射面２５２から光ファイバ１２の端面の中心に入射した光学信号は、光ファイバ１２の他端に対して伝送される。
【００８７】
［光素子モジュール３２の受信動作］
以下、光素子モジュール３２が光学信号を受信する動作を説明する。
光ファイバ１２の他端から伝送され、図８に太い矢印で示すように端面から出射された光学信号は、入射面２７２により集光されて樹脂形成部２３２に入射し、ＰＤ２１０に入射する。
ＰＤ２１０は、入射した光学信号を電気的な信号に変換し、電子回路（図示せず）に対して出力する。
なお、光素子モジュール３２も、光素子モジュール３０（図５，７）と同様な特徴を有している。
【００８８】
［第８実施形態］
以下、図９を参照して本発明の第８の実施形態を説明する。
図９は、第８の実施形態として示す本発明にかかる第８の光素子モジュール３４の構成を示す図である。
なお、図９において、図１（Ｂ）〜図８に示した光素子モジュール２０〜３２と共通の構成要素には同じ符号が付してある。
【００８９】
図９に示すように、光素子モジュール３４は、ＬＤ２００、ＰＤ２１０、樹脂形成部２３４、樹脂形成部２３４の表面に形成された出射面２５４および入射面２７４、および、ボンディングワイヤ１４，ボンディングワイヤ１６から構成される。
つまり、光素子モジュール３４は、図５〜７に示した光素子モジュール２８，３０の樹脂形成部２２８，２３０等の形状を変更して樹脂形成部２３４とし、樹脂形成部２３４の表面に、光素子モジュール２８，３０の出射面２４８と同様な形状の出射面２５４、および、光素子モジュール２４（図３）の入射面２６４と同様な入射面２７２を設けた構成を採る。
【００９０】
光素子モジュール３４も、光素子モジュール２２〜３２（図２〜８）と同様に、図１（Ａ）に示した光素子アレイ１において、光素子モジュール２０の代わりに用いられる。
光素子モジュール３４は、これらの構成要素により、光素子モジュール２２〜３２と同様に、光ファイバ１２と信号処理回路等の電子回路（図示せず）との間のインターフェースを行う。
【００９１】
［出射面２５４］
出射面２５４は、光素子モジュール２８，３０（図５〜７）の出射面２４８，２５０と同様な形成方法により、凸形のシンドリカルレンズあるいは凸形の１／４球の集光レンズの形に形成される。
出射面２５４は、図９に実線で示すように、ＬＤ２００が出射した光学信号を屈折させ、光ファイバ１２の端面の中心に導くように、ＬＤ２００の光軸および光ファイバ１２の端面に対して位置合わせされる。
【００９２】
［入射面２７４］
入射面２７４は、樹脂形成部２３４の表面に、入射面２６４，２７２（図３，８）等と同様に、図９に示すように、光ファイバ１２の端面から出射し、ＰＤ２１０に入射する光学信号の光軸に対して位置合せされたと凸レンズの形状に形成される。
入射面２７４は、図９に太い矢印に示すように、光ファイバ１２の端面から出射された光学信号を集光し、ＰＤ２１０の受光面に導く。
【００９３】
光素子モジュール３４の送信動作および受信動作は、光素子モジュール３２（図３２）と同様なので説明を省略する。
なお、光素子モジュール３４も、光素子モジュール３２と同様な特徴を有し、特に、出射面２５４を集光レンズの形状にした場合、光ファイバ１２とＰＤ２１０との光学的結合を、光素子モジュール３２においてよりも強めることができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる光素子モジュールによれば、光素子から出力された光学信号が、光伝送媒体あるいは封止体等により反射されて、光素子に返ってくることがないようにして、ノイズの発生を抑えることができる。
また、本発明にかかる光素子モジュールによれば、発光素子から受光素子への光の照射を少なくするとともに、発光素子自体に反射光が戻ることをも防ぐことができる。
【００９５】
また、本発明にかかる光素子モジュールによれば、光伝送媒体と受光素子および発光素子の結合を高め、これらの効率を高めることができる。
また、本発明にかかる光素子モジュールは、封止体の溝あるいは反射防止膜の形成が必要でなく、製造工程が簡単で製造コストが安い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態として示す本発明にかかる第１の光素子モジュールの構成を示す図であって、（Ａ）は、光素子モジュールをＮ個用いた光素子アレイ１の構成を例示し、（Ｂ）は、（Ａ）に示した光素子モジュールそれぞれの構成を示す。
【図２】第２の実施形態として示す本発明にかかる第２の光素子モジュールの構成を示す図である。
【図３】第３の実施形態として示す本発明にかかる第３の光素子モジュールの構成を示す図である。
【図４】第４の実施形態として示す本発明にかかる第４の光素子モジュールの構成を示す図である。
【図５】第５，６の実施形態として示す本発明にかかる第５，６の光素子モジュールの構成を示す図である。
【図６】図５に示した第５の光素子モジュールを、Ｘ→Ｘ’の方向に見た構成を示す図である。
【図７】図５に示した第６の光素子モジュールを、Ｘ→Ｘ’の方向に見た構成を示す図である。
【図８】第７の実施形態として示す本発明にかかる第７の光素子モジュールの構成を示す図である。
【図９】第８の実施形態として示す本発明にかかる第８の光素子モジュール３２の構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・光素子アレイ
１０・・・リードフレーム
１２・・・光ファイバ
１４，１６・・・ボンディングワイヤ
２０〜３４・・・・光素子モジュール
２００，２０２・・・ＬＤ
２１０・・・ＰＤ
２２０〜２３４・・・樹脂形成部
２４０〜２５４・・・出射面
２６２〜２７４・・・入射面
２８０・・・保持部材
【図１】
0004054949.tif 000002
【図２】
0004054949.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004054949.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004054949.tif 000007
【図７】
0004054949.tif 000008
【図８】
0004054949.tif 000009
【図９】
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