(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の受発光素子を搭載した素子搭載基板の素子搭載面と、前記２以上の受発光素子にそれぞれ光接続される２以上の光ファイバの挿通孔を備えたフェルールの接続端面とが対向配置され、
該フェルールの少なくとも接続端面側には前記光ファイバと前記受発光素子との位置合わせ部材を挿入嵌合する２つのフェルール側嵌合部が設けられ、
該２つのフェルール側嵌合部に対向させて前記素子搭載基板の少なくとも素子搭載面側には前記位置合わせ部材を挿入嵌合する２つの基板側嵌合部が設けられ、
前記２つのフェルール側嵌合部と該フェルール側嵌合部に対向する前記２つの基板側嵌合部に共通の球状の位置合わせ部材がそれぞれ介設されて前記フェルールと前記素子搭載基板が固定され、前記光ファイバ挿通孔に挿通された光ファイバと前記受発光素子とが位置合わせされて光接続されている受発光素子モジュールであって、
前記２つの位置合わせ部材の配列方向と前記２以上の受発光素子の配列方向及び前記２以上の光ファイバの配列方向が平行で、
前記フェルールの接続端面が前記受発光素子の受発光面に対して斜めになるように前記フェルールと前記素子搭載基板とが配設固定されており、
前記フェルールの接続端面と前記素子搭載基板の素子搭載面との間の、前記２つの位置合わせ部材の中心を結んだ直線上から外れた位置に、前記受発光素子の受発光面と前記フェルールの接続端面との角度を調整する傾斜調整手段が設けられて、前記フェルールの接続端面と前記受発光素子の受発光面との角度が予め定められた設定角度と成していること
を特徴とする受発光素子モジュール。
【請求項２】
前記２以上の受発光素子には、該受発光素子を素子搭載基板外部の接続部に電気的に接続するフレキシブル配線とリード端子の少なくとも一方が接続されていることを特徴とする請求項１記載の受発光素子モジュール。
【請求項３】
傾斜調整手段は箱形状の傾斜調整小片とし、該傾斜調整小片は底面と上面の角度が設定角度と成していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の受発光素子モジュール。
【請求項４】
傾斜調整手段は球状の補助ボールとし、素子搭載基板の素子搭載面は前記補助ボールを嵌合する補助ボール嵌合穴を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の受発光素子モジュール。
【請求項５】
前記２以上の光ファイバは接続端面側をフェルールの接続端面よりも受発光素子側に突出させて光ファイバ挿通孔に固定され、前記２以上の光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔が予め定められた設定間隔と成していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の受発光素子モジュール。
【請求項６】
前記２以上の光ファイバは接続端面側をフェルールの接続端面よりも受発光素子側に突出させて光ファイバ挿通孔に固定され、光ファイバの接続端面が受発光素子の受発光面に当接していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の受発光素子モジュール。
【請求項７】
受発光素子の受発光面側が光透過性材料で覆われていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の受発光素子モジュール。
【請求項８】
光ファイバの接続端面が光透過性材料の表面に突き当てられて前記光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔が予め定められた設定間隔と成していることを特徴とする請求項７記載の受発光素子モジュール。
【請求項９】
設定間隔は数μｍ〜数十μｍとしたことを特徴とする請求項５又は請求項８記載の受発光素子モジュール。
【請求項１０】
前記２以上の受発光素子は１つ以上の発光素子と１つ以上の受光素子とを含み、素子搭載基板の発光素子搭載部と受光素子搭載部の間に発光素子搭載部と受光素子搭載部を区分けする区分け溝が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の受発光素子モジュール。
【請求項１１】
フェルールの接続端面側には区分け溝に嵌合する張り出し部が素子搭載基板側に向けて突出形成されていることを特徴とする請求項１０記載の受発光素子モジュール。
【請求項１２】
発光素子と光接続される光ファイバの接続端面はフェルールの接続端面から突出させずにフェルール接続端面と同一面と成し、該光ファイバ接続端面にアッテネータが設けられていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の受発光素子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用として用いられる受発光素子と光ファイバとを光接続して成る受発光素子モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信用として、光を発するレーザダイオードなどの発光素子や、光を受信するフォトダイオードなどの受光素子が用いられており、これらの発光素子や受光素子(以下、これらの素子をまとめて受発光素子と称する)と光ファイバとの光接続(光結合)を精度良く行なうことにより、光通信の通信レベルを向上させることができる。
【０００３】
受発光素子と光ファイバとの光接続を行なう場合、コア径１０μｍ程度のシングルモード光ファイバと受発光素子とを光接続する場合で数μｍ、コア径５０μｍ以上のマルチモード光ファイバと受発光素子とを結合する場合で数十μｍ程度の精度で、光ファイバと受発光素子とを位置合わせさせ、固定する必要がある。
【０００４】
従来、光ファイバと受発光素子との位置合わせを上記のように精度良く行なうためには、例えば高精度の移動精度を有する移動ステージを用意して、光ファイバを移動ステージによって移動させて、受発光素子の光軸と光ファイバの光軸とが一致するように移動させたり、Ｖ字形溝を有する基板を用意し、この基板に形成されたＶ字形溝の軸と受発光素子の光軸とを予め一致させておき、Ｖ字形溝に光ファイバを挿入固定することで、受発光素子の光軸と光ファイバの光軸とが一致するようにしたりしていた。
【０００５】
なお、移動ステージを用いて受発光素子の光軸と光ファイバの光軸とを一致させた場合、光ファイバと受発光素子とを位置合わせした状態で、例えば溶接用レーザ等を用いて光ファイバと受発光素子とを固定することが行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、移動ステージを用いて受発光素子の光軸と光ファイバの光軸とを一致させ、溶接用レーザ等を用いて光ファイバと受発光素子とを固定する場合、非常に高価で大掛かりな高精度の移動ステージや溶接用レーザ等が必要であり、かつ、受発光素子と光ファイバとの位置合わせ固定作業が容易でないために受発光素子と光ファイバとを固定して形成されるモジュールのコストが高くなってしまうといった問題があった。
【０００７】
また、Ｖ字形溝を有する基板を用いて受発光素子と光ファイバとを位置決め固定する場合は、移動ステージを用いる場合に比べると、受発光素子と光ファイバとを容易に位置合わせ固定できる。しかしながら、結晶のへき開面を受発光面とした一般的な受発光素子と異なり、結晶の面方向(へき開面と垂直な面)を受発光面とした面受発光タイプの受発光素子と光ファイバとを接続する場合には、受発光素子を例えば素子搭載基板などに搭載し、光ファイバを基板のＶ字形溝に挿入固定すると、光ファイバの接続端面が受発光素子の受発光面と直交して受発光素子の光軸と光ファイバの光軸とが直交してしまい、そのままでは受発光素子と光ファイバとを光接続することができない。
【０００８】
そのため、面受発光タイプの受発光素子と光ファイバとを光接続する場合は、受発光素子と光ファイバとの間に、光を反射するミラーを設けたり、受発光素子を基板の側面に固定して、受発光素子と光ファイバとを位置合わせ固定する必要があり、結局は、装置構成の複雑化や位置合わせ固定作業の煩雑化を招くことになり、受発光素子と光ファイバとを固定して形成されるモジュールのコストが高くなってしまうことになった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、面受発光タイプの受発光素子と光ファイバとを容易に、かつ、精度良く位置合わせ固定することができるコストが安い受発光素子モジュールを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、受発光素子モジュールの本第１の発明は、２以上の受発光素子を搭載した素子搭載基板の素子搭載面と、前記２以上の受発光素子にそれぞれ光接続される２以上の光ファイバの挿通孔を備えたフェルールの接続端面とが対向配置され、該フェルールの少なくとも接続端面側には前記光ファイバと前記受発光素子との位置合わせ部材を挿入嵌合する２つのフェルール側嵌合部が設けられ、該２つのフェルール側嵌合部に対向させて前記素子搭載基板の少なくとも素子搭載面側には前記位置合わせ部材を挿入嵌合する２つの基板側嵌合部が設けられ、前記２つのフェルール側嵌合部と該フェルール側嵌合部に対向する前記２つの基板側嵌合部に共通の球状の位置合わせ部材がそれぞれ介設されて前記フェルールと前記素子搭載基板が固定され、前記光ファイバ挿通孔に挿通された光ファイバと前記受発光素子とが位置合わせされて光接続されている受発光素子モジュールであって、前記２つの位置合わせ部材の配列方向と前記２以上の受発光素子の配列方向及び前記２以上の光ファイバの配列方向が平行で、
前記フェルールの接続端面が前記受発光素子の受発光面に対して斜めになるように前記フェルールと前記素子搭載基板とが配設固定されており、前記フェルールの接続端面と前記素子搭載基板の素子搭載面との間の、前記２つの位置合わせ部材の中心を結んだ直線上から外れた位置に、前記受発光素子の受発光面と前記フェルールの接続端面との角度を調整する傾斜調整手段が設けられて、前記フェルールの接続端面と前記受発光素子の受発光面との角度が予め定められた設定角度と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１２】
さらに、受発光素子モジュールの本第２の発明は、上記本第１の発明の構成に加え、前記２以上の受発光素子には、該受発光素子を素子搭載基板外部の接続部に電気的に接続するフレキシブル配線とリード端子の少なくとも一方が接続されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１３】
さらに、受発光素子モジュールの本第３の発明は、上記本第１又は第２の発明の構成に加え、前記傾斜調整手段は箱形状の傾斜調整小片とし、該傾斜調整小片は底面と上面の角度が設定角度と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１４】
さらに、受発光素子モジュールの本第４の発明は、上記本第１または第２の発明の構成に加え、前記傾斜調整手段は球状の補助ボールとし、素子搭載基板の素子搭載面は前記補助ボールを嵌合する補助ボール嵌合穴を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１５】
さらに、受発光素子モジュールの本第５の発明は、上記本第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記２以上の光ファイバは接続端面側をフェルールの接続端面よりも受発光素子側に突出させて光ファイバ挿通孔に固定され、前記２以上の光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔が予め定められた設定間隔と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１６】
さらに、受発光素子モジュールの本第６の発明は、上記本第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記２以上の光ファイバは接続端面側をフェルールの接続端面よりも受発光素子側に突出させて光ファイバ挿通孔に固定され、光ファイバの接続端面が受発光素子の受発光面に当接している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１７】
さらに、受発光素子モジュールの本第７の発明は、上記本第１乃至本第５のいずれか一つの発明の構成に加え、前記受発光素子の受発光面側が光透過性材料で覆われている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１８】
さらに、受発光素子モジュールの本第８の発明は、上記本第７の発明の構成に加え、前記光ファイバの接続端面が光透過性材料の表面に突き当てられて前記光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔が予め定められた設定間隔と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１９】
さらに、受発光素子モジュールの本第９の発明は、上記本第５又は本第８発明の構成に加え、前記設定間隔は数μｍ〜数十μｍとした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２０】
さらに、受発光素子モジュールの本第１０の発明は、上記本第１乃至第９のいずれか一つの発明の構成に加え、２以上の受発光素子は１つ以上の発光素子と１つ以上の受光素子とを含み、素子搭載基板の発光素子搭載部と受光素子搭載部の間に発光素子搭載部と受光素子搭載部を区分けする区分け溝が設けられている前記構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２１】
さらに、受発光素子モジュールの本第１１の発明は、上記本第１０の発明の構成に加え、前記フェルールの接続端面側には区分け溝に嵌合する張り出し部が素子搭載基板側に向けて突出形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２２】
さらに、受発光素子モジュールの本第１２の発明は、上記本第１０または本第１１の発明の構成に加え、前記発光素子と光接続される光ファイバの接続端面はフェルールの接続端面から突出させずにフェルール接続端面と同一面と成し、該光ファイバ接続端面にアッテネータが設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
上記構成の本発明において、受発光素子を搭載した素子搭載基板の素子搭載面と、前記受発光素子に光接続される光ファイバの挿通孔を備えたフェルールの接続端面とが対向配置されるために、フェルールの光ファイバ挿通孔に光ファイバを挿通させると、光ファイバの接続端面が受発光素子の受発光面と対向配置される。そのため、光ファイバの光軸と受発光素子の光軸とを一致させるために、光反射用のミラーなどを設けたりすることなく、光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面と対向させることができる。
【００２５】
そして、本発明においては、前記フェルールの少なくとも接続端面側には前記光ファイバと前記受発光素子との位置合わせ部材を挿入嵌合するフェルール側嵌合部が設けられ、該フェルール側嵌合部に対向させて前記素子搭載基板の少なくとも素子搭載面側には前記位置合わせ部材を挿入嵌合する基板側嵌合部が設けられているために、前記フェルール側嵌合部と該フェルール側嵌合部に対向する前記基板側嵌合部に共通の位置合わせ部材が介設されて、前記フェルールと前記素子搭載基板が固定されると、前記光ファイバ挿通孔に挿通された光ファイバと前記受発光素子とが位置合わせされて光接続され、フェルールの光ファイバ挿通孔に光ファイバを挿通させるだけで、非常に容易に、かつ、精度良く光ファイバと受発光素子とを位置合わせした状態で固定した受発光素子モジュールとなる。
【００２６】
すなわち、本発明によれば、光ファイバと受発光素子の少なくとも一方側を移動ステージなどによって移動させることもなく、非常に簡単な構成で、例えば面受発光タイプの受発光素子と光ファイバとを精度良く位置合わせ固定でき、その分だけコストも安くすることができ、上記課題が解決される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例およびその参考例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。説明の都合上、まず、実施形態例の前に本発明に関連する参考例について説明する。図１には、本発明に係る受発光素子モジュールを説明するための第１参考例が分解状態で斜視図により示されており、図２の(ｂ）には、この受発光素子モジュールの側面図が、同図の(ａ）には、同図の(ｂ）のＡ-Ａ’断面図がそれぞれ示されている。
【００２８】
これらの図に示すように、第１参考例の受発光素子モジュールは、受発光素子として４ヶ所の発光部を２５０μｍピッチで配列させた４チャンネル面発光レーザアレイ８を搭載したシリコン製の素子搭載基板１を有しており、前記面発光レーザアレイ８の厚さは１５０μｍである。
【００２９】
素子搭載基板１の素子搭載面１０にフェルール２の接続端面９が対向配置されており、樹脂製のフェルール２には、面発光レーザアレイ８に光接続される光ファイバ１１の挿通孔である４本の光ファイバ挿通孔３が貫通形成されている。光ファイバ挿通孔３は、シングルモード光ファイバの外径である１２５μｍよりも僅かに大きい１２６μｍの内径を有し、４本の光ファイバ挿通孔３は互いに平行に設けられている。
【００３０】
また、フェルール２には、光ファイバ１１と面発光レーザアレイ８との位置合わせ部材である球状の８００μｍφの微小ボール６を挿入嵌合するフェルール側嵌合部４が設けられている。このフェルール側嵌合部４は、貫通の穴により形成されており、このフェルール側嵌合部４の内径および配列ピッチは、ＭＴフェルールと同様に形成されている。なお、前記光ファイバ挿通孔３は、フェルール側嵌合部４を基準として、予め定められた位置に±１μｍの精度で形成されており、光ファイバ挿通孔３の配列ピッチも、４本の光ファイバを配列固定するＭＴフェルールと同様に形成されている。
【００３１】
フェルール側嵌合部４に対向させて、素子搭載基板１の少なくとも素子搭載面１０側には、微小ボール６を挿入嵌合する基板側嵌合部５が設けられている。この基板側嵌合部５は、異方性エッチングによって逆ピラミッド状に形成されている。なお、素子搭載基板１の素子搭載面１０には、複数の電極１７が、基板側嵌合部５を基準として±１μｍの精度で形成されており、前記面発光レーザアレイ８は、基板側嵌合部５または電極１７を基準として予め定められた設定位置にダイホンディング（あるいは固定）されている。
【００３２】
面発光レーザアレイ８は、ワイヤ７を介して電極１７に接続されており、さらに、面発光レーザアレイ８には、面発光レーザアレイ８を素子搭載基板１の外部の接続部に電気的に接続するフレキシブル配線１４が接続されている。フレキシブル配線１４は、フレキシブル基板上に形成されており、素子搭載基板１の素子搭載面１０側の配線が、電極１７のパタンと一致するように作製され、電極１７上に設けられた半田２０により、素子搭載基板１とボンディングされている。
【００３３】
フェルール側嵌合部４とフェルール側嵌合部４に対向する基板側嵌合部５には、共通の微小ボール６が介設されて、フェルール２と素子搭載基板１が光透過性接着剤１３(図１には図示せず)により固定され、光ファイバ挿通孔３に挿通された光ファイバ１１と面発光レーザアレイ８とが位置合わせされて光接続されている。
【００３４】
なお、第１参考例では、図２の(ａ）に示すように、微小ボール６を介してフェルール２と素子搭載基板１とを固定すると、フェルール２の接続端面９と素子搭載基板１の素子搭載面１０との間隔Ｄが２００μｍとなるように、基板側嵌合部５が形成されており、また、光ファイバ１１は接続端面側をフェルール２の接続端面９よりも面発光レーザアレイ８側に突出させて光ファイバ挿通孔３に固定され、光ファイバ１１の接続端面と面発光レーザアレイ８の受発光面との間隔は予め定められた設定間隔(１０μｍ)と成している。
【００３５】
また、フェルール２の接続端面９と素子搭載基板１の素子搭載面１０との間には、フレキシブル配線１４と反対側に、面発光レーザアレイ８の受発光面とフェルール２の接続端面９との角度を調整する傾斜調整手段としての傾斜調整用小片１２が設けられており、フェルール２の接続端面９と面発光レーザアレイ８の発光面との角度が予め定められた設定角度と成している。なお、第１参考例では、傾斜調整用小片１２は、５００μｍ角で厚さ２００μｍの直方体形状に形成されている。また、前記設定角度は０度となっており、フェルール２の接続端面と面発光レーザアレイ８の発光面(および素子搭載基板１の素子搭載面１０)とは平行になっている。
【００３６】
第１参考例は以上のように構成されており、この受発光素子モジュールは、以下のようにして作製される。すなわち、面発光レーザアレイ８を搭載する素子搭載基板１の素子搭載面１０側に、面発光レーザアレイ８と面発光レーザアレイ８に光接続される光ファイバ１１との位置合わせ部材である微小ボール６を挿入嵌合する基板側嵌合部５を設け、この基板側嵌合部５を基準として素子搭載面１０に電極１７を形成する。次に、基板側嵌合部５または電極１７を基準として、面発光レーザアレイ８を素子搭載面１０に位置精度良く配列固定する。また、フレキシブル配線１４をワイヤ７と電極１７を介して面発光レーザアレイ８に接続する。
【００３７】
一方、光ファイバ挿通孔３が形成されるフェルール２に、微小ボール６を挿入嵌合するフェルール側嵌合部４を設け、フェルール側嵌合部４を基準として、光ファイバ挿通孔３を位置精度良く形成する。
【００３８】
次に、素子搭載基板１の素子搭載面１０とフェルール２の接続端面９とを対向配置し、基板側嵌合部５とフェルール側嵌合部４とを対向させ、互いに対向する基板側嵌合部５とフェルール側嵌合部４に共通の微小ボール６を介設し、素子搭載基板１の素子搭載面１０とフェルール２の接続端面９との間に、傾斜調整用小片１２を設ける。その状態で、光ファイバ挿入穴３に光ファイバ１１を挿入し、光ファイバ１１の接続端面側をフェルール２の接続端面９よりも面発光レーザアレイ８側に突出させて、光ファイバ１１の接続端面と面発光レーザアレイ８の発光面との間隔を１０μｍとし、フェルール２と素子搭載基板１を光透過性の接着剤１３で固定する。
【００３９】
そうすると、前記の如く、面発光レーザアレイ８は素子側嵌合部５を基準として精度良く配列固定され、光ファイバ挿通孔３はフェルール側嵌合部４を基準として精度良く形成されているために、前記の如く、基板側嵌合部５とフェルール側嵌合部４とを対向させ、互いに対向する基板側嵌合部５とフェルール側嵌合部４に共通の微小ボール６を介設することにより、面発光レーザアレイ８の光軸と光ファイバ挿通孔３の中心軸とは正確に位置合わせされ、光ファイバ挿通孔３に挿通される光ファイバ１１と面発光レーザアレイ８とが位置合わせして光接続された状態となり、第１参考例の受発光素子モジュールが作製される。
【００４０】
なお、素子搭載基板１の素子搭載面１０とフェルール２の接続端面９との間に、傾斜調整用小片１２を設けるタイミングは、基板側嵌合部５とフェルール側嵌合部４との間に微小ボール６を設ける前または、設けると同時または、設けた後のいずれでもよく、この傾斜調整用小片１２によって、フェルール２の接続端面と面発光レーザアレイ８の発光面とが平行になるように調整する。また、傾斜調整用小片１２は、素子搭載基板１の素子搭載面１０に固定してからフェルール２に固定してもよいし、単に、素子搭載面１０とフェルール２との間に挟んでおいて、接着剤１３によるフェルール２と素子搭載基板１との固定時に、傾斜調整用小片１２も一緒に接着剤１３で固定してもよい。
【００４１】
第１参考例によれば、以上のようにして、フェルール２の接続端面９と素子搭載基板１の素子搭載面１０とを対向させ、対向するフェルール側嵌合部４と基板側嵌合部５との間に共通の微小ボール６を介設させて、受発光素子モジュールを作製することにより、大掛かりな位置合わせ装置などを必要とせず、非常に容易に、かつ、正確に光ファイバと面発光レーザアレイ８とを位置合わせして光接続することができる優れた受発光素子モジュールを作製することができる。
【００４２】
また、第１参考例によれば、フェルール２に設けられたフェルール側嵌合部４の内径および配列ピッチは、ＭＴフェルールと同様に形成されており、光ファイバ挿通孔３の配列ピッチも、４本の光ファイバを配列固定するＭＴフェルールと同様に形成されているため、例えばフェルール２の上面２０を光ファイバ１１と一体的に研磨するなどして平坦化すれば、ＭＴフェルールを備えたＭＴコネクタと着脱自在に、かつ、正確に、面発光レーザアレイ８をフェルール２の光ファイバを介してＭＴコネクタの光ファイバと接続することができる。
【００４３】
さらに、第１参考例によれば、光ファイバ１１と面発光レーザアレイ８との位置合わせ部材を球状の微小ボール６としたために、たとえフェルール側嵌合部４を貫通の穴により形成しても、微小ボール６をフェルール側嵌合部４および基板側嵌合部５に挿入嵌合することにより、フェルール２の接続端面９と素子搭載基板１の素子搭載面１０との間隔を予め定められた間隔とすることができ、光ファイバ挿通孔３と面発光レーザアレイ８との位置合わせを、３次元的(図のＸ，Ｙ，Ｚの全ての方向)に位置合わせすることができる。
【００４４】
さらに、第１参考例によれば、フェルール２の接続端面９と素子搭載基板１の素子搭載面１０との間には、面発光レーザアレイ８の受発光面とフェルール２の接続端面９との角度を調整する傾斜調整用小片１２が設けられているために、フェルール２の接続端面９と面発光レーザアレイ８の発光面との角度を非常に容易に、かつ、正確に予め定められた設定角度とすることができ、受発光素子モジュールの作製をより一層簡単にすることができる。
【００４５】
さらに、面発光レーザアレイ８は、面発光レーザアレイ８への電流の注入方向と面発光レーザアレイ８の光の発信方向が同じ(図のＺ方向)であることから、電極１７が面発光レーザアレイ８の発光面と反対側の面に、つまり、図の水平方向(ＸＹ平面上)に形成されるが、第１参考例によれば、面発光レーザアレイ８には、面発光レーザアレイ８を素子搭載基板１の外部の接続部に電気的に接続するフレキシブル配線１４が接続されているために、フレキシブル配線１４を介して前記電極１７を外部の接続部に接続することにより、面発光レーザアレイ８を確実に外部の接続部に電気的に接続し、支障なく動作させることができる。
【００４６】
図３には、本発明に係る受発光素子モジュールの第２参考例が分解状態で斜視図によって示されている。なお、本第２参考例において上記第１参考例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
【００４７】
第２参考例の受発光素子モジュールも上記第１参考例の受発光素子モジュールと同様に、素子搭載基板１の素子搭載面１０にフェルール２の接続端面９を対向させて形成されており、第２参考例が上記第１参考例と異なる特徴的なことは、フェルール側嵌合部４をフェルール２の接続端面９側に設けた、開口部が円形の凹部により形成し、このフェルール側嵌合部４と別に、ＭＴフェルールとの接続用のピン嵌合穴１５を設けたことと、素子搭載基板１を石英ガラスで形成し、基板側嵌合部５を切削またはガラスモールドで形成した貫通の穴としたことである。
【００４８】
また、第２参考例では、素子搭載基板１の素子搭載面１０に、補助ボール１６を嵌合する補助ボール嵌合穴２５を設け、この補助ボール嵌合穴２５に、傾斜調整手段としての補助ボール１６を嵌合するようにしている。なお、第２参考例においても、フェルール２の光ファイバ挿通孔３には光ファイバ１１が挿入されるが、図の簡略化のために、図３においては、光ファイバ１１は省略して示してある。
【００４９】
第２参考例は以上のように構成されており、第２参考例も、フェルール側嵌合部４、基板側嵌合部５、ピン嵌合穴１５、補助ボール嵌合穴２５の形成を除いては、上記第１参考例とほぼ同様にして作製され、同様の効果を奏することができる。
【００５０】
図４には、本発明に係る受発光素子モジュールの第３参考例が示されており、同図の(ａ）には、受発光素子モジュールの側面図が、同図の(ｂ）には(ａ）のＡ-Ａ’断面図が、同図の（ｃ）には受発光素子モジュールの平面図が示されている。なお、第３参考例において、上記第１および第２参考例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
【００５１】
第３参考例は、素子搭載基板１に１つの面発光レーザ３８を固定し、フェルール２には１本の光ファイバ挿通孔３に１本の光ファイバ１１を挿入固定して形成されるものであり、第３参考例において、フェルール２は、直方体形状の下部部材２２と、その上部側に設けられる円筒形状の上部部材２３とを有している。下部部材２２は、樹脂製であり、上記第１参考例のフェルール２とほぼ同様に構成されている。また、上部部材２３は、ジルコニア又は金属製で２．５ｍｍφに形成されており、下部部材２２にインサート成形されている。
【００５２】
上記以外の第３参考例の構成は、上記第１参考例と同様に構成されており、第３参考例も上記第１参考例とほぼ同様にして作製され、ほぼ同様の効果によって、１つの受発光素子と１本の光ファイバを精度良く位置決め固定することができ、コストも安い優れた受発光素子モジュールとすることができる。
【００５３】
また、第３参考例の受発光素子モジュールは、割スリーブを用いて、ＦＣコネクタ等と、容易に、かつ、精度良く接続することができる。
【００５４】
本発明の受発光素子モジュールの実施形態例は、上記各参考例とほぼ同様の構成を有している。すなわち、各参考例においては、フェルール２の接続端面９と素子搭載基板１の素子搭載面１０とを平行に配設固定し、それにより、光ファイバ１１の接続端面と面発光レーザアレイ８や面発光レーザ３８の受発光面とを平行にしたのに対し、本実施形態例の受発光素子モジュールは、例えば図５に示すように、フェルール２の接続端面９が素子搭載基板１の素子搭載面１０および面発光レーザアレイ８や面発光レーザ３８の受発光面に対して斜めになるように、フェルール２と素子搭載基板１とを配設固定している点が異なっており、それ以外の構成は前記各参考例と同じである。
【００５５】
そして、例えば同図に示すように、傾斜調整用小片１２の形状や大きさを適宜設定したり、図３に示した補助ボール１５の大きさ等を適宜設定することにより、フェルール２の接続端面９が素子搭載基板１の素子搭載面１０および面発光レーザアレイ８の受発光面に対して斜めになるようにし、その角度を、傾斜調整用小片１２や補助ボール１５などの傾斜調整手段によって、予め設定された設定角度に調整することを本実施形態例の特徴とする。
【００５６】
なお、フェルール２の接続端面９が素子搭載基板１の素子搭載面１０および面発光レーザアレイ８や面発光レーザ３８の受発光面に対して斜めになるように、フェルール２と素子搭載基板１とを配設固定する場合も、位置決め部材を微小ボール６により形成すると、微小ボール６の中心を支点としてフェルール２を素子搭載基板１に対して傾けることにより、容易に、フェルール２の接続端面９と素子搭載基板１の素子搭載面１０との角度を調整することができる。
【００５７】
本実施形態例によれば、フェルール２の接続端面９と面発光レーザアレイ８などの受発光素子の受発光面との角度を適切にすることにより、これらの面の間で生じる光の反射による悪影響を抑制し、例えば受発光素子モジュールを用いて行われる光通信の品質を高品質にできる受発光素子モジュールとすることができる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記説明では、面発光レーザアレイ８等の受発光素子にフレキシブル配線１４を接続し、面発光レーザアレイ８を素子搭載基板１の外部の接続部に接続した例を示したが、フレキシブル配線１４の代わりに、金属などのリード端子を受発光素子に接続して、受発光素子を素子搭載基板１の外部の接続部に接続してもよいし、リード端子とフレキシブル配線１４の両方を受発光素子に接続してもよい。また、予め素子搭載基板１を外部回路基板に固定しておき、フェルール２と素子搭載基板１とを対向させる前に、素子搭載基板１に形成した電極１７と外部回路とをワイヤーで接続しておいてもよい。
【００５９】
さらに、図６に示すように、素子搭載基板１の素子搭載面１０とフェルール２の接続端面９とを対向させたときに、素子搭載基板１の素子搭載面１０をフェルール２の接続端面９よりも突出するように、フェルール２や素子搭載基板１を形成し、受発光素子モジュールにおいて電極１７が露出するようにしてもよい。このようにすると、フレキシブル配線などを設けなくとも、露出した電極１７を用いて、受発光素子を外部の接続部に接続することができる。
【００６０】
さらに、本発明の受発光素子モジュールは、面発光レーザアレイ８などの受発光素子の受発光面側を光透過性樹脂などの光透過性材料で覆って形成することもできる。このようにすると、受発光素子の受発光素面を光透過性樹脂により保護することができる。また、この場合、例えば、光ファイバ１１の接続端面と受発光素子の受発光面との間隔が予め定められた設定間隔となるように、受発光素子の受発光面側を前記光透過性材料で覆い、その後、光ファイバ１１の接続端面を光透過性樹脂の表面に突き当てるようにすると、光ファイバ１１の接続端面と受発光素子の受発光面との間隔を非常に容易に前記設定間隔とすることができる。また、受発光素子を光透過性樹脂で覆うことで、組み立て時に素子に光ファイバ１１がぶつかる場合にも、素子を傷つけることがなくなる。
【００６１】
なお、面発光レーザアレイ８等の受発光素子の受発光面を光透過性材料で覆うときに、この光透過性材料を用いて、微小ボール６を素子搭載基板の基板側嵌合部５に固定してしまうと、たとえ素子搭載基板１を傾けても微小ボール６が基板側嵌合部５から転がり出たり、素子搭載基板１から落ちたりすることがなくなるため、自由な姿勢で素子搭載基板１を扱うことができるために、受発光素子モジュールの作製をより一層容易に行なうことができる。
【００６２】
また、光透過性材料を用いて、微小ボール６を基板側嵌合部５に固定する代わりに、圧入や、接着剤によって微小ボール６を基板側嵌合部５に固定しておけば、同様の効果によって、受発光素子モジュールの作製をより一層容易に行なうことができる。
【００６３】
さらに、フェルール２に設けるフェルール側嵌合部４や、素子搭載基板１に設ける基板側嵌合部５の大きさや形状などは特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、上記説明で示したように、貫通の穴としてもよいし、逆ピラミッド型の凹部としてもよいし、円形の窪みとしてもよいし、円錐形状との凹部としてもよい。すなわち、フェルール２の少なくとも接続端面９側と素子搭載基板１の少なくとも素子搭載基板１０側にそれぞれ、フェルール側嵌合部４と基板側嵌合部５とを設け、対向するフェルール側嵌合部４と基板側嵌合部５に微小ボール６などの共通の位置決め部材を挿入嵌合することにより、面発光レーザアレイ８等の受発光素子と光ファイバとが位置決めされるようにすればよい。
【００６４】
さらに、上記説明では、フェルール側嵌合部４を光ファイバ挿通孔３と別個に設けた例を示したが、例えばフェルール２に、光ファイバ挿通孔３を挿入される光ファイバ１１の数よりも多めに形成し、その余分の光ファイバ挿通孔３をフェルール側嵌合部４としてもよい。この場合は、上記各例で設けた微小ボール６よりも小さい微小ボール等の位置決め部材が設けられることになり、素子搭載基板１側に設けられる基板側嵌合部５の大きさなども、位置決め部材に対応させて小さく形成されることになる。
【００６６】
また、受発光素子として面発光レーザアレイ８を使用する代わりに、単チャンネルの素子を、１つずつ素子搭載基板１にボンディングしてもよい。
【００６７】
さらに、上記説明では、受発光素子は面発光レーザアレイ８や面発光レーザ３８とした例を示したが、受発光素子は必ずしも面発光レーザアレイ８や面発光レーザ３８とするとは限らず、例えば面受光タイプの面受光フォトダイオードとしてもよいし、面発光タイプの発光ダイオードとしてもよい。
【００６８】
さらに、複数の受発光素子を設ける場合には、上記説明では、面発光レーザアレイ８のみとした例を示したが、受発光素子を全て面受光フォトダイオードとしてもよいし、受発光素子の一部を面発光レーザや面発光ダイオードとし、残りを面受光フォトダイオードとしてもよい。受発光素子の一部を面発光レーザとし、残りを面受光フォトダイオードとすると、１つのモジュール内で光の送受信を共に行なえる受発光素子モジュールとすることができる。
【００６９】
図７には、このように、受発光素子は１つ以上の発光素子と１つ以上の受光素子とを含む構成とした受発光素子モジュールの一例が示されている。なお、同図の（ａ）には、この受発光素子モジュールの側面図が、同図の（ｂ）には、同図の（ａ）のＡ-Ａ’断面図がそれぞれ示されている。同図に示す受発光素子モジュールは、面発光レーザ３８と、受光素子としての面発光フォトダイオード３０とを素子搭載基板１の接続端面１０側に１つずつ設けたもので、素子搭載基板１の発光素子搭載部と受光素子搭載部の間には、発光素子搭載部と受光素子搭載部を区分けする区分け溝としてのスリット２６が設けられている。
【００７０】
また、フェルール２の接続端面９側にはスリット２６に嵌合する張り出し部２７が素子搭載基板１側に向けて突出形成されており、このように、張り出し部２７を設けてスリット２６に嵌合することにより、面発光レーザ３８と面受光フォトダイオード３０とを遮断し、面発光レーザ３８から発する光が面受光フォトダイオード３０に直接入るのを防いでいる。
【００７１】
さらに、面発光レーザ３８と光接続される光ファイバ１１の接続端面は、フェルール２の接続端面９から突出させずにフェルール接続端面９と同一面としており、この光ファイバ１１の接続端面にアッテネータ（アッテネータ膜）２８が設けられている。この光ファイバ１１の接続端面はアッテネータ膜２８と接触しており、また、アッテネータ膜２８は、光ファイバ挿通孔３を覆うように貼り付けられている。
【００７２】
受発光素子は１つ以上の発光素子と１つ以上の受光素子とを含む構成とした受発光素子モジュールを構成するときに、同図に示すように、スリット２６に嵌合する張り出し部２７を設けて発光素子と受光素子とを光遮断すると、発光素子から発する光が受光素子側に直接入ることによる悪影響を防ぐことができ、さらに、発光素子に光接続される光ファイバ１１の接続端面にアッテネータを設けると、発光素子の発光強度を制御した状態で光ファイバ１１に光を入射させることができ、光強度の制御も行なうことができる。
【００７３】
なお、同図に示したように、フェルール２に張り出し部２７を設ける代わりに、フェルール２とは別個に形成した板などの光遮断部材を、受発光素子モジュールの組み立て時にスリット２６に差し込むようにしてもよい。また、スリット２６を省略し、張り出し部２７や光遮断部材を設けるだけでも、光遮断レベルが多少落ちることになるが、発光素子から受光素子に入る光を遮断することができる。
【００７４】
また、受発光素子の配設数や、それに接続される光ファイバの数などは特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例として、８チャンネル、１２チャンネルの光信号の発信および受信および送受信を行なうものや、２チャンネルで送受信各１チャンネルのものなど、様々なものに本発明の受発光素子モジュールを適用することができる。
【００７５】
さらに、上記説明では、素子搭載基板１をシリコン基板により形成した例と、素子搭載基板１を石英ガラスにより形成した例を示したが、素子搭載基板１を形成する材質は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例えばセラミックなどにより素子搭載基板１を形成してもよい。
【００７６】
さらに、上記第１参考例と第２参考例の説明では、フェルール２を樹脂により形成した例を、第３参考例ではフェルール２をその下部部材２２を樹脂により、上部部材２３を金属によりそれぞれ形成した例について示したが、フェルール２を形成する材料は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、セラミックや金属などによりフェルール２を形成してもよい。ただし、フェルール２を、樹脂を用いて形成すると、フェルール側嵌合部４や光ファイバ挿通孔３を非常に形成しやすいし、大量生産にも向いているので、受発光素子モジュールのコストを安くすることができる。
【００７７】
さらに、フェルール側嵌合部４や基板側嵌合部５の形成方法は特に限定されるものではなく、例えばフェルール２や素子搭載基板１の形成材質などに対応させて、フェルール側嵌合部４や基板側嵌合部５の形成方法は適宜設定されるものであり、ドライエッチング等、フェルール側嵌合部４や基板側嵌合部５を正確な位置に正確に形成できる方法であればよい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明の受発光素子モジュールによれば、受発光素子を搭載した素子搭載基板の素子搭載面と、前記受発光素子に光接続される光ファイバの挿通孔を備えたフェルールの接続端面とを対向配置し、フェルールの光ファイバ挿通孔に光ファイバを挿通させることにより、光ファイバの光軸と受発光素子の光軸とを一致させるために、光反射用のミラーなどを設けたりせずとも、光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面と対向させることができ、しかも、光ファイバ挿通孔に挿通された光ファイバと前記受発光素子とが位置合わせして光接続することができる。
【００７９】
そのため、本発明の受発光素子モジュールによれば、光ファイバと受発光素子の少なくとも一方側を移動ステージなどによって移動させることもなく、非常に簡単な構成で、例えば面受発光タイプの受発光素子と光ファイバとを精度良く位置合わせ固定でき、その分だけコストも安くすることができる。
【００８０】
また、位置決め部材は球状の部材とした本発明の受発光素子モジュールによれば、位置決め部材をフェルール側嵌合部と基板側嵌合部に挿入嵌合したときに、光ファイバと受発光素子の位置決めを、これらの光軸に直交する平面方向のみならず、光軸方向も同時に容易に行なえ、作製がより一層容易な受発光素子モジュールとすることができる。
【００８１】
さらに、受発光素子には、該受発光素子を素子搭載基板外部の接続部に電気的に接続するフレキシブル配線とリード端子の少なくとも一方が接続されている本発明の受発光素子モジュールによれば、フレキシブル配線やリード端子を用いて、受発光素子を素子搭載基板外部の接続部に容易に接続することができる。
【００８２】
さらに、本発明によれば、フェルールの接続端面が受発光素子の受発光面に対して斜めになるように前記フェルールと素子搭載基板とが配設固定されているので、フェルールの接続端面と受発光素子の受発光面との角度を適切にすることにより、これらの面の間で生じる光の反射による悪影響を抑制し、例えば受発光素子モジュールを用いて行われる光通信の品質を高品質にできる受発光素子モジュールとすることができる。
【００８３】
さらに、本発明によれば、フェルールの接続端面と素子搭載基板の素子搭載面との間に、受発光素子の受発光面とフェルールの接続端面との角度を調整する傾斜調整手段が設けられ、前記フェルールの接続端面と前記受発光素子の受発光面との角度が予め定められた設定角度と成しているので、傾斜調整手段によって、容易に、かつ、確実にフェルールの接続端面と受発光素子の受発光面との角度を設定角度にすることができ、例えば受発光素子モジュールを用いて行われる光通信の品質を高品質にできる受発光素子モジュールをより一層容易に、かつ、確実に形成することができる。
【００８４】
さらに、光ファイバは接続端面側をフェルールの接続端面よりも受発光素子側に突出させて光ファイバ挿通孔に固定され、光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔が予め定められた設定間隔と成していたり、光ファイバの接続端面が受発光素子の受発光面に当接している本発明の受発光素子モジュールによれば、光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔を、非常に容易に設定間隔または０にできる受発光素子モジュールとすることができ、光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔を設定間隔とすることにより、光ファイバと受発光素子の光接続を適切に行なうことができる。
【００８５】
さらに、受発光素子の受発光面側が光透過性材料で覆われている本発明の受発光素子モジュールによれば、受発光素子の受発光面を光透過性材料により保護することができる。
【００８６】
さらに、光ファイバの接続端面が光透過性材料の表面に突き当てられて前記光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔が予め定められた設定間隔と成している本発明の受発光素子モジュールによれば、光ファイバの接続端面を光透過性材料の表面に突き当てることにより、光ファイバの接続端面と受発光素子の受発光面との間隔をより一層容易に設定間隔にすることができ、光ファイバと受発光素子との光接続を非常に適切に行なえる受発光素子モジュールを非常に容易に形成することができる。
【００８７】
さらに、設定間隔は数μｍ〜数十μｍとした本発明の受発光素子モジュールによれば、受発光素子を現在用いられている面発光レーザや面受光フォトダイオードとしたとき、これらの受発光素子と光ファイバとの間隔を、適切に設定することができ、受発光素子と光ファイバとの光接続を非常に適切に行なえる受発光素子モジュールとすることができる。
【００８８】
さらに、受発光素子は１つ以上の発光素子と１つ以上の受光素子とを含み、素子搭載基板の発光素子搭載部と受光素子搭載部の間に発光素子搭載部と受光素子搭載部を区分けする区分け溝が設けられている本発明の受発光素子モジュールによれば、区分け溝によって、確実に発光素子搭載部と受光素子搭載部を区分けすることができ、特に、フェルールの接続端面側には前記区分け溝に嵌合する張り出し部が素子搭載基板側に向けて突出形成されている本発明の受発光素子モジュールによれば、発光素子と受光素子とを光遮断し、発光素子から発する光が直接受光素子に入ることによる光通信などへの悪影響を防ぐことができる。
【００８９】
さらに、発光素子と光接続される光ファイバの接続端面はフェルールの接続端面から突出させずにフェルール接続端面と同一面と成し、該光ファイバ接続端面にアッテネータが設けられている本発明によれば、アッテネータによって、発光素子から光ファイバに入射される光強度を容易に、かつ、確実に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る受発光素子モジュールの第１参考例を分解状態で斜視図により示す要部構成図である。
【図２】  上記第１参考例の受発光素子モジュールの断面図(ａ）と、側面図(ｂ）である。
【図３】  本発明に係る受発光素子モジュールの第２参考例を分解状態で斜視図により示す要部構成図である。
【図４】  本発明に係る受発光素子モジュールの第３参考例を、側面図(ａ）、断面図(ｂ）、平面図(ｃ）により示す要部構成図である。
【図５】  本発明に係る受発光素子モジュールの一実施形態例を側面図により示す説明図である。
【図６】  本発明に係る受発光素子モジュールの他の実施形態例を側面図により示す説明図である。
【図７】  本発明に係る受発光素子モジュールのさらに他の実施形態例を、側面図(ａ）、断面図(ｂ）により示す説明図である。
【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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