JP2003075690A - トランスミッタ及びレシーバ - Google Patents
トランスミッタ及びレシーバInfo
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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Abstract
(57)【要約】
【課題】結合効率を向上したトランスミッタ及びレシー
バを提供する。 【解決手段】 トランスミッタＡにおいて、発光ダイオ
ード１とリフレクタ２と集光レンズ３ａとを備え、レシ
ーバＢにおいて、フォトダイオード８とリフレクタ１０
と集光レンズ９ａとを備える。トランスミッタＡでは、
光ファイバＦのコアＦ１端面に受光角の範囲内で照射さ
れる光量を増して、発光ダイオード１からの光が光ファ
イバＦのコアＦ１端面に結合する結合効率を向上するこ
とができ、レシーバＢでは、フォトダイオード８に照射
される光量を増して、光ファイバＦのコアＦ１端面から
出射された光がフォトダイオード８に結合する結合効率
を向上することができる。
バを提供する。 【解決手段】 トランスミッタＡにおいて、発光ダイオ
ード１とリフレクタ２と集光レンズ３ａとを備え、レシ
ーバＢにおいて、フォトダイオード８とリフレクタ１０
と集光レンズ９ａとを備える。トランスミッタＡでは、
光ファイバＦのコアＦ１端面に受光角の範囲内で照射さ
れる光量を増して、発光ダイオード１からの光が光ファ
イバＦのコアＦ１端面に結合する結合効率を向上するこ
とができ、レシーバＢでは、フォトダイオード８に照射
される光量を増して、光ファイバＦのコアＦ１端面から
出射された光がフォトダイオード８に結合する結合効率
を向上することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを介し
て光信号を送受信するためのトランスミッタ及びレシー
バに関するものである。
て光信号を送受信するためのトランスミッタ及びレシー
バに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光ファイバを介して光信号を
送受信するためのトランスミッタ及びレシーバが提供さ
れている。
送受信するためのトランスミッタ及びレシーバが提供さ
れている。
【０００３】トランスミッタは光信号となる光を発光す
る発光ダイオードを備えて、レシーバはフォトダイオー
ドを備えている。
る発光ダイオードを備えて、レシーバはフォトダイオー
ドを備えている。
【０００４】このようなトランスミッタ及びレシーバは
それぞれ、発光ダイオードの発光部を光ファイバの一方
の端面に略対向させ、フォトダイオードの受光部を光フ
ァイバの他方の端面に略対向させて、光ファイバの両端
に光コネクタを介して接続される。
それぞれ、発光ダイオードの発光部を光ファイバの一方
の端面に略対向させ、フォトダイオードの受光部を光フ
ァイバの他方の端面に略対向させて、光ファイバの両端
に光コネクタを介して接続される。
【０００５】そして、トランスミッタの発光ダイオード
を発光させることで、発光ダイオードからの光が光信号
として光ファイバの一方の端面から光ファイバのコアに
入射し、コアとクラッドとの界面で反射を繰り返しなが
ら他方の端面側に伝送され、他方の端面から出射された
光が光信号としてレシーバのフォトダイオードに受信さ
れる。
を発光させることで、発光ダイオードからの光が光信号
として光ファイバの一方の端面から光ファイバのコアに
入射し、コアとクラッドとの界面で反射を繰り返しなが
ら他方の端面側に伝送され、他方の端面から出射された
光が光信号としてレシーバのフォトダイオードに受信さ
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトランスミッタ及びレシーバでは、トランスミッタ
の発光ダイオードからの光を光ファイバのコア端面に結
合させる結合効率や、光ファイバのコア端面から出射さ
れた光をレシーバのフォトダイオードに結合させる結合
効率が低いという問題があった。
来のトランスミッタ及びレシーバでは、トランスミッタ
の発光ダイオードからの光を光ファイバのコア端面に結
合させる結合効率や、光ファイバのコア端面から出射さ
れた光をレシーバのフォトダイオードに結合させる結合
効率が低いという問題があった。
【０００７】例えば、トランスミッタにおいて、光ファ
イバにＮＡ（開口数）＝約０．５のプラスチック光ファ
イバを用い、発光ダイオードからの光を光ファイバのコ
ア端面に直接結合させるようにした場合、発光ダイオー
ドの発光分布は一般にランバート分布（半値角約１２０
°）であることから、発光された光のうち光軸から約６
０°の範囲の光が光ファイバのコア端面に照射される
が、前記ＮＡに応じた受光角（約３０°）の範囲の光し
か光ファイバのコア内に入射して伝送されないため、結
合効率は、立体角比で表されて（１−ｃｏｓ３０°）／
（１−ｃｏｓ６０°）≒２７％と低く、この値が直接結
合の理論限界となる。
イバにＮＡ（開口数）＝約０．５のプラスチック光ファ
イバを用い、発光ダイオードからの光を光ファイバのコ
ア端面に直接結合させるようにした場合、発光ダイオー
ドの発光分布は一般にランバート分布（半値角約１２０
°）であることから、発光された光のうち光軸から約６
０°の範囲の光が光ファイバのコア端面に照射される
が、前記ＮＡに応じた受光角（約３０°）の範囲の光し
か光ファイバのコア内に入射して伝送されないため、結
合効率は、立体角比で表されて（１−ｃｏｓ３０°）／
（１−ｃｏｓ６０°）≒２７％と低く、この値が直接結
合の理論限界となる。
【０００８】また、トランスミッタにおいて発光ダイオ
ードから光ファイバの端面までの距離が長くなるほど、
光ファイバのコア端面にＮＡに応じた受光角の範囲内で
照射される光量が少なくなるため結合効率がさらに低下
してしまう。これと同様、レシーバにおいても、光ファ
イバの端面からフォトダイオードまでの距離が長くなる
ほど、フォトダイオードの受光部に照射される光量が少
なくなるため結合効率がさらに低下してしまう。そこ
で、トランスミッタ及びレシーバには、光ファイバの各
端面と発光ダイオード又はフォトダイオードとの位置合
わせを正確に行わせる構造が必要であった。
ードから光ファイバの端面までの距離が長くなるほど、
光ファイバのコア端面にＮＡに応じた受光角の範囲内で
照射される光量が少なくなるため結合効率がさらに低下
してしまう。これと同様、レシーバにおいても、光ファ
イバの端面からフォトダイオードまでの距離が長くなる
ほど、フォトダイオードの受光部に照射される光量が少
なくなるため結合効率がさらに低下してしまう。そこ
で、トランスミッタ及びレシーバには、光ファイバの各
端面と発光ダイオード又はフォトダイオードとの位置合
わせを正確に行わせる構造が必要であった。
【０００９】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、結合効率を向上したトランスミッタ及びレシ
ーバを提供する。
のであり、結合効率を向上したトランスミッタ及びレシ
ーバを提供する。
【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、請求項１の発明は、光ファイバを介して光信号を送
信するためのトランスミッタであって、前記光信号とな
る光を発光する発光素子と、発光素子から発光された光
のうち少なくとも一部を反射して光ファイバの端面に向
けるリフレクタと、発光素子から発光された光のうち少
なくとも一部を光ファイバの前記端面に集光する集光レ
ンズとを備えたことを特徴とし、発光素子からの光のう
ち、光ファイバの開口数に応じた受光角の範囲外の光
や、光ファイバの端面と異なる方向に向う光を、前記リ
フレクタに反射させ、前記集光レンズに集光させて、前
記端面に向けることによって、光ファイバの端面に前記
受光角の範囲内で照射される光量を増して、発光素子か
らの光が光ファイバの端面に結合する結合効率を向上す
ることができる。
に、請求項１の発明は、光ファイバを介して光信号を送
信するためのトランスミッタであって、前記光信号とな
る光を発光する発光素子と、発光素子から発光された光
のうち少なくとも一部を反射して光ファイバの端面に向
けるリフレクタと、発光素子から発光された光のうち少
なくとも一部を光ファイバの前記端面に集光する集光レ
ンズとを備えたことを特徴とし、発光素子からの光のう
ち、光ファイバの開口数に応じた受光角の範囲外の光
や、光ファイバの端面と異なる方向に向う光を、前記リ
フレクタに反射させ、前記集光レンズに集光させて、前
記端面に向けることによって、光ファイバの端面に前記
受光角の範囲内で照射される光量を増して、発光素子か
らの光が光ファイバの端面に結合する結合効率を向上す
ることができる。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、複数の集光レンズを備えたことを特徴とし、発光素
子からの光をより多く集光して光ファイバの端面に向け
ることができ、結合効率をさらに向上することができ
る。
て、複数の集光レンズを備えたことを特徴とし、発光素
子からの光をより多く集光して光ファイバの端面に向け
ることができ、結合効率をさらに向上することができ
る。
【００１２】請求項３の発明は、光ファイバを介して送
信された光信号を受信するためのレシーバであって、受
光素子と、前記光信号として光ファイバの端面から出射
された光のうち少なくとも一部を前記受光素子に集光す
る集光レンズと、前記端面から出射された光のうち集光
レンズで集光されない光を反射して前記受光素子に向け
るリフレクタとを備えたことを特徴とし、光ファイバの
端面から出射されて受光素子と異なる方向に向う光のう
ち少なくとも一部を、前記集光レンズに集光させ、前記
異なる方向に向う光のうち集光レンズで集光されない光
を、前記リフレクタに反射させて、受光素子に向けるこ
とによって、受光素子に照射される光量を増して、光フ
ァイバの端面から出射される光が受光素子に結合する結
合効率を向上することができる。
信された光信号を受信するためのレシーバであって、受
光素子と、前記光信号として光ファイバの端面から出射
された光のうち少なくとも一部を前記受光素子に集光す
る集光レンズと、前記端面から出射された光のうち集光
レンズで集光されない光を反射して前記受光素子に向け
るリフレクタとを備えたことを特徴とし、光ファイバの
端面から出射されて受光素子と異なる方向に向う光のう
ち少なくとも一部を、前記集光レンズに集光させ、前記
異なる方向に向う光のうち集光レンズで集光されない光
を、前記リフレクタに反射させて、受光素子に向けるこ
とによって、受光素子に照射される光量を増して、光フ
ァイバの端面から出射される光が受光素子に結合する結
合効率を向上することができる。
【００１３】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、複数の集光レンズを備えたことを特徴とし、光ファ
イバの端面から出射された光をより多く集光して受光素
子に向けることができ、結合効率をさらに向上すること
ができる。
て、複数の集光レンズを備えたことを特徴とし、光ファ
イバの端面から出射された光をより多く集光して受光素
子に向けることができ、結合効率をさらに向上すること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態のトラ
ンスミッタは、図１（ａ）及び図２に示すように、光信
号となる光を発光する発光ダイオード１と、発光ダイオ
ード１から発光された光の一部を反射して光ファイバＦ
のコアＦ１端面に向けるリフレクタ２と、発光ダイオー
ド１から発光された光の一部を光ファイバＦのコアＦ１
端面に集光する集光レンズ３ａを有する透光部材３とを
備えている。
ンスミッタは、図１（ａ）及び図２に示すように、光信
号となる光を発光する発光ダイオード１と、発光ダイオ
ード１から発光された光の一部を反射して光ファイバＦ
のコアＦ１端面に向けるリフレクタ２と、発光ダイオー
ド１から発光された光の一部を光ファイバＦのコアＦ１
端面に集光する集光レンズ３ａを有する透光部材３とを
備えている。
【００１５】発光ダイオード１は、半導体素子を用いて
構成された光通信用発光ダイオードであって、略矩形状
に形成されており、一面に設けられた略円形の発光部１
ａから例えば可視から赤外線領域の光を発光する。な
お、発光ダイオード１は、面発光形や端面発光形やこれ
ら以外のタイプであっても良く、また、前記一面だけで
なく他の面からも発光するタイプを使用しても良い。
構成された光通信用発光ダイオードであって、略矩形状
に形成されており、一面に設けられた略円形の発光部１
ａから例えば可視から赤外線領域の光を発光する。な
お、発光ダイオード１は、面発光形や端面発光形やこれ
ら以外のタイプであっても良く、また、前記一面だけで
なく他の面からも発光するタイプを使用しても良い。
【００１６】リフレクタ２は、一面に凹所２ａを有する
厚みのある略円板状に形成されており、凹所２ａは、開
口面側から底面２ｂ側に向うにつれて開口断面積が次第
に小さくなるように形成され、この凹所２ａ内面で発光
ダイオード１からの光を反射する。また、リフレクタ２
の凹所２ａ周部には、さらに溝部２ｄが凹設されてい
る。さらに、リフレクタ２には発光ダイオード１と電気
的に接続し発光ダイオード１を発光させるための配線パ
ターンが形成され、前述の溝部２ｄには前記配線パター
ンと接続するワイヤボンドパッド２ｃが設けられてい
る。そして発光ダイオード１は、凹所２ａの底面２ｂの
略中央部にその発光部１ａを開口面側に向けた形で固定
される。
厚みのある略円板状に形成されており、凹所２ａは、開
口面側から底面２ｂ側に向うにつれて開口断面積が次第
に小さくなるように形成され、この凹所２ａ内面で発光
ダイオード１からの光を反射する。また、リフレクタ２
の凹所２ａ周部には、さらに溝部２ｄが凹設されてい
る。さらに、リフレクタ２には発光ダイオード１と電気
的に接続し発光ダイオード１を発光させるための配線パ
ターンが形成され、前述の溝部２ｄには前記配線パター
ンと接続するワイヤボンドパッド２ｃが設けられてい
る。そして発光ダイオード１は、凹所２ａの底面２ｂの
略中央部にその発光部１ａを開口面側に向けた形で固定
される。
【００１７】透光部材３は、リフレクタ２の凹所２ａ及
び溝部２ｄ内部に満たされて発光ダイオード１を封止す
る封止部３ｄと、リフレクタ２の凹所２ａ開口面側に位
置して封止部３ｄよりも幅広い略円板状の板部３ｃと、
板部３ｃ周縁からリフレクタ２と反対側に突出する周壁
３ｂと、上述の集光レンズ３ａとからなり、透光性樹脂
で一体に形成されている。
び溝部２ｄ内部に満たされて発光ダイオード１を封止す
る封止部３ｄと、リフレクタ２の凹所２ａ開口面側に位
置して封止部３ｄよりも幅広い略円板状の板部３ｃと、
板部３ｃ周縁からリフレクタ２と反対側に突出する周壁
３ｂと、上述の集光レンズ３ａとからなり、透光性樹脂
で一体に形成されている。
【００１８】集光レンズ３ａは、球面レンズであって、
板部３ｃにおけるリフレクタ２と反対側の面から突出す
るようにリフレクタ２の凹所２ａ開口面の略中央部に形
成される。
板部３ｃにおけるリフレクタ２と反対側の面から突出す
るようにリフレクタ２の凹所２ａ開口面の略中央部に形
成される。
【００１９】なお、集光レンズ３ａは球面レンズに限定
されるものではなく、非球面レンズであっても良い。
されるものではなく、非球面レンズであっても良い。
【００２０】ここで、上述のような発光ダイオード１及
びリフレクタ２並びに透光部材３からトランスミッタＡ
を製作する手順について説明する。
びリフレクタ２並びに透光部材３からトランスミッタＡ
を製作する手順について説明する。
【００２１】まず、リフレクタ２を樹脂材料で成形し、
リフレクタ２表面に銅メッキを施す。そして、この銅メ
ッキから不要な部分を例えばレーザー光などで除去する
ことで、リフレクタ２の凹所２ａの底面２ｂなどにパタ
ーンを形成し、形成されたパターン上にニッケルメッキ
をして、さらに金メッキを施すことで上述の配線パター
ンを形成する。この配線パターンがリフレクタ２の反射
率を高めて、高効率なリフレクタ２を成すのである。そ
して溝部２ｄにワイヤボンドパッド２ｃを設ける。
リフレクタ２表面に銅メッキを施す。そして、この銅メ
ッキから不要な部分を例えばレーザー光などで除去する
ことで、リフレクタ２の凹所２ａの底面２ｂなどにパタ
ーンを形成し、形成されたパターン上にニッケルメッキ
をして、さらに金メッキを施すことで上述の配線パター
ンを形成する。この配線パターンがリフレクタ２の反射
率を高めて、高効率なリフレクタ２を成すのである。そ
して溝部２ｄにワイヤボンドパッド２ｃを設ける。
【００２２】次に、発光ダイオード１を例えば銀ペース
トなどの導電性接着剤で底面２ｂ上にダイボンドするこ
とで、発光ダイオード１の発光部１ａと反対側の面にあ
る電極と、底面２ｂ上に形成された配線パターンとを接
続する。さらに、発光ダイオード１の発光部１ａ側の面
にある電極と、リフレクタ２の溝部２ｄにあるワイヤボ
ンドパッド２ｃとを金ワイヤ２０でワイヤボンディング
する。
トなどの導電性接着剤で底面２ｂ上にダイボンドするこ
とで、発光ダイオード１の発光部１ａと反対側の面にあ
る電極と、底面２ｂ上に形成された配線パターンとを接
続する。さらに、発光ダイオード１の発光部１ａ側の面
にある電極と、リフレクタ２の溝部２ｄにあるワイヤボ
ンドパッド２ｃとを金ワイヤ２０でワイヤボンディング
する。
【００２３】ここで、発光ダイオード１のアノード及び
カソードの両電極が、発光ダイオード１の発光部１ａ側
の面にあるときには、上述のような導電性を有する接着
剤に限らず、非導電性の接着剤を用いて発光ダイオード
１を凹所２ａの底面２ｂに接着しても良い。またこの場
合、ワイヤボンドパッド２ｃを２つ設け、各ワイヤボン
ドパッド２ｃに前記両電極をそれぞれ金ワイヤ２０にて
各別に接続する。
カソードの両電極が、発光ダイオード１の発光部１ａ側
の面にあるときには、上述のような導電性を有する接着
剤に限らず、非導電性の接着剤を用いて発光ダイオード
１を凹所２ａの底面２ｂに接着しても良い。またこの場
合、ワイヤボンドパッド２ｃを２つ設け、各ワイヤボン
ドパッド２ｃに前記両電極をそれぞれ金ワイヤ２０にて
各別に接続する。
【００２４】また、発光ダイオード１の両電極が、発光
ダイオード１の発光部１ａと反対側の面にあるときに
は、フリップチップ実装法により発光ダイオード１を底
面２ｂに実装する。このときには、発光ダイオード１の
アノード及びカソードの両電極がそれぞれ、底面２ｂの
配線パターンに形成された２個のパッド電極に各別に接
続される。
ダイオード１の発光部１ａと反対側の面にあるときに
は、フリップチップ実装法により発光ダイオード１を底
面２ｂに実装する。このときには、発光ダイオード１の
アノード及びカソードの両電極がそれぞれ、底面２ｂの
配線パターンに形成された２個のパッド電極に各別に接
続される。
【００２５】そして最後に、透光性樹脂により透光部材
３をトランスファー成形する。このとき、透光部材３の
封止部３ｄで発光ダイオード１を封止して、封止部３
ｄ、板部３ｃ、周壁３ｂ、集光レンズ３ａをそれぞれ一
体に成形する。その結果、トランスミッタＡが完成す
る。
３をトランスファー成形する。このとき、透光部材３の
封止部３ｄで発光ダイオード１を封止して、封止部３
ｄ、板部３ｃ、周壁３ｂ、集光レンズ３ａをそれぞれ一
体に成形する。その結果、トランスミッタＡが完成す
る。
【００２６】このような本実施形態のトランスミッタＡ
は、発光ダイオード１の発光部１ａが集光レンズ３ａを
挟んで光ファイバＦの端面に略対向するように、光コネ
クタ（図示せず）を介して光ファイバＦに接続される。
このとき、リフレクタ２の凹所２ａ開口面は光ファイバ
Ｆの端面に向けられた形となり、集光レンズ３ａは光フ
ァイバＦの端面に向かって凸状となる。また、光ファイ
バＦを支持するフェルール（図示せず）の一端を透光部
材３の周壁３ｂに当接させるので、光ファイバＦの端面
と集光レンズ３ａとの間の距離が略一定に保たれ、光フ
ァイバＦの端面が位置決めされる。
は、発光ダイオード１の発光部１ａが集光レンズ３ａを
挟んで光ファイバＦの端面に略対向するように、光コネ
クタ（図示せず）を介して光ファイバＦに接続される。
このとき、リフレクタ２の凹所２ａ開口面は光ファイバ
Ｆの端面に向けられた形となり、集光レンズ３ａは光フ
ァイバＦの端面に向かって凸状となる。また、光ファイ
バＦを支持するフェルール（図示せず）の一端を透光部
材３の周壁３ｂに当接させるので、光ファイバＦの端面
と集光レンズ３ａとの間の距離が略一定に保たれ、光フ
ァイバＦの端面が位置決めされる。
【００２７】そして、発光ダイオード１から光を発光さ
せると、従来例と同様、発光された光のうち一部は、光
ファイバＦのＮＡに応じた受光角の範囲外であったり、
光ファイバＦのコアＦ１端面と異なる方向に向ったりす
るが、このような光を、リフレクタ２の凹所２ａ内面に
反射させたり集光レンズ３ａに集光させて、光ファイバ
ＦのコアＦ１端面に向けることによって、光ファイバＦ
のコアＦ１端面に前記受光角の範囲内で照射される光量
を増し、発光ダイオード１からの光が光ファイバＦのコ
アＦ１端面に結合する結合効率を向上することができ
る。
せると、従来例と同様、発光された光のうち一部は、光
ファイバＦのＮＡに応じた受光角の範囲外であったり、
光ファイバＦのコアＦ１端面と異なる方向に向ったりす
るが、このような光を、リフレクタ２の凹所２ａ内面に
反射させたり集光レンズ３ａに集光させて、光ファイバ
ＦのコアＦ１端面に向けることによって、光ファイバＦ
のコアＦ１端面に前記受光角の範囲内で照射される光量
を増し、発光ダイオード１からの光が光ファイバＦのコ
アＦ１端面に結合する結合効率を向上することができ
る。
【００２８】例えば、光ファイバＦがＮＡ＝約０．５の
プラスチック光ファイバであっても、光ファイバＦのコ
アＦ１端面に約３０°の範囲内で照射される光量を増や
し、例えば約３０〜５０［％］まで結合効率を向上する
ことができる。
プラスチック光ファイバであっても、光ファイバＦのコ
アＦ１端面に約３０°の範囲内で照射される光量を増や
し、例えば約３０〜５０［％］まで結合効率を向上する
ことができる。
【００２９】また、図３に示すように、集光レンズ３ａ
で集光された光は集光レンズ３ａから離れるにつれて広
がるようになるので、図３の二点破線に示すように、光
ファイバＦの端面を集光レンズ３ａ及び発光ダイオード
１から遠ざけると、コアＦ１端面に照射される光量は減
少してしまうが、リフレクタ２に発光ダイオード１から
の光の一部をコアＦ１端面側に反射させて、前記光量の
減少を補わせることによって、光ファイバＦ端面の位置
がずれて、前記端面と集光レンズ３ａ及び発光ダイオー
ド１との間の距離が長くなることで結合効率が低下して
しまうのを防ぐことができる。
で集光された光は集光レンズ３ａから離れるにつれて広
がるようになるので、図３の二点破線に示すように、光
ファイバＦの端面を集光レンズ３ａ及び発光ダイオード
１から遠ざけると、コアＦ１端面に照射される光量は減
少してしまうが、リフレクタ２に発光ダイオード１から
の光の一部をコアＦ１端面側に反射させて、前記光量の
減少を補わせることによって、光ファイバＦ端面の位置
がずれて、前記端面と集光レンズ３ａ及び発光ダイオー
ド１との間の距離が長くなることで結合効率が低下して
しまうのを防ぐことができる。
【００３０】その結果、本実施形態のトランスミッタＡ
では、光ファイバＦの端面の位置決めに高い精度を要せ
ず、トランスミッタＡの製作を容易とすることができ
る。つまり、本実施形態では、上述のように光ファイバ
Ｆを支持するフェルールの一端を透光部材３の周壁３ｂ
に当接させて、光ファイバＦの端面を位置決めさせた
が、前記フェルールの一端を周壁３ｂに当接させなくて
も良く、透光部材３に周壁３ｂを設けないようにするこ
とも可能である。
では、光ファイバＦの端面の位置決めに高い精度を要せ
ず、トランスミッタＡの製作を容易とすることができ
る。つまり、本実施形態では、上述のように光ファイバ
Ｆを支持するフェルールの一端を透光部材３の周壁３ｂ
に当接させて、光ファイバＦの端面を位置決めさせた
が、前記フェルールの一端を周壁３ｂに当接させなくて
も良く、透光部材３に周壁３ｂを設けないようにするこ
とも可能である。
【００３１】一方、本実施形態のレシーバＢは、図１
（ｂ）及び図４に示すように、フォトダイオード８と、
光信号として光ファイバＦのコアＦ１端面から出射され
た光のうち少なくとも一部をフォトダイオード８に集光
する集光レンズ９ａを有する透光部材９と、前記端面か
ら出射された光のうち集光レンズ９ａで集光されなった
光を反射してフォトダイオード８に向けるリフレクタ１
０とを備えている。
（ｂ）及び図４に示すように、フォトダイオード８と、
光信号として光ファイバＦのコアＦ１端面から出射され
た光のうち少なくとも一部をフォトダイオード８に集光
する集光レンズ９ａを有する透光部材９と、前記端面か
ら出射された光のうち集光レンズ９ａで集光されなった
光を反射してフォトダイオード８に向けるリフレクタ１
０とを備えている。
【００３２】リフレクタ１０は、トランスミッタＡのリ
フレクタ２と同様、一面に凹所１０ａを有する厚みのあ
る略円板状に形成されており、凹所１０ａは、開口面側
から底面１０ｂ側に向うにつれて開口断面積が次第に小
さくなるように形成され、この凹所１０ａ内面で光ファ
イバＦのコアＦ１端面から出射された光を反射する。ま
た、リフレクタ１０の凹所１０ａ周部には、さらに溝部
１０ｄが凹設されている。さらに、リフレクタ１０には
フォトダイオード８と電気的に接続しフォトダイオード
８に受光させるための配線パターンが形成され、前述の
溝部１０ｄには前記配線パターンと接続するワイヤボン
ドパッド１０ｃが設けられている。そしてフォトダイオ
ード８は、凹所１０ａの底面１０ｂの略中央部にその受
光部８ａを開口面側に向けて配設されている。
フレクタ２と同様、一面に凹所１０ａを有する厚みのあ
る略円板状に形成されており、凹所１０ａは、開口面側
から底面１０ｂ側に向うにつれて開口断面積が次第に小
さくなるように形成され、この凹所１０ａ内面で光ファ
イバＦのコアＦ１端面から出射された光を反射する。ま
た、リフレクタ１０の凹所１０ａ周部には、さらに溝部
１０ｄが凹設されている。さらに、リフレクタ１０には
フォトダイオード８と電気的に接続しフォトダイオード
８に受光させるための配線パターンが形成され、前述の
溝部１０ｄには前記配線パターンと接続するワイヤボン
ドパッド１０ｃが設けられている。そしてフォトダイオ
ード８は、凹所１０ａの底面１０ｂの略中央部にその受
光部８ａを開口面側に向けて配設されている。
【００３３】透光部材９は、リフレクタ１０の凹所１０
ａ及び溝部１０ｄ内部に満たされてフォトダイオード８
を封止する封止部９ｄと、封止部９ｄにおける凹所１０
ａの開口周縁付近からリフレクタ１０と反対側に突出す
る周壁９ｂと、上述の集光レンズ９ａとからなり、透光
性樹脂で一体に形成されている。
ａ及び溝部１０ｄ内部に満たされてフォトダイオード８
を封止する封止部９ｄと、封止部９ｄにおける凹所１０
ａの開口周縁付近からリフレクタ１０と反対側に突出す
る周壁９ｂと、上述の集光レンズ９ａとからなり、透光
性樹脂で一体に形成されている。
【００３４】集光レンズ９ａは、トランスミッタＡの集
光レンズ３ａと同様、球面レンズであって、周壁９ｂに
囲われるように封止部９ｄのフォトダイオード８と反対
側に位置して、前記反対方向に突出するなお、集光レン
ズ９ａは球面レンズに限定されるものではなく、非球面
レンズであっても良い。
光レンズ３ａと同様、球面レンズであって、周壁９ｂに
囲われるように封止部９ｄのフォトダイオード８と反対
側に位置して、前記反対方向に突出するなお、集光レン
ズ９ａは球面レンズに限定されるものではなく、非球面
レンズであっても良い。
【００３５】上述のようなフォトダイオード８及びリフ
レクタ１０並びに透光部材９からレシーバＢを製作する
手順は、上述のトランスミッタＡの場合と同様であっ
て、まず、リフレクタ１０を樹脂材料で成形し、リフレ
クタ１０表面に銅メッキ、ニッケルメッキ、金メッキを
施すことで配線パターンを形成する。そして溝部１０ｄ
にワイヤボンドパッド１０ｃを設ける。
レクタ１０並びに透光部材９からレシーバＢを製作する
手順は、上述のトランスミッタＡの場合と同様であっ
て、まず、リフレクタ１０を樹脂材料で成形し、リフレ
クタ１０表面に銅メッキ、ニッケルメッキ、金メッキを
施すことで配線パターンを形成する。そして溝部１０ｄ
にワイヤボンドパッド１０ｃを設ける。
【００３６】次に、フォトダイオード８を導電性接着剤
で凹所１０ａの底面１０ｂ上にダイボンドすることで、
フォトダイオード８の受光部８ａと反対側の面にある電
極と、底面１０ｂ上に形成された配線パターンとを接続
する。さらに、フォトダイオード８の受光部８ａ側の面
にある電極と、リフレクタ１０の溝部１０ｄにあるワイ
ヤボンドパッド１０ｃとを金ワイヤ２１でワイヤボンデ
ィングする。
で凹所１０ａの底面１０ｂ上にダイボンドすることで、
フォトダイオード８の受光部８ａと反対側の面にある電
極と、底面１０ｂ上に形成された配線パターンとを接続
する。さらに、フォトダイオード８の受光部８ａ側の面
にある電極と、リフレクタ１０の溝部１０ｄにあるワイ
ヤボンドパッド１０ｃとを金ワイヤ２１でワイヤボンデ
ィングする。
【００３７】ここで、フォトダイオード８のアノード及
びカソードの両電極が、フォトダイオード８の受光部８
ａ側の面にあるときには、上述のような導電性を有する
接着剤に限らず、非導電性の接着剤を用いてフォトダイ
オード８を凹所１０ａの底面１０ｂに接着しても良い。
またこの場合、ワイヤボンドパッド１０ｃを２つ設け、
各ワイヤボンドパッド１０ｃに前記両電極をそれぞれ金
ワイヤ２１にて各別に接続する。
びカソードの両電極が、フォトダイオード８の受光部８
ａ側の面にあるときには、上述のような導電性を有する
接着剤に限らず、非導電性の接着剤を用いてフォトダイ
オード８を凹所１０ａの底面１０ｂに接着しても良い。
またこの場合、ワイヤボンドパッド１０ｃを２つ設け、
各ワイヤボンドパッド１０ｃに前記両電極をそれぞれ金
ワイヤ２１にて各別に接続する。
【００３８】また、フォトダイオード８の両電極が、フ
ォトダイオード８の受光部８ａと反対側の面にあるとき
には、フリップチップ実装法によりフォトダイオード８
を底面１０ｂに実装する。このときには、フォトダイオ
ード８のアノード及びカソードの両電極がそれぞれ、底
面１０ｂの配線パターンに形成された２個のパッド電極
に各別に接続される。
ォトダイオード８の受光部８ａと反対側の面にあるとき
には、フリップチップ実装法によりフォトダイオード８
を底面１０ｂに実装する。このときには、フォトダイオ
ード８のアノード及びカソードの両電極がそれぞれ、底
面１０ｂの配線パターンに形成された２個のパッド電極
に各別に接続される。
【００３９】そして最後に、透光性樹脂により透光部材
９をトランスファー成形する。このとき、透光部材９の
封止部９ｄでフォトダイオード８を封止して、封止部９
ｄ、板部９ｃ、周壁９ｂ、集光レンズ９ａをそれぞれ一
体に成形する。その結果、レシーバＢが完成する。
９をトランスファー成形する。このとき、透光部材９の
封止部９ｄでフォトダイオード８を封止して、封止部９
ｄ、板部９ｃ、周壁９ｂ、集光レンズ９ａをそれぞれ一
体に成形する。その結果、レシーバＢが完成する。
【００４０】このような本実施形態のレシーバＢは、フ
ォトダイオード８の受光部８ａが集光レンズ９ａを挟ん
で光ファイバＦの端面に略対向するように、光コネクタ
（図示せず）を介して光ファイバＦに接続される。この
とき、リフレクタ１０の凹所１０ａ開口面は光ファイバ
Ｆの端面に向けられた形となり、集光レンズ９ａは光フ
ァイバＦの端面に向って凸状となる。また、光ファイバ
Ｆを支持するフェルール（図示せず）の一端を透光部材
９の周壁９ｂに当接させるので、光ファイバＦの端面と
集光レンズ９ａとの距離が略一定に保たれ、光ファイバ
Ｆの端面が位置決めされる。
ォトダイオード８の受光部８ａが集光レンズ９ａを挟ん
で光ファイバＦの端面に略対向するように、光コネクタ
（図示せず）を介して光ファイバＦに接続される。この
とき、リフレクタ１０の凹所１０ａ開口面は光ファイバ
Ｆの端面に向けられた形となり、集光レンズ９ａは光フ
ァイバＦの端面に向って凸状となる。また、光ファイバ
Ｆを支持するフェルール（図示せず）の一端を透光部材
９の周壁９ｂに当接させるので、光ファイバＦの端面と
集光レンズ９ａとの距離が略一定に保たれ、光ファイバ
Ｆの端面が位置決めされる。
【００４１】そして、光ファイバＦのコアＦ１端面から
ＮＡに応じた角度で光が出射されると、図５の実線に示
すように、光ファイバＦの端面が集光レンズ９ａの近く
に位置していれば、出射された光をすべて集光レンズ９
ａに集光させて、フォトダイオード８の受光部８ａに向
けることによって、前記出射された光のうち受光部８ａ
と異なる方向に向う光も受光部８ａに向けて受光部８ａ
に照射される光量を増し、光ファイバＦからの光が受光
部８ａに結合する結合効率を向上することができる。
ＮＡに応じた角度で光が出射されると、図５の実線に示
すように、光ファイバＦの端面が集光レンズ９ａの近く
に位置していれば、出射された光をすべて集光レンズ９
ａに集光させて、フォトダイオード８の受光部８ａに向
けることによって、前記出射された光のうち受光部８ａ
と異なる方向に向う光も受光部８ａに向けて受光部８ａ
に照射される光量を増し、光ファイバＦからの光が受光
部８ａに結合する結合効率を向上することができる。
【００４２】さらに、図５の二点破線に示すように、光
ファイバＦの端面を集光レンズ９ａから遠ざけた場合で
も、光ファイバＦの端面から出射された光は、一部しか
集光レンズ９ａに集光されなくなるが、集光レンズ９ａ
に集光されなかった光は、リフレクタ１０の凹所１０ａ
内面に反射されて、受光部８ａに向けられることによっ
て、上述と同様、光ファイバＦからの光が受光部８ａに
結合する結合効率を向上することができる。
ファイバＦの端面を集光レンズ９ａから遠ざけた場合で
も、光ファイバＦの端面から出射された光は、一部しか
集光レンズ９ａに集光されなくなるが、集光レンズ９ａ
に集光されなかった光は、リフレクタ１０の凹所１０ａ
内面に反射されて、受光部８ａに向けられることによっ
て、上述と同様、光ファイバＦからの光が受光部８ａに
結合する結合効率を向上することができる。
【００４３】その結果、光ファイバＦの端面の位置がず
れて、前記端面と集光レンズ９ａ及びフォトダイオード
８との間の距離が長くなることで結合効率が低下してし
まうのを防ぐことができ、本実施形態のレシーバＢで
は、光ファイバＦの端面の位置決めに高い精度を要せ
ず、レシーバＢの製作を容易とすることができる。つま
り、本実施形態では、上述のように光ファイバＦを支持
するフェルールの一端を透光部材９の周壁９ｂに当接さ
せて、光ファイバＦの端面を位置決めさせたが、前記フ
ェルールの一端を周壁９ｂに当接させなくても良く、透
光部材９に周壁９ｂを設けなくても良いのである。
れて、前記端面と集光レンズ９ａ及びフォトダイオード
８との間の距離が長くなることで結合効率が低下してし
まうのを防ぐことができ、本実施形態のレシーバＢで
は、光ファイバＦの端面の位置決めに高い精度を要せ
ず、レシーバＢの製作を容易とすることができる。つま
り、本実施形態では、上述のように光ファイバＦを支持
するフェルールの一端を透光部材９の周壁９ｂに当接さ
せて、光ファイバＦの端面を位置決めさせたが、前記フ
ェルールの一端を周壁９ｂに当接させなくても良く、透
光部材９に周壁９ｂを設けなくても良いのである。
【００４４】なお、光ファイバＦは、プラスチック光フ
ァイバ、石英系光ファイバ、ポリマクラッドファイバで
あっても良い。 （実施形態２）本実施形態における基本構成は実施形態
１と共通するために共通する部分については同一の符号
を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分に
ついてのみ詳細に説明する。
ァイバ、石英系光ファイバ、ポリマクラッドファイバで
あっても良い。 （実施形態２）本実施形態における基本構成は実施形態
１と共通するために共通する部分については同一の符号
を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分に
ついてのみ詳細に説明する。
【００４５】本実施形態のトランスミッタＡ及びレシー
バＢでは、それぞれ図６及び図７に示すように、集光レ
ンズ３ａ，９ａを複数個備えた点に特徴がある。複数の
集光レンズ３ａ，９ａは、球面レンズであっても非球面
レンズであっても良い。例えばレシーバＢにおいて封止
部９ｄの周壁９ｂに囲われた部位の略中央部に球面レン
ズの集光レンズ９ａを配設し、その周辺部を囲うよう
に、複数の球面レンズである集光レンズ９ａを円形状に
配設しても良く、略中央部にある前記集光レンズ９ａの
周囲を囲うようにドーナツ形状の集光レンズ９ａを配設
しても良い。
バＢでは、それぞれ図６及び図７に示すように、集光レ
ンズ３ａ，９ａを複数個備えた点に特徴がある。複数の
集光レンズ３ａ，９ａは、球面レンズであっても非球面
レンズであっても良い。例えばレシーバＢにおいて封止
部９ｄの周壁９ｂに囲われた部位の略中央部に球面レン
ズの集光レンズ９ａを配設し、その周辺部を囲うよう
に、複数の球面レンズである集光レンズ９ａを円形状に
配設しても良く、略中央部にある前記集光レンズ９ａの
周囲を囲うようにドーナツ形状の集光レンズ９ａを配設
しても良い。
【００４６】これにより本実施形態のトランスミッタＡ
では、発光ダイオード１からの光をより多く集光して光
ファイバＦのコアＦ１端面に向けて、コアＦ１端面にＮ
Ａに応じた受光角の範囲内で照射される光量を増すこと
ができ、結合効率をさらに向上することができる。ま
た、本実施形態のレシーバＢでは、光ファイバＦのコア
Ｆ１端面から出射された光をより多く集光してフォトダ
イオード８の受光部８ａに向けて、受光部８ａに照射さ
れる光量を増すことができ、結合効率をさらに向上する
ことができる。
では、発光ダイオード１からの光をより多く集光して光
ファイバＦのコアＦ１端面に向けて、コアＦ１端面にＮ
Ａに応じた受光角の範囲内で照射される光量を増すこと
ができ、結合効率をさらに向上することができる。ま
た、本実施形態のレシーバＢでは、光ファイバＦのコア
Ｆ１端面から出射された光をより多く集光してフォトダ
イオード８の受光部８ａに向けて、受光部８ａに照射さ
れる光量を増すことができ、結合効率をさらに向上する
ことができる。
【００４７】
【発明の効果】請求項１の発明は、光ファイバを介して
光信号を送信するためのトランスミッタであって、前記
光信号となる光を発光する発光素子と、発光素子から発
光された光のうち少なくとも一部を反射して光ファイバ
の端面に向けるリフレクタと、発光素子から発光された
光のうち少なくとも一部を光ファイバの前記端面に集光
する集光レンズとを備えたので、発光素子からの光のう
ち、光ファイバの開口数に応じた受光角の範囲外の光
や、光ファイバの端面と異なる方向に向う光を、前記リ
フレクタに反射させ、前記集光レンズに集光させて、前
記端面に向けることによって、光ファイバの端面に前記
受光角の範囲内で照射される光量を増して、発光素子か
らの光が光ファイバの端面に結合する結合効率を向上す
ることができるという効果がある。
光信号を送信するためのトランスミッタであって、前記
光信号となる光を発光する発光素子と、発光素子から発
光された光のうち少なくとも一部を反射して光ファイバ
の端面に向けるリフレクタと、発光素子から発光された
光のうち少なくとも一部を光ファイバの前記端面に集光
する集光レンズとを備えたので、発光素子からの光のう
ち、光ファイバの開口数に応じた受光角の範囲外の光
や、光ファイバの端面と異なる方向に向う光を、前記リ
フレクタに反射させ、前記集光レンズに集光させて、前
記端面に向けることによって、光ファイバの端面に前記
受光角の範囲内で照射される光量を増して、発光素子か
らの光が光ファイバの端面に結合する結合効率を向上す
ることができるという効果がある。
【００４８】請求項２の発明は、複数の集光レンズを備
えたので、発光素子からの光をより多く集光して光ファ
イバの端面に向けることができ、結合効率をさらに向上
することができるという効果がある。
えたので、発光素子からの光をより多く集光して光ファ
イバの端面に向けることができ、結合効率をさらに向上
することができるという効果がある。
【００４９】請求項３の発明は、光ファイバを介して送
信された光信号を受信するためのレシーバであって、受
光素子と、前記光信号として光ファイバの端面から出射
された光のうち少なくとも一部を前記受光素子に集光す
る集光レンズと、前記端面から出射された光のうち集光
レンズで集光されない光を反射して前記受光素子に向け
るリフレクタとを備えたので、光ファイバの端面から出
射されて受光素子と異なる方向に向う光のうち少なくと
も一部を、前記集光レンズに集光させ、前記異なる方向
に向う光のうち集光レンズで集光されない光を、前記リ
フレクタに反射させて、受光素子に向けることによっ
て、受光素子に照射される光量を増して、光ファイバの
端面から出射される光が受光素子に結合する結合効率を
向上することができるという効果がある。
信された光信号を受信するためのレシーバであって、受
光素子と、前記光信号として光ファイバの端面から出射
された光のうち少なくとも一部を前記受光素子に集光す
る集光レンズと、前記端面から出射された光のうち集光
レンズで集光されない光を反射して前記受光素子に向け
るリフレクタとを備えたので、光ファイバの端面から出
射されて受光素子と異なる方向に向う光のうち少なくと
も一部を、前記集光レンズに集光させ、前記異なる方向
に向う光のうち集光レンズで集光されない光を、前記リ
フレクタに反射させて、受光素子に向けることによっ
て、受光素子に照射される光量を増して、光ファイバの
端面から出射される光が受光素子に結合する結合効率を
向上することができるという効果がある。
【００５０】請求項４の発明は、複数の集光レンズを備
えたので、光ファイバの端面から出射された光をより多
く集光して受光素子に向けることができ、結合効率をさ
らに向上することができるという効果がある。
えたので、光ファイバの端面から出射された光をより多
く集光して受光素子に向けることができ、結合効率をさ
らに向上することができるという効果がある。
【図１】実施形態１を示す（ａ）はトランスミッタの側
面断面図、（ｂ）はレシーバの側面断面図である。
面断面図、（ｂ）はレシーバの側面断面図である。
【図２】同上のトランスミッタの背面図である。
【図３】同上のトランスミッタの動作説明用の側面断面
図である。
図である。
【図４】同上のレシーバの背面図である。
【図５】同上のレシーバの動作説明用の側面断面図であ
る。
る。
【図６】実施形態２を示すトランスミッタの側面断面図
である。
である。
【図７】同上のレシーバの側面断面図である。
１ 発光ダイオード
２ リフレクタ
３ａ 集光レンズ
８ フォトダイオード
９ａ 集光レンズ
１０ リフレクタ
Ａ トランスミッタ
Ｂ レシーバ
Ｆ 光ファイバ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H037 BA03 BA12 CA12 CA13 CA15
CA21 CA38 DA03 DA05 DA06
DA36
5F041 DA07 DA43 DA59 DA61 EE04
EE17 FF14
Claims (4)
- 【請求項１】 光ファイバを介して光信号を送信するた
めのトランスミッタであって、前記光信号となる光を発
光する発光素子と、発光素子から発光された光のうち少
なくとも一部を反射して光ファイバの端面に向けるリフ
レクタと、発光素子から発光された光のうち少なくとも
一部を光ファイバの前記端面に集光する集光レンズとを
備えたことを特徴とするトランスミッタ。 - 【請求項２】 複数の集光レンズを備えたことを特徴と
する請求項１記載のトランスミッタ。 - 【請求項３】 光ファイバを介して送信された光信号を
受信するためのレシーバであって、受光素子と、前記光
信号として光ファイバの端面から出射された光のうち少
なくとも一部を前記受光素子に集光する集光レンズと、
前記端面から出射された光のうち集光レンズで集光され
ない光を反射して前記受光素子に向けるリフレクタとを
備えたことを特徴とするレシーバ。 - 【請求項４】 複数の集光レンズを備えたことを特徴と
する請求項３記載のレシーバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264785A JP2003075690A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | トランスミッタ及びレシーバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264785A JP2003075690A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | トランスミッタ及びレシーバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075690A true JP2003075690A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19091336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001264785A Pending JP2003075690A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | トランスミッタ及びレシーバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003075690A (ja) |
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