JPH10321900A - 光モジュール - Google Patents

光モジュール

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JPH10321900A
JPH10321900A JP12420097A JP12420097A JPH10321900A JP H10321900 A JPH10321900 A JP H10321900A JP 12420097 A JP12420097 A JP 12420097A JP 12420097 A JP12420097 A JP 12420097A JP H10321900 A JPH10321900 A JP H10321900A
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JP
Japan
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light
light emitting
emitting element
optical module
light receiving
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Ichirou Karauchi
一郎 唐内
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出射光を犠牲にすることなく光強度をモニタ
ーする。 【解決手段】 リードフレーム１０に搭載された発光素
子ＬＤと受光素子ＰＤが、発光素子の出射光の波長に対
して透明な樹脂で一体封止されている。樹脂成型部１２
には、発光素子ＬＤと光軸合わせされた集光レンズ１４
と、集光レンズ１４の周縁であって光軸からずれた位置
に、出射光のうちの不要な漏洩光を反射して受光素子Ｐ
Ｄへ反射させる反射面１６，１８が形成されている。集
光レンズ１４と反射面１６，１８は樹脂封止の際に金型
によって同時に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子と、発光
素子より出射される光の強度を観測する受光素子とを備
えた光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ等の光導波路へ光を導入する
ための光モジュールにあっては、光を出射する発光素子
とその出射光の実際の強度をモニターするための受光素
子とを備え、受光素子のモニター出力に基づいて発光素
子の出射光を最適強度に保つ等の帰還制御を可能にして
いる。
【０００３】従来の光モジュールでは、図５（ａ）に示
すように、モジュール匡体２内に、光出射面ＡＲより光
を出射しコリメート系レンズ４，６を介して光ファイバ
ＦＢ等へ導入する端面発光形半導体レーザ等の発光素子
ＬＤと、発光素子ＬＤの後端面ＨＲ（High Reflectivit
y）即ち、光出射面ＡＲと共に共振器を構成する後端面
ＨＲの後方に対向配置された受光素子ＰＤとを備え、後
端面ＨＲより漏洩する光を受光素子ＰＤでモニターする
構造となっていた。
【０００４】また、他の光モジュールでは、図５（ｂ）
に示すように、発光素子ＬＤより出射される光の光軸中
にハーフミラー８を配置し、このハーフミラー８で分割
された光を受光素子ＰＤでモニターする構造となってい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５
（ａ）に示した従来の光モジュールでは、端面発光形の
発光素子ＬＤを同軸型モジュールへ搭載する場合、半導
体レーザチップ等の発光素子ＬＤの後方にモニター用の
受光素子ＰＤを設けるためには、専用のパッケージに特
殊な実装を施す必要が生じる問題があった。更に、この
光モジュールにおいて、面発光形の発光素子ＬＤを用い
る場合には、発光素子ＬＤの後方にモニター用の受光素
子ＰＤを設けることが実質的に不可能であった。
【０００６】図５（ｂ）に示した従来の光モジュールで
は、前記光軸中にハーフミラー８を設けるので、構造が
複雑になったり、光通信等に導入される出射光の光量を
犠牲にするという問題があった。
【０００７】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、端面発光形と面発光形のいずれの発光素子
を用いる場合でも、受光素子によって光強度を確実にモ
ニターすることができる光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】このような目的を達成す
るために本発明は、基板上に搭載された発光素子と受光
素子を前記発光素子より出射される光の波長に対して実
質的に透明な樹脂にて一体封止して成る光モジュールに
おいて、前記発光素子と前記受光素子を一体封止する前
記樹脂の表面であって前記発光素子の光軸よりずれた部
分に、前記発光素子から出射される光のうちの漏洩光を
前記受光素子へ反射する反射手段を備える構成とした。
【０００９】
【作用】発光素子の光軸よりずれた部分に設けられた反
射手段により、発光素子から出射される光のうちの不要
な漏洩光のみが受光素子へ反射されてモニターされる。
光通信等に必要な光は反射手段を通らないため、その光
量が犠牲にされることなく出射される。面発光形と端面
発光形のいずれの発光素子を用いる構造としても、これ
らの作用を得ることができる。金型を用いて、透明な樹
脂にて発光素子及び受光素子を一体封止する際に、反射
手段も樹脂にて一体形成することができるため、製造工
程の簡素化が実現される。
【００１０】
【実施の形態】以下、本発明の光モジュールの実施の形
態を図１〜図４を参照しつつ説明する。尚、図１は、こ
の光モジュールの構造を模式的に示す縦断面図であり、
発光素子の光出射面に対する法線と受光素子の受光面に
対する法線とを含む仮想平面で切ったときの縦断面図で
ある。図２〜図４は、変形例の構造を模式的に示す縦断
面図である。
【００１１】図１において、金属製のリードフレーム１
０の予め決められた素子搭載部に、面発光形の半導体レ
ーザや発光ダイオード等の発光素子ＬＤとフォトダイオ
ードやショットキーダイオード等の受光素子ＰＤが、ベ
アチップの状態で所定間隔をおいて配置されてダイボン
ディングにて固定され、更に、各々の素子ＬＤ，ＰＤに
設けられているボンディングパッドとリードフレーム１
０の所定の内部リードとの間がワイヤボンディングにて
接続されている。
【００１２】ワイヤボンディングが施されたリードフレ
ーム１０を金型に装着し、発光素子ＬＤと受光素子ＰＤ
及びリードフレーム１０の素子搭載部を樹脂にて一体封
止することにより、金型に合わせられた形状の樹脂成型
部１２が一体化されている。
【００１３】封止用の樹脂は、発光素子ＬＤの出射光の
波長に対して透明な材料が用いられており、樹脂成型部
１２の表面には、発光素子ＬＤの光出射面ａと光軸合わ
せされた外側に凸状の集光レンズ１４と、集光レンズ１
４の周縁に位置する反射面１６，１８が形成されてい
る。
【００１４】反射面１６，１８は、発光素子の光軸Ｑよ
りずれた部分の樹脂表面に形成された適宜の形状の平坦
面であり、発光素子ＬＤから放射角をもって出射される
光のうち、集光レンズ１４を通過する光束を除く光束
（以下、漏洩光という）を反射するように所定の傾斜角
度で形成されている。そして、この傾斜角度と、樹脂と
外気の屈折率の差に起因して、反射面１６，１８に入射
する漏洩光がほぼ全反射して受光素子ＰＤに入射するよ
うになっている。
【００１５】また、選択的事項であるが、反射面１６，
１８の外側表面に金属薄膜をコーティングすることによ
り、漏洩光の受光素子ＰＤ側への全反射をより確実にす
る構造も採られている。また、反射面１６，１８を、発
光素子ＬＤと受光素子ＰＤの配置方向に沿って集光レン
ズ１４を挟んだ２箇所に設けるだけでなく、集光レンズ
１４の外側周縁に、漏洩光を受光素子ＰＤ側へ反射させ
る反射面を円弧状に形成する構造も採られている。
【００１６】次に、図２に基づいて変形例の構造を説明
する。尚、図２において図１と同一又は相当する部分を
同一符号で示している。図１に示した光モジュールの相
違点を述べると、図２において、集光レンズ１４の周縁
に位置する反射面２０，２２は共に、発光素子ＬＤの光
出射面ａと受光素子ＰＤの受光面ｂに向けて凹曲面に形
成されている。換言すれば、樹脂成型部１２の表面を外
側に向けて凸曲面に形成することにより、樹脂と外気と
の屈折率の差に起因して、樹脂成型部１２内に凹曲面の
反射面２０，２２が実現されている。そして、これらの
反射面２０，２２も発光素子の光軸Ｑよりずれた部分に
形成され、発光素子ＬＤから放射角をもって出射される
光のうち、集光レンズ１４を通過する光束を除く光束
（漏洩光）を反射し且つ凹曲面により集光して受光素子
ＰＤの受光面ｂに照射する。
【００１７】また、反射面２０，２２の外側表面に金属
薄膜をコーティングすることにより、漏洩光の受光素子
ＰＤ側への全反射をより確実にしたり、反射面２０，２
２を、発光素子ＬＤと受光素子ＰＤの配置方向に沿って
集光レンズ１４を挟んだ２箇所に設けるだけでなく、集
光レンズ１４の外側周縁にも、漏洩光を受光素子ＰＤ側
へ反射させる反射面を円弧状に形成する構造も採られて
いる。
【００１８】次に、他の変形例を図３と図４に基づいて
説明する。尚、図３及び図４において、図１及び図２と
同一又は相当する部分を同一符号で示している。図１と
図２に示した光モジュールは、面発光形の発光素子が用
いられているが、図３及び図４の光モジュールは、端面
出射形の半導体レーザや発光ダイオード等の発光素子Ｌ
Ｄが用いられている。この端面出射形の発光素子ＬＤ
は、その光出射面ａが集光レンズ１４と光軸合わせされ
て、リードフレーム１０に固着されたチップキャリア部
材２４の側端部に固定されている。そして、図１及び図
２と同様の形状から成る反射面１６，１８又は２０，２
２、或いは集光レンズ１４の周縁に円弧状に形成された
反射面によって、出射された漏洩光を受光素子ＰＤの受
光面ｂへ反射し、出射光の強度をモニターすることがで
きるようになっている。
【００１９】尚、以上に説明した変形例を含む実施の形
態では、リードフレーム上に発光素子ＬＤと受光素子Ｐ
Ｄを搭載する場合を示したが、少なくとも発光素子ＬＤ
及び受光素子ＰＤの搭載面側に電気配線パターンが設け
られた絶縁性基板、例えばハイブリッド集積回路基板を
透明樹脂で一体封止する光モジュールにも適用すること
ができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光素子の光軸よりずれた部分に反射手段が設けられ、発
光素子からの出射光のうちの不要な漏洩光のみを受光素
子へ反射するので、光通信等に必要な光の光量を犠牲に
することなく、出射光の強度をモニターすることができ
る。更に、かかる効果は、面発光形と端面発光形のいず
れの発光素子を用いる構造であっても、面発光形の発光
素子を用いた同軸型モジュールにも適用することができ
る。
【００２１】また、金型を用いて、透明な樹脂にて発光
素子及び受光素子を一体封止することにより、反射手段
も樹脂にて一体形成することができるため、製造工程の
簡素化を実現することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の構造を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態の変形例の構造を示す縦断面図であ
る。
【図３】実施の形態の他の変形例の構造を示す縦断面図
である。
【図４】実施の形態の更に他の変形例の構造を示す縦断
面図である。
【図５】従来の光モジュールの構造を模式的に示す説明
図である。
【符号の説明】
１０…リードフレーム、１２…樹脂成型部、１４…集光
レンズ、１６，１８，２０，２２…反射面、２４…チッ
プキャリア部材、ＬＤ…発光素子、ＰＤ…受光素子、ａ
…光出射面、ｂ…受光面。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に搭載された発光素子と受光素子
    を、前記発光素子より出射される光の波長に対して実質
    的に透明な樹脂にて一体封止して成る光モジュールにお
    いて、 前記発光素子と前記受光素子を一体封止する前記樹脂の
    表面であって前記発光素子の光軸よりずれた部分に、前
    記発光素子から出射される光のうちの漏洩光を前記受光
    素子へ反射する反射手段を備えたことを特徴とする光モ
    ジュール。
  2. 【請求項２】 前記反射手段は、前記発光素子からの漏
    洩光を前記受光素子の受光面に反射する平坦な反射面で
    あることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
  3. 【請求項３】 前記反射手段は、前記発光素子からの漏
    洩光を前記受光素子の受光面に反射する、前記発光素子
    の光出射面及び前記受光素子の受光面に向けて凹曲面と
    なる反射面であることを特徴とする請求項１に記載の光
    モジュール。
  4. 【請求項４】 前記反射手段は、前記反射面が形成され
    た前記樹脂の表面部分に、前記発光素子からの漏洩光を
    全反射する金属膜がコーティングされて成ることを特徴
    とする請求項２又は３のいずれか一項に記載の光モジュ
    ール。
  5. 【請求項５】 前記樹脂の表面であって前記反射手段を
    除く部分に、前記発光素子の光軸に合わせられた集光手
    段が一体形成されていることを特徴とする請求項１〜４
    のいずれか一項に記載の光モジュール。
  6. 【請求項６】 前記基板は、前記発光素子及び受光素子
    を搭載するリードフレームであることを特徴とする請求
    項１に記載の光モジュール。
  7. 【請求項７】 前記基板は、少なくとも前記発光素子及
    び受光素子の搭載面側に電気配線パターンが設けられた
    絶縁性基板であることを特徴とする請求項１に記載の光
    モジュール。
  8. 【請求項８】 前記発光素子は、面発光形の発光素子で
    あることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記
    載の光モジュール。
  9. 【請求項９】 前記発光素子は、端面発光形の発光素子
    であり、チップキャリア部材を介して前記基板に搭載さ
    れることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記
    載の光モジュール。
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