CN212808707U - 光插座及光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光插座及光模块。光插座具有光插座主体及滤光器。光插座主体包括第一光学面、第二光学面、第三光学面及反射面。滤光器包括：使第一波长的光反射且使第二波长的光透射的第一滤光器面；以及使第二波长的光反射且使第一波长的光透射的第二滤光器面。滤光器以使第一滤光器面或第二滤光器面与反射面紧贴的方式配置于光插座主体上。第二光学面的第二中心轴与受光元件的光轴不一致。第三光学面的第三中心轴与发光元件的光轴不一致。

Description

光插座及光模块

技术领域

本实用新型涉及光插座及光模块。

背景技术

以往，在使用了光纤或光波导等光传输体的光通信中，使用具备发光二极管等发光元件及光电探测器等受光元件的光模块(光传输模块)。光模块具有使从发光元件射出的包含通信信息的光向光传输体的端面入射，并使从光传输体射出的包含通信信息的光向受光元件的受光面入射的光插座(光学部件)(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中记载有一种光传输模块，该光传输模块具有：包括发送用光学元件及接收用光学元件的光元件组件、光纤及光学部件。光学部件使来自发送用光学元件的光信号入射至光纤，或者使来自光纤的光信号入射至接收用光学元件。光学部件具有：发送用透镜，与发送用光学元件对置地配置；光纤用透镜，与光纤对置地配置；接收用透镜，与接收用光学元件对置地配置；滤光器，使由发送用透镜入射的信号光向光纤用透镜反射，或者使由光纤用透镜入射的接收光透射；以及反射面，使在滤光器透射后的接收光向接收用透镜反射。滤光器面向滤光器搭载部的滤光器搭载面配置，且通过透明的粘接剂以填埋滤光器搭载部的方式固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-251375号公报

实用新型的内容

实施方式要解决的问题

但是，在专利文献1中记载的光元件组件中，需要在光学部件中设置：用于设置滤光器的滤光器搭载部、以及配置于远离滤光器搭载部的位置的反射面，因此存在光纤与接收用光学元件之间的光路较长，导致光传输模块会大型化的问题。另外，例如，在使用了芯的端面的直径较大的光纤的情况下，有时无法利用光纤用透镜来完全转换为准直光。在这样无法将接收光转换为准直光的情况下，若光纤和接收用光学元件之间的光路较长，则光纤的端面与接收用光学元件的受光面之间的光耦合效率明显下降。

另外，发送用透镜的中心轴与发送用光学元件的光轴一致地配置，因此从发送用光学元件射出的光中的一部分的光由发送用透镜反射后作为返回光到达发送用光学元件。若由发送用透镜反射后的光到达发送用光学元件的发光面，则有可能从发送用光学元件射出的光的强度分布混乱。

本实用新型的目的在于，提供即使在使用了芯的端面较大的光传输体的情况下，也能够维持较高的光耦合效率且能够使从发光元件射出的光的返回光减少的光插座及光模块。

解决问题的方案

本实用新型的光插座用于在配置于光传输体与包括发光元件及受光元件的光电转换装置之间时，将所述光传输体与所述发光元件及所述受光元件光耦合，该光传输体射出第一波长的光，该发光元件射出与所述第一波长不同的波长的第二波长的光，该受光元件接收所述第一波长的光，其特征在于，所述光插座具有：光插座主体；以及滤光器，配置于所述光插座主体上，所述光插座主体包括：第一光学面，用于使从所述光传输体射出的所述第一波长的光入射，或者使在所述光插座主体的内部行进来的所述第二波长的光向所述光传输体射出；第二光学面，用于使在所述光插座主体的内部行进来的所述第一波长的光向所述受光元件射出，或者使从所述发光元件射出的所述第二波长的光入射；第三光学面，配置于比所述第二光学面更远离所述第一光学面的位置，用于使在所述光插座主体的内部行进来的所述第一波长的光向所述受光元件射出，或者使从所述发光元件射出的所述第二波长的光入射；以及反射面，配置于所述第一光学面与所述第二光学面之间的光路上，用于使由所述第二光学面入射的所述第二波长的光向所述第一光学面进行内反射，或者使由所述第一光学面入射的所述第一波长的光向所述第二光学面进行内反射，所述第二光学面以使所述第二光学面的第二中心轴与所述发光元件的第一光轴或所述受光元件的第二光轴不一致的方式配置，所述第三光学面以使所述第三光学面的第三中心轴与所述第一光轴或所述第二光轴不一致的方式配置，所述滤光器包括：第一滤光器面，配置于一个面，用于使所述第一波长的光反射且使所述第二波长的光透射；以及第二滤光器面，配置于另一个面，用于使所述第二波长的光反射且使所述第一波长的光透射，在所述第二光学面使所述第一波长的光向所述受光元件射出，或者所述第三光学面使所述第二波长的光入射的情况下，所述滤光器以使所述第一滤光器面与所述反射面紧贴的方式配置于所述光插座主体上，所述第二滤光器面使由所述第三光学面入射的所述第二波长的光向所述第一光学面反射，所述反射面与所述第一滤光器面使由所述第一光学面入射的所述第一波长的光向所述第二光学面反射，或者使由所述第二滤光器面反射后的所述第二波长的光向所述第一光学面透射，在所述第二光学面使所述第二波长的光入射，或者所述第三光学面使所述第一波长的光向所述受光元件射出的情况下，所述滤光器以使所述第二滤光器面与所述反射面紧贴的方式配置于所述光插座主体上，所述反射面与所述第二滤光器面使由所述第二光学面入射的所述第二波长的光向所述第一光学面反射，或者使由所述第一光学面入射的所述第一波长的光向所述第一滤光器面透射，所述第一滤光器面使在所述第二滤光器面透射后的所述第一波长的光向所述第三光学面反射。

另外，在本实用新型的光插座中，所述第二光学面以使所述第二中心轴相对于所述第一光轴或所述第二光轴倾斜的方式配置，或者以使所述第二中心轴与所述第一光轴或所述第二光轴平行且不一致的方式配置，所述第三光学面以使所述第三中心轴相对于所述第一光轴或所述第二光轴倾斜的方式配置，或者以使所述第三中心轴与所述第一光轴或所述第二光轴平行且不一致的方式配置。

本实用新型的光模块具有：光电转换装置，包括基板、配置于所述基板上的发光元件及配置于所述基板上的受光元件；以及本实用新型的光插座，所述发光元件以使所述发光元件的所述第一光轴与所述基板的表面的法线平行的方式配置，所述受光元件以使所述受光元件的所述第二光轴与所述基板的表面的法线平行的方式配置。

另外，在本实用新型的光模块中，在与所述光模块组合使用的光传输体的芯的端面的大小为所述发光元件的发光面的大小以上的情况下，所述发光元件以与所述第三光学面对置的方式配置于所述基板上，所述受光元件以与所述第二光学面对置的方式配置于所述基板上，所述滤光器以使所述第一滤光器面与所述反射面紧贴的方式配置于所述光插座主体上，在所述光传输体的芯的端面的大小小于所述发光元件的发光面的大小的情况下，所述发光元件以与所述第二光学面对置的方式配置于所述基板上，所述受光元件以与所述第三光学面对置的方式配置于所述基板上，所述滤光器以使所述第二滤光器面与所述反射面紧贴的方式配置于所述光插座主体上。

实用新型效果

根据本实用新型，可提供即使在使用了芯的端面较大的光传输体的情况下，也能够维持较高的光耦合效率且能够使从发光元件射出的光的返回光减少的光插座及光模块。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式1的光模块的剖面图，

图2A～图2D是表示实施方式1的光插座的结构的图，

图3是用于说明发光元件相对于光传输体的配置、以及受光元件相对于光传输体的配置的图，

图4A～图4D是用于说明比较例及实施方式1的光模块中的返回光的图，

图5A、图5B是实施方式1的各变形例的光模块的剖面图，

图6A、图6B是用于说明实施方式1中的变形例的光模块中的返回光的图，

图7A～图7D是用于说明实施方式1中的另一变形例的光模块中的返回光的图，

图8A、图8B是用于说明实施方式1中的另一变形例的光模块中的返回光的图，以及

图9是本实用新型的实施方式2的光模块的剖面图。

附图标记说明

100、200、300、400：光模块

110、210、310、410：光电转换装置

111：基板

112：发光元件

112a：发光面

113：受光元件

113a：受光面

120、220、320、420：光插座

121、221、321：光插座主体

122、222、322、422：滤光器

123：第一光学面

124：第二光学面

125：第三光学面

126：反射面

127：定位部

128：第一滤光器面

129：第二滤光器面

140：光传输体

140a：芯的端面

142：套管

CA1：第一中心轴

CA2：第二中心轴

CA3：第三中心轴

LA1：光传输体的端面的光轴(从光传输体射出的光的光轴)

LA2：第一光轴(从发光元件射出的光的光轴)

LA3：第二光轴

具体实施方式

下面，参照附图对本实用新型的实施方式的光模块进行详细说明。

[实施方式1]

(光模块的结构)

图1是本实用新型的实施方式1的光模块100的剖面图。图1中以虚线示出了光传输体140及套管142。图1中，为了表示光学面的中心轴及光的光轴，省略了光插座主体121和滤光器122的剖面线。

如图1所示，光模块100具有基板安装型的光电转换装置110及光插座120。将光传输体140耦合(以下，也称作“连接”)到光插座120来使用光模块100。本实施方式的光模块100可以在单芯双向通信中利用。在该情况下，光模块100检测从光传输体140的芯的端面140a射出的第一波长的光(接收光)，并且向光传输体140的芯的端面140a射出与第一波长不同的第二波长的光(发送光)。

光电转换装置110具有基板111、发光元件112及受光元件113。

基板111支撑发光元件112及受光元件113，并且还支撑光插座120。基板111例如是玻璃复合基板、环氧玻璃基板、柔性基板、以及氧化铝等的陶瓷基板等。在基板111上配置有发光元件112及受光元件113。

发光元件112配置于基板111上，射出第二波长的光。第二波长只要是与第一波长不同且能够适当地进行单芯双向通信的波长即可，不特别地进行限定，例如为800nm～1000nm、或1200nm～1600nm。发光元件例如是发光二极管或垂直腔面发射激光器(VerticalCavity Surface Emitting Laser：VCSEL)。从发光元件112射出的光的发光强度的分布既可以是单峰性的分布，也可以是双峰性的分布。

不特别地限定发光元件112的数量。在本实施方式中，发光元件112的数量为12个。另外，在本实施方式中，光传输体140的芯的端面140a的大小比发光元件112的发光面112a的大小大。

发光元件112既可以以使发光元件112的第一光轴LA2与基板111的表面的法线平行的方式配置，也可以以相对于该法线倾斜的方式配置。即，发光元件112中，发光元件112的第一光轴LA2与基板111的表面的法线不一致。对于发光元件112，从设置容易的观点来看，优选以使发光元件112的第一光轴LA2与基板111的表面的法线平行的方式配置。在此，“第一光轴LA2”是指通过发光元件112的发光面112a的、发光面112a的法线。

受光元件113接收从光传输体140的芯的端面140a射出的第一波长的光。受光元件113例如是光电探测器。对于受光元件113的数量，不特别地进行限定，可配合光插座120的结构来选择。在本实施方式中，受光元件113的数量为12个(参照图2C)。另外，在本实施方式中，光传输体140的芯的端面140a的大小大于发光元件112的发光面112a的大小，与此对应地(后述)，受光元件113配置于比发光元件112更靠光传输体140侧的位置。

受光元件113既可以以使受光元件113的光轴(第二光轴)LA3与基板111的表面的法线平行的方式配置，也可以以相对于该法线倾斜的方式配置。即，受光元件113中，受光元件113的第二光轴LA3与基板111的表面的法线不一致。对于受光元件113，从设置容易的观点来看，优选以使受光元件113的第二光轴LA3与基板111的表面的法线平行的方式配置。在此，“第二光轴LA3”是指通过受光元件113的受光面113a的中心的、受光面113a的法线。

光插座120配置于光电转换装置110的基板111上。光插座120在配置于光电转换装置110与光传输体140之间时，使光传输体140的芯的端面140a与发光元件112的发光面112a及受光元件113的受光面113a光耦合。在本实施方式中，光插座120使12根光传输体140的芯的端面140a与12个发光元件112的发光面112a及12个受光元件113的受光面113a分别光耦合。另外详细地说明光插座120的结构。

不特别地限定光传输体140的种类。光传输体140的种类的例子包括光纤及光波导。在本实施方式中，光传输体140是光纤。光纤既可以是单模态方式，也可以是多模态方式。对于从光传输体140的芯的端面140a射出的光(接收光)的第一波长，只要是与第二波长不同、且能够适当地进行单芯双向通信的波长即可，不特别地进行限定，例如为800nm～1000nm或1200nm～1600nm。对于光传输体140的数量，不特别地进行限定，可配合光插座120的结构来选择。在本实施方式中，光传输体140的数量为12根。另外，在本实施方式中，光传输体140通过套管142与光插座120连接。

(光插座的结构)

图2A～图2D是表示光插座120的结构的图。图2A是光插座120的俯视图，图2B是主视图，图2C是仰视图，图2D是图2A所示的A-A线的剖面图。

光插座120具有透光性，使从光传输体140的芯的端面140a射出的第一波长的光(接收光)向受光元件113的受光面113a射出，并且使从发光元件112的发光面112a射出的第二波长的光(发送光)向光传输体140的芯的端面140a射出。如图2A～图2D所示，光插座120具有光插座主体121及滤光器122。

光插座主体121具有：第一光学面123、第二光学面124、第三光学面125及反射面126。在本实施方式中，第一光学面123、第二光学面124、第三光学面125各自的数量分别为12个。在本实施方式中，光插座主体121还具有用于对光传输体140进行定位的定位部127。

使用对于在光通信中使用的波长的光具有透光性的材料，形成光插座主体121。作为这样的材料的例子，包括聚醚酰亚胺(PEI)环状烯烃树脂等透明的树脂。另外，例如通过射出成型来制造光插座主体121。

第一光学面123是使从光传输体140的芯的端面140a射出的第一波长的光入射至光插座主体121的内部，并且使在光插座主体121的内部行进来的光向光传输体140的芯的端面140a射出的光学面。不特别地限定第一光学面123的形状。第一光学面123既可以是向光传输体140呈凸状的凸透镜面，也可以是相对于光传输体140而呈凹状的凹透镜面，还可以是平面。在本实施方式中，第一光学面123是向光传输体140呈凸状的凸透镜面。不特别地限定第一光学面123的俯视形状。第一光学面123的俯视形状既可以是圆形，也可以是多边形形状。在本实施方式中，第一光学面123的俯视形状是圆形。

第一光学面123的第一中心轴CA1既可以与从光传输体140的芯的端面140a射出的第一波长的光的光轴LA1一致，也可以不一致。即，第一光学面123的第一中心轴CA1既可以与光传输体140的芯的端面140a的中心轴(光轴LA1)一致，也可以不一致。在本实施方式中，第一光学面123的第一中心轴CA1与光传输体140的芯的端面140a的中心轴(光轴LA1)一致(参照图1)。

第二光学面124是配置于比第三光学面125更靠第一光学面123侧的位置，且以与发光元件112或受光元件113对置的方式配置的光学面。在本实施方式中，第二光学面124与受光元件113对置，使在光插座主体121的内部行进来的第一波长的光向受光元件113射出。不特别地限定第二光学面124的形状。第二光学面124既可以是向受光元件113呈凸状的凸透镜面，也可以是相对于受光元件113呈凹状的凹透镜面，还可以是平面。在本实施方式中，第二光学面124是向受光元件113呈凸状的凸透镜面。不特别地限定第二光学面124的俯视形状。第二光学面124的俯视形状既可以是圆形，也可以是多边形形状。在本实施方式中，第二光学面124的俯视形状是圆形。

第二光学面124以使第二光学面124的第二中心轴CA2与受光元件113的第二光轴LA3不一致的方式配置。具体而言，第二光学面124的第二中心轴CA2以相对于受光元件113的受光面113a的第二光轴LA3倾斜的方式配置，或者以第二中心轴CA2和第二光轴LA3平行且不一致的方式配置。在本实施方式中，第二光学面124的第二中心轴CA2以相对于受光元件113的受光面113a的第二光轴LA3倾斜的方式配置。更具体而言，如上所述，在本实施方式中，受光元件113的受光面113a的第二光轴LA3是以与基板111的表面的法线平行的方式配置的。由此，第二光学面124的第二中心轴CA2以随着从光插座主体121的底面靠近顶面而逐渐远离光传输体140的方式倾斜，或者以随着从光插座主体121的底面靠近顶面而逐渐接近光传输体140的方式倾斜。在本实施方式中，第二光学面124的第二中心轴CA2以随着从光插座主体121的底面靠近顶面而逐渐远离光传输体140的方式倾斜。

对于第二光学面124的第二中心轴CA2相对于受光元件113的受光面113a的第二光轴LA3的倾斜角度，不特别地进行限定。从使由受光面113a反射后朝向光传输体140的芯的端面140a的返回光减少的观点来看，优选该倾斜角度为0.1°～23°。

反射面126是形成于光插座主体121的顶面侧的倾斜面，配置于第一光学面123与第二光学面124之间的光路上。反射面126构成为，能够使由第一光学面123入射的光向第二光学面124进行内反射，且能够使由第二光学面124入射的光向第一光学面123进行内反射。在本实施方式中，反射面126是以随着从光插座120的底面靠近顶面而逐渐接近第一光学面123的方式倾斜的平面。对于反射面126的倾斜角度，可以根据从光传输体140射出的光的光路和从发光元件112射出的光的光路来适当调整。

此外，如此后说明的那样，滤光器122的第一滤光器面128或第二滤光器面129与反射面126紧贴。在第一滤光器面128与反射面126紧贴的情况下，反射面126与第一滤光器面128使第一波长的光反射，且使第二波长的光透射。另一方面，在第二滤光器面129与反射面126紧贴的情况下，反射面126与第二滤光器面129使第二波长的光反射，且使第一波长的光透射。在本实施方式中，第一滤光器面128与反射面紧贴，反射面126与第一滤光器面128使由第一光学面123入射的第一波长的光向第二光学面124反射，并且使由第三光学面125入射并由第二滤光器面129反射后的第二波长的光向第一光学面123透射(参照图3)。

第三光学面125是配置于比第二光学面124更远离第一光学面123的位置，且以与发光元件112或受光元件113对置的方式配置的光学面。在本实施方式中，第三光学面125与发光元件112对置，使从发光元件112射出的第二波长的光入射。不特别地限定第三光学面125的形状。第三光学面125既可以是向发光元件112呈凸状的凸透镜面，也可以是相对于发光元件112呈凹状的凹透镜面，还可以是平面。在本实施方式中，第三光学面125是向发光元件112呈凸状的凸透镜面。不特别地限定第三光学面125的俯视形状。第三光学面125的俯视形状既可以是圆形，也可以是多边形形状。在本实施方式中，第三光学面125的俯视形状是圆形。

第三光学面125以使第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2不一致的方式配置。具体而言，第三光学面125的第三中心轴CA3以相对于发光元件112的发光面112a的第一光轴LA2倾斜的方式配置，或者以第三中心轴CA3和第一光轴LA2平行且不一致的方式配置。在本实施方式中，第三光学面125的第三中心轴CA3以相对于发光元件112的发光面112a的第一光轴LA2倾斜的方式配置。更具体而言，如上所述，在本实施方式中，发光元件112的发光面112a的第一光轴LA2以与基板111的表面的法线平行的方式配置。由此，第三光学面125的第三中心轴CA3以随着从光插座主体121的底面靠近顶面而逐渐远离光传输体140的方式倾斜，或者以随着从光插座主体121的底面靠近顶面而逐渐接近光传输体140的方式倾斜。在本实施方式中，第三光学面125的第三中心轴CA3以随着从光插座主体121的底面靠近顶面而逐渐接近光传输体140的方式倾斜。

对于第三光学面125的第三中心轴CA3相对于发光元件112的发光面112a的第一光轴LA2的倾斜角度，不特别地进行限定。从使由第三光学面125反射后朝向发光元件112的发光面112a的返回光减少的观点来看，优选该倾斜角度为0.1°～23°。

定位部127将光传输体140的芯的端面140a相对于光插座主体121进行定位。对于定位部127的结构，只要能够发挥上述功能即可，不特别地进行限定。在本实施方式中，定位部127是大致圆柱形状的突起。通过将定位部127嵌入至形成于套管142的定位孔，将光传输体140的芯的端面140a相对于光插座主体121进行定位。

滤光器122以位于第一光学面123与第二光学面124之间的光路上、且位于第一光学面123与第三光学面125之间的光路上的方式，配置于反射面126之上。

滤光器122具有配置于一个面的第一滤光器面128、以及配置于另一个面的第二滤光器面129。第一滤光器面128使第一波长的光反射，且使第二波长的光透射。另一方面，第二滤光器面129使第二波长的光反射，且使第一波长的光透射。第一滤光器面128及第二滤光器面129的形状均为与反射面126互补的形状。在本实施方式中，第一滤光器面128及第二滤光器面129是平面。第一滤光器面128及第二滤光器面129既可以配置为平行，也可以配置为不平行。在本实施方式中，滤光器122的剖面形状为梯形。相当于梯形的腰的一个面包含第一滤光器面128，另一个面包含第二滤光器面129。在使第一滤光器面128与反射面126紧贴的状态下，第二滤光器面129以位于第一光学面123的第一中心轴CA1与第三光学面125的第三中心轴CA3的交点上的方式配置，以使由第一光学面123入射的光向第三光学面125进行内反射，且使由第三光学面125入射的光向第一光学面123进行内反射的方式倾斜。对于第一滤光器面128及第二滤光器面129的倾斜角度，可以根据从光传输体140射出的光的光路和从发光元件112射出的光的光路来适当调整。

滤光器122以使第一滤光器面128或第二滤光器面129与反射面126紧贴的方式配置于光插座主体121之上。在第一滤光器面128与反射面126紧贴的情况下，反射面126与第一滤光器面128使第一波长的光反射，且使第二波长的光透射。另一方面，在第二滤光器面129与反射面126紧贴的情况下，反射面126与第二滤光器面129使第二波长的光反射，且使第一波长的光透射(参照实施方式2)。

在本实施方式中，第一滤光器面128与反射面126紧贴，反射面126与第一滤光器面128以位于第一光学面123的第一中心轴CA1与第二光学面124的第二中心轴CA2的交点上的方式配置。另外，第二滤光器面129以位于第一光学面123的第一中心轴CA1与第三光学面125的第三中心轴CA3的交点上的方式配置。反射面126与第一滤光器面128使由第一光学面123入射的第一波长的光向第二光学面124反射，并且使由第三光学面125入射并由第二滤光器面129反射后的第二波长的光向第一光学面123透射(参照图3)。第二滤光器面129使由第三光学面125入射的第二波长的光向第一光学面123反射。

滤光器122的结构只要能够发挥上述功能即可，不特别地进行限定。例如，在树脂制或玻璃制的基板的一个面上形成使第一波长的光反射且使第二波长的光透射的镀膜(例如，半导体多层膜)，在另一个面上形成使第二波长的光反射且使第一波长的光透射的镀膜(例如，半导体多层膜)，从而得到滤光器122。对于基板的折射率，不特别地进行限定，优选为类似于构成光插座主体121的材料(例如，树脂)的折射率的折射率，特别优选为相同的折射率。

在本实施方式中，从发光元件112的发光面112a射出的第二波长的光由第三光学面125入射至光插座主体121的内部。由第三光学面125入射的光在光插座主体121与滤光器122之间的界面透射，由滤光器122的第二滤光器面129向第一光学面123反射。由第二滤光器面129反射后的光在第一滤光器面128及反射面126透射，从第一光学面123向光传输体140的芯的端面140a射出。这样，从发光元件112射出的第二波长的光经过第三光学面125、第二滤光器面129及第一光学面123，到达光传输体140(参照图3)。

另一方面，从光传输体140的芯的端面140a射出的第一波长的光由第一光学面123入射至光插座主体121的内部，由反射面126(及第一滤光器面128)向第二光学面124反射。由反射面126反射后的光从第二光学面124向受光元件113的受光面113a射出。这样，从光传输体140射出的第一波长的光经过第一光学面123、反射面126(第一滤光器面128)及第二光学面124，到达受光元件113(参照图3)。

在此，对发光元件112相对于光传输体140的配置以及受光元件113相对于光传输体140的配置，进行说明。图3是用于说明发光元件112相对于光传输体140的配置以及受光元件113相对于光传输体140的配置的图。在图3中，为了表示光路，省略了光插座主体121和滤光器122的剖面线。

如图3所示，将发光元件112的发光面112a与光传输体140的芯的端面140a之间的光路设为第一光路OP1，将光传输体140的芯的端面140a与受光元件113的受光面113a之间的光路设为第二光路OP2。

在将从出射面(例如，光传输体140的芯的端面140a或发光元件112的发光面112a)射出的光，通过光插座120向受光面(例如，受光元件113的受光面113a或光传输体140的芯的端面140a)引导的情况下，出射面越大，则出射面与受光面之间的光耦合效率容易越低。另外，光路越长，则该光耦合效率容易越低。因此，在本实施方式中，以如下方式设定发光元件112及受光元件113的位置以及滤光器122的配置：对发光元件112的发光面112a的大小与光传输体140的芯的端面140a的大小进行比较，并使从较大的出射面射出的光的光路成为较短的光路。在本实施方式中，如上所述，光传输体140的芯的端面140a的大小为发光元件112的发光面112a的大小以上。由此，受光元件113与第二光学面124对置地配置，以使第二光路OP2比第一光路OP1短。此时，从光传输体140射出的光通过第二光路OP2到达受光元件113。在此，第二光路OP2比第一光路OP1短，因此即使在光传输体140的芯的端面140a较大的情况下，也能够维持相对于受光元件113的光耦合效率。此外，在光传输体140的芯的端面140a的大小小于发光元件112的发光面112a的大小的情况下，优选发光元件112与第二光学面124对置地配置(参照实施方式2)。

接着，对从发光元件112射出的出射光与到达发光元件112的返回光之间的关系进行说明。此外，为了比较，还对第三光学面125的中心轴CA与发光元件112的光轴LA一致的比较例的光模块进行说明。在此，将从发光元件112射出的光的强度分布设为单峰性(类似于高斯分布的分布)。图4A是表示比较例的光模块中的发光元件112与第三光学面125之间的位置关系的图。图4B是表示比较例的光模块中的返回光的强度的曲线图。图4C是表示本实施方式的光模块100中的发光元件112与第三光学面125之间的位置关系的图。图4D是表示本实施方式的光模块中的返回光的强度的曲线图。图4A及图4C中以虚线表示从发光元件112的发光面112a的端部射出的光的直径。图4B及图4D的横轴表示距发光元件112的发光面112a的中心的距离，纵轴表示返回光的强度(照度)。另外，返回光的强度是从发光元件112射出并由第三光学面125反射后的光的、到达与发光元件112的发光面112a相同高度的假想面的光的强度。

如图4A所示，在比较例的光模块中，第三光学面125的中心轴CA与发光元件112的光轴LA一致。从发光元件112射出的光中的一部分的光由第三光学面125反射后向光电转换装置110行进。从发光元件112射出的光的强度分布是类似于高斯分布的强度分布，因此由第三光学面125反射后的返回光的强度分布也是高斯分布那样的强度分布。由此，如图4B所示，与其他区域相比，强度更高的光会到达发光元件112。

另一方面，如图4C所示，在本实施方式的光模块100中，第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2不一致。具体而言，第三光学面125的第三中心轴CA3相对于发光元件112的第一光轴LA2倾斜。在该情况下也同样地，从发光元件112射出的光的强度分布是类似于高斯分布的强度分布，因此由第三光学面125反射后的光的强度分布也是高斯分布那样的强度分布。但是，由于第三光学面125的第三中心轴CA3相对于发光元件112的第一光轴LA2倾斜，因此强度最大的返回光位于发光元件112的发光面112a以外的区域。即，强度最大的返回光不会到达发光元件112的发光面112a。由此，与比较例的光模块相比，本实施方式的光模块能够使返回光减少。

(效果)

如上所述，在本实施方式的光模块100中，可以按如下方式改变发送光的光路及接收光的光路：对光传输体140的芯的端面140a的大小与发光元件112的发光面112a的大小进行比较，并使从较大的出射面射出的光的光路较短。由此，即使在使用了芯的端面140a较大的光传输体140的情况下，也能够维持较高的光耦合效率。

另外，在本实施方式的光模块100中，第二光学面124的第二中心轴CA2和受光元件113的第二光轴LA3不一致(倾斜)，第三光学面125的第三中心轴CA3和发光元件112的第一光轴LA2不一致(倾斜)，因此能够使从发光元件112射出并到达发光元件112的返回光减少。并且，本实施方式的光插座120即使没有滤光器122，反射面126也能够发挥功能，因此即使不使用滤光器122而仅通过光插座主体121，也能够作为单向通信的光插座发挥功能。

(变形例)

接着，对实施方式1的变形例的光模块200、300进行说明。图5A、图5B是实施方式1的变形例各自的光模块200、300的剖面图。图5A是变形例1的光模块200的剖面图，图5B是变形例2的光模块300的剖面图。图5A、图5B中，为了表示光学面的中心轴及光的光轴，省略了剖面线。

如图5A所示，变形例1的光模块200具有光电转换装置210及光插座220。光插座220具有光插座主体221及滤光器222。

光电转换装置210具有基板111、发光元件112及受光元件113。与实施方式1的受光元件113相比，本变形例中的受光元件113配置于更靠近发光元件112的位置。

光插座主体221的第二光学面124以使第二光学面124的第二中心轴CA2相对于基板111的法线倾斜的方式配置。第二光学面124的第二中心轴CA2以随着从光插座主体221的底面靠近顶面而逐渐接近光传输体140的方式倾斜。

反射面126以位于第一光学面123的第一中心轴CA1与第二光学面124的第二中心轴CA2的交点上的方式配置，以使由第一光学面123入射的光向第二光学面124进行内反射，且使由第二光学面124入射的光向第一光学面123进行内反射的方式倾斜。变形例1的光插座220(图5A)中的反射面126相对于基板111的倾斜角度比实施方式1的光插座120(图1)中的反射面126相对于基板111的倾斜角度(45°)小。

滤光器222具有第一滤光器面128及第二滤光器面129。滤光器222以使第一滤光器面128与反射面126紧贴的方式配置。在本变形例中，滤光器222的剖面形状是平行四边形。变形例1的光插座220(图5A)中的第二滤光器面129相对于基板111的倾斜角度比实施方式1的光插座120(图1)中的第二滤光器面129相对于基板111的倾斜角度(45°)小。

在本变形例中，第三光学面125的第三中心轴CA3与由第二滤光器面129反射后的光所成的角度θ1超过90°。另外，第一光学面123的第一中心轴CA1与由反射面126反射后的光所成的角度θ2超过90°。

接着，对变形例2的光模块300进行说明。在以下的说明中，主要对与变形例1的光模块200不同的部分进行说明。

如图5B所示，变形例2的光模块300具有光电转换装置310及光插座320。光插座320具有光插座主体321及滤光器322。

光电转换装置310具有基板111、发光元件112及受光元件113。发光元件112以使发光元件112的第一光轴LA2与基板111的法线平行的方式配置。受光元件113以使受光元件113的第二光轴LA3与基板111的法线平行的方式配置。本实施方式的光电转换装置310中的发光元件112与受光元件113之间的距离比实施方式1的光电转换装置110中的发光元件112与受光元件113之间的距离短。

光插座主体321的第二光学面124以使第二光学面124的第二中心轴CA2与受光元件113的第二光轴LA3不一致的方式配置。更具体而言，光插座主体321的第二光学面124以使第二光学面124的第二中心轴CA2与受光元件113的第二光轴LA3平行且不一致的方式配置。第三光学面125以使第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2不一致的方式配置。更具体而言，第三光学面125以使第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2平行且不一致的方式配置。

反射面126以位于第一光学面123的第一中心轴CA1与第二光学面124的第二中心轴CA2的交点上的方式配置，以使由第一光学面123入射的光向第二光学面124进行内反射，且使由第二光学面124入射的光向第一光学面123进行内反射的方式倾斜。变形例2的光插座320(图5B)中的反射面126相对于基板111的倾斜角度为45°。

滤光器322具有第一滤光器面128及第二滤光器面129。滤光器322以使第一滤光器面128与反射面126紧贴的方式配置。在本变形例中，滤光器322的剖面形状是平行四边形，第一滤光器面128与第二滤光器面129平行。在使第一滤光器面128与反射面126紧贴的状态下，第二滤光器面129以位于第一光学面123的第一中心轴CA1与第三光学面125的第三中心轴CA3的交点上的方式配置，以使由第一光学面123入射的光向第三光学面125进行内反射，且使由第三光学面125入射的光向第一光学面123进行内反射的方式倾斜。变形例2的光插座320(图5B)中的第二滤光器面129相对于基板111的倾斜角度为45°。

在本变形例中，第一光轴LA2(第三中心轴CA3)与由第二滤光器面129反射后的光所成的角度θ1为90°。另外，第二光轴LA3(第二中心轴CA2)与由反射面126反射后的光所成的角度θ2也是90°。

在此，对从发光元件112射出的出射光与到达发光元件112的返回光之间的关系进行说明。在此，将从发光元件112射出的光的强度分布设为单峰性(类似于高斯分布的分布)。图6A是表示变形例2的光模块300中的发光元件112与第三光学面125之间的位置关系的图。图6B是表示变形例2的光模块300中的返回光的强度的曲线图。图6A及图6B中，以虚线表示从发光元件112的发光面112a的端部射出的光的光路。图6B的横轴表示距发光元件112的发光面112a的中心的距离，纵轴表示返回光的强度(照度)。另外，返回光的强度是从发光元件112射出并由第三光学面125反射后的光的、到达与发光元件112的发光面112a相同高度的假想面的光的强度。

如图6A所示，在变形例2的光模块300中，第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2不一致。从发光元件112射出的光中的一部分的光由第三光学面125反射后向光电转换装置110行进。从发光元件112射出的光的强度分布是类似于高斯分布的强度分布，因此由第三光学面125反射后的光的强度分布也是高斯分布那样的强度分布。第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2平行但不一致，因此强度最大的返回光位于发光元件112的发光面112a以外的区域。即，强度最大的返回光不会到达发光元件112的发光面112a。由此，与比较例的光模块相比，能够使返回光减少。

接着，对本实施方式的光模块100、300中的、从发光强度的分布为双峰性的发光元件112射出的出射光与到达发光元件112的返回光之间的关系进行说明。此外，为了比较，还对第三光学面125的中心轴CA与发光元件112的光轴LA一致的比较例的光模块进行说明。图7A是表示比较例的光模块中的发光元件112与第三光学面125之间的位置关系的图。图7B是表示比较例的光模块中的返回光的强度的曲线图。图7C是表示光模块100中的发光元件112与第三光学面125之间的位置关系的图。图7D是表示光模块100中的返回光的强度的曲线图。图8A是表示光模块300中的发光元件112与第三光学面125之间的位置关系的图。图8B是表示光模块300中的返回光的强度的曲线图。

在图7A、图7C及图8A中，以虚线表示从发光元件112的发光面112a的端部射出的光的光路。图7B、图7D及图8B的横轴表示距发光元件112的发光面112a的中心的距离，纵轴表示返回光的强度(照度)。另外，返回光的强度是从发光元件112射出并由第三光学面125反射后的光的、达到与发光元件112的发光面112a相同高度的假想面的光的强度。

如图7A所示，在比较例的光模块中，第三光学面125的中心轴CA与发光元件112的光轴LA一致。从发光元件112射出的光中的一部分的光由第三光学面125反射后向光电转换装置110行进。从发光元件112射出的光的强度分布是类似于双峰性的分布的强度分布，因此由第三光学面125反射后的光的强度分布也是类似于双峰性的分布的强度分布。由此，如图7B所示，与其他区域相比强度更高的光会到达发光元件112。

如图7C所示，在光模块100中，第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2不一致。具体而言，第三光学面125的第三中心轴CA3相对于发光元件112的第一光轴LA2倾斜。在该情况下也同样地，从发光元件112射出的光的强度分布是类似于双峰性的分布的强度分布，因此由第三光学面125反射后的光的强度分布也是双峰性的分布的强度分布。但是，由于第三光学面125的第三中心轴CA3相对于发光元件112的第一光轴LA2倾斜，因此到达发光元件112的发光面112a的光减少。由此，与比较例的光模块相比，能够使返回光减少。

如图8A所示，在光模块300中，第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2不一致。从发光元件112射出的光中的一部分的光由第三光学面125反射后向光电转换装置110行进。从发光元件112射出的光的强度分布是类似于双峰性的分布的强度分布，因此由第三光学面125反射后的光的强度分布也是双峰性的分布的强度分布。第三光学面125的第三中心轴CA3与发光元件112的第一光轴LA2平行但不一致，因此到达发光元件112的发光面112a的光减少。由此，与比较例的光模块相比，能够使返回光减少。

[实施方式2]

在实施方式2中，对光传输体140的芯的端面140a的大小小于发光元件112的发光面112a的大小的情况进行说明。实施方式2的光模块400中，光传输体140的芯的端面140a的大小小于发光元件112的发光面112a的大小，从而发光元件112及受光元件113的配置、以及滤光器面128、129的正背与实施方式1的光模块100不同。因此，对于与实施方式1的光模块100相同的结构，标以相同附图标记并省略其说明。

(光模块的结构)

图9是本实用新型的实施方式2的光模块400的剖面图。图9中，为了表示光路，省略了光插座主体121和滤光器122的剖面线。

如图9所示，光模块400具有光电转换装置410及光插座420。如上所述，在本实施方式中，光传输体140的芯的端面140a的大小小于发光元件112的发光面112a的大小。

光电转换装置410具有基板111、发光元件112及受光元件113。在本实施方式中，发光元件112与第二光学面124对置地配置，受光元件113与第三光学面125对置地配置。

光插座420具有光插座主体121及滤光器422。光插座主体121是与实施方式1中的光插座主体121相同的结构，但第二光学面124及第三光学面125的功能与实施方式1中的光插座主体121不同。

在本实施方式中，第二光学面124与发光元件112对置，使从发光元件112的发光面112a射出的第二波长的光入射至光插座主体121的内部。第二光学面124以使第二光学面124的第二中心轴CA2相对于发光元件112的第一光轴LA2倾斜的方式配置。

在本实施方式中，第三光学面125与受光元件113对置，使在光插座120的内部行进来的第一波长的光向受光元件113的受光面113a射出。第三光学面125以使第三光学面125的第三中心轴CA3相对于受光元件113的第二光轴LA3倾斜的方式配置。

滤光器122具有第一滤光器面128及第二滤光器面129。在本实施方式中，滤光器122以使第二滤光器面129与反射面126紧贴的方式配置于光插座主体121之上。在第二滤光器面129与反射面126紧贴的情况下，反射面126与第二滤光器面129使第二波长的光反射，且使第一波长的光透射。在本实施方式中，滤光器122的剖面形状为梯形，第一滤光器面128及第二滤光器面129配置于相当于梯形的腰的面。

在本实施方式中，第二滤光器面129与反射面126紧贴，反射面126与第二滤光器面129以位于第一光学面123的第一中心轴CA1与第二光学面124的第二中心轴CA2的交点上的方式配置。另外，第一滤光器面128以位于第一光学面123的第一中心轴CA1与第三光学面125的第三中心轴CA3的交点上的方式配置。反射面126与第二滤光器面129使由第二光学面124入射的第二波长的光向第一光学面123反射，并且使由第一光学面123入射的第一波长的光向第一滤光器面128透射。第一滤光器面128使在第二滤光器面129透射后的第一波长的光向第三光学面125反射。

在本实施方式中，由第一光学面123入射的第一波长的光在反射面126与第二滤光器面129透射。在反射面126与第二滤光器面129透射后的光由第一滤光器面128向第三光学面125反射，并从第三光学面125向受光元件113的受光面113a射出。从发光元件112的发光面112a射出的光由第二光学面124入射至光插座120的内部。入射至光插座120的内部的光由反射面126(第二滤光器面129)向第一光学面123反射，从第一光学面123向光传输体140的芯的端面140a射出。

在此，对发光元件112相对于光传输体140的配置、以及受光元件113相对于光传输体140的配置进行说明。如图9所示，将发光元件112的发光面112a与光传输体140的芯的端面140a之间的光路设为第三光路OP3，将光传输体140的芯的端面140a与受光元件113的受光面113a之间的光路设为第四光路OP4。在本实施方式中，如上所述，光传输体140的芯的端面140a的大小小于发光元件112的发光面112a的大小。由此，发光元件112与第二光学面124对置地配置，以使第三光路OP3比第四光路OP4短。从光传输体140的芯的端面140a射出的光通过第四光路OP4到达受光元件113。另一方面，从发光元件112的发光面112a射出的光通过第三光路OP3到达光传输体140的芯的端面140a。第三光路OP3比第四光路OP4短，因此即使在发光元件112的发光面112a比光传输体140的芯的端面140a大的情况下，也能够维持相对于光传输体140的芯的端面140a的光耦合效率。

此外，在本实施方式的光模块400中同样地，第二光学面124也可以以使第二光学面124的第二中心轴CA2与第一光轴LA2平行且不一致的方式配置。另外，在该情况下，第三光学面125的第三中心轴CA3也可以以与第二光轴LA3平行且不一致的方式配置。

(效果)

如上所述，本实施方式的光模块400具有与实施方式1的光模块100相同的效果。

工业实用性

本实用新型的光插座及光模块例如在使用了光传输体的光通信中是有用的。

Claims (4)

1.一种光插座，用于在配置于光传输体与包括发光元件及受光元件的光电转换装置之间时，将所述光传输体与所述发光元件及所述受光元件光耦合，该光传输体射出第一波长的光，该发光元件射出与所述第一波长不同的波长的第二波长的光，该受光元件接收所述第一波长的光，其特征在于，

所述光插座具有：

光插座主体；以及

滤光器，配置于所述光插座主体上，

所述光插座主体包括：

第一光学面，用于使从所述光传输体射出的所述第一波长的光入射，或者使在所述光插座主体的内部行进来的所述第二波长的光向所述光传输体射出；

第二光学面，用于使在所述光插座主体的内部行进来的所述第一波长的光向所述受光元件射出，或者使从所述发光元件射出的所述第二波长的光入射；

第三光学面，配置于比所述第二光学面更远离所述第一光学面的位置，用于使在所述光插座主体的内部行进来的所述第一波长的光向所述受光元件射出，或者使从所述发光元件射出的所述第二波长的光入射；以及

反射面，配置于所述第一光学面与所述第二光学面之间的光路上，用于使由所述第二光学面入射的所述第二波长的光向所述第一光学面进行内反射，或者使由所述第一光学面入射的所述第一波长的光向所述第二光学面进行内反射，

所述第二光学面以使所述第二光学面的第二中心轴与所述发光元件的第一光轴或所述受光元件的第二光轴不一致的方式配置，

所述第三光学面以使所述第三光学面的第三中心轴与所述第一光轴或所述第二光轴不一致的方式配置，

所述滤光器包括：

第一滤光器面，配置于一个面，用于使所述第一波长的光反射且使所述第二波长的光透射；以及

第二滤光器面，配置于另一个面，用于使所述第二波长的光反射且使所述第一波长的光透射，

在所述第二光学面使所述第一波长的光向所述受光元件射出，或者所述第三光学面使所述第二波长的光入射的情况下，

所述滤光器以使所述第一滤光器面与所述反射面紧贴的方式配置于所述光插座主体上，

所述第二滤光器面使由所述第三光学面入射的所述第二波长的光向所述第一光学面反射，

所述反射面与所述第一滤光器面使由所述第一光学面入射的所述第一波长的光向所述第二光学面反射，或者使由所述第二滤光器面反射后的所述第二波长的光向所述第一光学面透射，

在所述第二光学面使所述第二波长的光入射，或者所述第三光学面使所述第一波长的光向所述受光元件射出的情况下，

所述滤光器以使所述第二滤光器面与所述反射面紧贴的方式配置于所述光插座主体上，

所述反射面与所述第二滤光器面使由所述第二光学面入射的所述第二波长的光向所述第一光学面反射，或者使由所述第一光学面入射的所述第一波长的光向所述第一滤光器面透射，

所述第一滤光器面使在所述第二滤光器面透射后的所述第一波长的光向所述第三光学面反射。

2.如权利要求1所述的光插座，其特征在于，

所述第二光学面以使所述第二中心轴相对于所述第一光轴或所述第二光轴倾斜的方式配置，或者以使所述第二中心轴与所述第一光轴或所述第二光轴平行且不一致的方式配置，

所述第三光学面以使所述第三中心轴相对于所述第一光轴或所述第二光轴倾斜的方式配置，或者以使所述第三中心轴与所述第一光轴或所述第二光轴平行且不一致的方式配置。

3.一种光模块，其特征在于，具有：

光电转换装置，包括基板、配置于所述基板上的发光元件及配置于所述基板上的受光元件；以及

权利要求1或权利要求2所述的光插座，

所述发光元件以使所述发光元件的所述第一光轴与所述基板的表面的法线平行的方式配置，

所述受光元件以使所述受光元件的所述第二光轴与所述基板的表面的法线平行的方式配置。

4.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，

在与所述光模块组合使用的光传输体的芯的端面的大小为所述发光元件的发光面的大小以上的情况下，

所述发光元件以与所述第三光学面对置的方式配置于所述基板上，

所述受光元件以与所述第二光学面对置的方式配置于所述基板上，

所述滤光器以使所述第一滤光器面与所述反射面紧贴的方式配置于所述光插座主体上，

在所述光传输体的芯的端面的大小小于所述发光元件的发光面的大小的情况下，

所述发光元件以与所述第二光学面对置的方式配置于所述基板上，

所述受光元件以与所述第三光学面对置的方式配置于所述基板上，

所述滤光器以使所述第二滤光器面与所述反射面紧贴的方式配置于所述光插座主体上。

Images