JP2016057383A - Optical module - Google Patents
Optical module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016057383A JP2016057383A JP2014182099A JP2014182099A JP2016057383A JP 2016057383 A JP2016057383 A JP 2016057383A JP 2014182099 A JP2014182099 A JP 2014182099A JP 2014182099 A JP2014182099 A JP 2014182099A JP 2016057383 A JP2016057383 A JP 2016057383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical axis
- axis
- light
- pitch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module.
特許文献1には、光モジュールが開示されている。この光モジュールは、光素子と光ファイバとを光学的に接続する。光素子のピッチは、光ファイバのピッチよりも大きい。そこで、光モジュールは、光ファイバのピッチを光素子のピッチに変換するためのコネクタを備えている。
小型化・薄型化が進む光モジュールでは、組立てにおける作業性の向上が望まれている。そこで、本発明は、作業性を向上できる光モジュールを提供することを目的とする。 For optical modules that are becoming smaller and thinner, it is desired to improve workability in assembly. Therefore, an object of the present invention is to provide an optical module that can improve workability.
本発明の一形態に係る光モジュールは、複数の第1の光軸を第1のピッチで提供する入出力部と、複数の第2の光軸を第1のピッチと異なる第2のピッチで提供する導波路部と、第1のピッチを、第1の反射部と第2の反射部で反射することにより第2のピッチに変換して、第1の光軸と第2の光軸を光学的に接続する光軸変換部を備える。 An optical module according to an aspect of the present invention includes an input / output unit that provides a plurality of first optical axes at a first pitch, and a plurality of second optical axes at a second pitch different from the first pitch. The waveguide portion to be provided and the first pitch are converted to the second pitch by being reflected by the first reflecting portion and the second reflecting portion, and the first optical axis and the second optical axis are changed. An optical axis conversion unit that is optically connected is provided.
本発明によれば、組立て時における作業性を向上できる光モジュールが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical module which can improve workability | operativity at the time of an assembly is provided.
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
本発明の一形態に係る光モジュールは、複数の第1の光軸を第1のピッチで提供する入出力部と、複数の第2の光軸を第1のピッチと異なる第2のピッチで提供する導波路部と、第1のピッチを、第1の反射部と第2の反射部で反射することにより第2のピッチに変換して、第1の光軸と第2の光軸を光学的に接続する光軸変換部を備える。 An optical module according to an aspect of the present invention includes an input / output unit that provides a plurality of first optical axes at a first pitch, and a plurality of second optical axes at a second pitch different from the first pitch. The waveguide portion to be provided and the first pitch are converted to the second pitch by being reflected by the first reflecting portion and the second reflecting portion, and the first optical axis and the second optical axis are changed. An optical axis conversion unit that is optically connected is provided.
この光モジュールによれば、第1の光軸と第2の光軸とが、光軸変換部によって光学的に接続される。光軸変換部は、第1の反射部と第2の反射部で反射することにより、第1のピッチを第2のピッチに光学的に変換している。これにより、第1の光軸と第2の光軸との接続において、第1のピッチを第2のピッチに物理的に変換する必要がない。従って、光モジュールの組立て時における作業性を向上できる。 According to this optical module, the first optical axis and the second optical axis are optically connected by the optical axis converter. The optical axis conversion unit optically converts the first pitch to the second pitch by reflecting the first reflection unit and the second reflection unit. This eliminates the need to physically convert the first pitch to the second pitch in the connection between the first optical axis and the second optical axis. Therefore, workability at the time of assembling the optical module can be improved.
光軸変換部は、第1の反射部と第2の反射部の間に、第1の光軸および第2の光軸と非平行な第3の光軸を提供することとしてもよい。この光軸変換部によれば、第1の光軸と第2の光軸とを、第3の光軸によって光学的に接続できる。 The optical axis conversion unit may provide a first optical axis and a third optical axis that is not parallel to the second optical axis between the first reflecting unit and the second reflecting unit. According to this optical axis conversion unit, the first optical axis and the second optical axis can be optically connected by the third optical axis.
入出力部と導波路部とを光学的に接続する複数の光軸は、その光学長が互いに等しくてもよい。この構成によれば、それぞれの光軸の間において、入出力部と導波路部の間で生じ得る光学的な変化の度合いが揃えられる。従って、光学的な変化を補正するための光学部品を共通化できる。 The plurality of optical axes that optically connect the input / output unit and the waveguide unit may have the same optical length. According to this configuration, the degree of optical change that can occur between the input / output unit and the waveguide unit is made uniform between the optical axes. Therefore, the optical component for correcting the optical change can be shared.
第1の反射部は、複数の第2の光軸と交差する第1の軸に沿って配置され、第2の反射部は、第1の軸と平行な第2の軸に沿って配置されていてもよい。この構成によれば、第1の反射部と第2の反射部とを容易に形成できる。 The first reflecting portion is disposed along a first axis that intersects the plurality of second optical axes, and the second reflecting portion is disposed along a second axis that is parallel to the first axis. It may be. According to this configuration, the first reflecting portion and the second reflecting portion can be easily formed.
複数の第3の光軸は互いに平行であり、光学長が等しくなくてもよい。この構成によれば、光軸変換部における光軸の設計を簡易にできる。 The plurality of third optical axes are parallel to each other, and the optical lengths may not be equal. According to this configuration, the design of the optical axis in the optical axis conversion unit can be simplified.
複数の第2の光軸と交差する第1の軸及び第2の光軸が張る第1面を定義したとき、第3の光軸は第1面に含まれ、第1の光軸は、第1面の法線方向に平行であってもよい。この構成によれば、光軸変換部における光軸の設計を簡易にできる。 When a first surface intersecting with a plurality of second optical axes and a first surface extending by the second optical axis are defined, the third optical axis is included in the first surface, and the first optical axis is It may be parallel to the normal direction of the first surface. According to this configuration, the design of the optical axis in the optical axis conversion unit can be simplified.
複数の第2の光軸と交差する第1の軸及び第2の光軸が張る第1面と、第1面に傾斜する第2面とを定義したとき、第3の光軸は第2面に含まれ、第1の光軸は、第1面の法線方向に平行であってもよい。この構成によれば、第2の光軸の位置を第1の光軸の方向における所望の位置に設定できる。 When the first surface intersecting the plurality of second optical axes, the first surface extending by the second optical axis, and the second surface inclined to the first surface are defined, the third optical axis is the second optical axis. The first optical axis included in the surface may be parallel to the normal direction of the first surface. According to this configuration, the position of the second optical axis can be set to a desired position in the direction of the first optical axis.
本発明の一形態に係る光モジュールは、第1の光軸上に形成された送信用レンズを更に備え、入出力部は、第1の光軸で送信光を出射する発光素子を含み、導波路部は、第2の光軸で送信光を受ける送信用光ファイバを含み、送信用レンズは、送信光を、スポット径が送信用光ファイバのコア径よりも小さく、且つ、開口数が送信用光ファイバの開口数よりも小さくなるように集光することとしてもよい。この送信用レンズによれば、送信光の損失が低減される。従って、発光素子と送信用光ファイバとの間において送信光を効率よく伝達できる。 An optical module according to an aspect of the present invention further includes a transmission lens formed on the first optical axis, and the input / output unit includes a light emitting element that emits transmission light along the first optical axis, The waveguide section includes a transmission optical fiber that receives transmission light at the second optical axis, and the transmission lens transmits transmission light with a spot diameter smaller than the core diameter of the transmission optical fiber and a numerical aperture. It is good also as condensing so that it may become smaller than the numerical aperture of a trust optical fiber. According to this transmission lens, transmission light loss is reduced. Therefore, transmission light can be efficiently transmitted between the light emitting element and the transmission optical fiber.
本発明の一形態に係る光モジュールは、第1の光軸上に形成された受信用レンズを更に備え、入出力部は、第1の光軸で受信光を受ける受光素子を含み、導波路部は、第2の光軸で受信光を出射する受信用光ファイバを含み、受信用レンズは、受信光を、スポット径が受光素子の受光径よりも小さくなるように集光することとしてもよい。この受信用レンズによれば、受信光の損失が低減される。従って、受信用光ファイバと受光素子との間において受信光を効率よく伝達できる。 An optical module according to an aspect of the present invention further includes a receiving lens formed on a first optical axis, the input / output unit includes a light receiving element that receives received light on the first optical axis, and a waveguide The unit includes a reception optical fiber that emits reception light at the second optical axis, and the reception lens may collect the reception light so that the spot diameter is smaller than the light reception diameter of the light receiving element. Good. According to this receiving lens, the loss of received light is reduced. Therefore, the received light can be efficiently transmitted between the receiving optical fiber and the light receiving element.
本発明の一形態に係る光モジュールは、複数の第2の光軸と交差する第1の軸及び第2の光軸が張る第1面において、第1の反射部が第2の光軸に沿った方向となす角度(X)と、第2の反射部が第2の光軸に沿った方向となす角度(Y)と、第1の光軸及び第2の光軸及び第3の光軸が伝搬する媒質の屈折率(n1)と、は下記式(1)〜(3)を満たすこととしてもよい。
−90°<X<90°…(1)
Y=−X/2…(2)
45°+X/2≧arcsin(1/n1)×(180/π)…(3)
この構成によれば、反射に起因する損失を低減できる。
In the optical module according to one aspect of the present invention, the first reflecting portion is the second optical axis on the first surface intersecting with the plurality of second optical axes and the first surface extending by the second optical axis. An angle (X) formed with the direction along the second axis, an angle (Y) formed with the second reflecting portion along the direction along the second optical axis, the first optical axis, the second optical axis, and the third light. The refractive index (n1) of the medium through which the axis propagates may satisfy the following formulas (1) to (3).
-90 ° <X <90 ° (1)
Y = −X / 2 (2)
45 ° + X / 2 ≧ arcsin (1 / n1) × (180 / π) (3)
According to this configuration, loss due to reflection can be reduced.
[本願発明の実施形態の詳細]
本発明に係る光モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Specific examples of the optical module according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to the claim are included. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1実施形態)
図1に示されるように、第1実施形態に係る光モジュール1は、パーソナルコンピュータといった電子機器に接続される。光モジュール1は、光ケーブル2と、コネクタモジュール3とを有する。光モジュール1は、光ケーブル2を伝わる光信号を電気信号に変換して電子機器に出力する。また、光モジュール1は、電子機器から出力された電気信号を光信号に変換して光ケーブル2に出力する。光ケーブル2は、光信号を双方向に伝送する。コネクタモジュール3は、光ケーブル2の端部に取り付けられている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
図2に示されるように、光ケーブル2は、光ファイバテープ4と、インナーチューブ7と、介在層8と、金属層9とを有している。光ファイバテープ4は、複数の光ファイバ6を並列させ、被覆樹脂でテープ状に一体化したものである。光ファイバテープ4は、インナーチューブ7内に収容されている。更に、インナーチューブ7は、抗張力繊維である介在層8に覆われている。介在層8は、複数本の金属繊維からなる金属層9に覆われている。金属層9は、絶縁樹脂からなる外被11に覆われている。
As shown in FIG. 2, the
光ファイバ6は、細径のHPCF(HPCF:Hard Plastic Clad Fiber)である。光ファイバ6は、ガラス製のコアと、硬質プラスチック製のクラッドとを有している。コアの直径は、一例として80μmである。この光ファイバ6によれば、光ファイバ6が小径に曲げられた場合でも破断し難くなる。また、光ファイバ6によれば、曲げによる光損失の増大を抑制できる。なお、光ファイバ6としては、ガラス製のコアと、ガラス製のクラッドとを有するAGF(AGF:All Glass Fiber)を用いても良い。
The
インナーチューブ7は、絶縁性樹脂により形成されている。この絶縁性樹脂としては、例えば、ノンハロゲン難燃性樹脂であるPVC(Polyvinylchloride)が挙げられる。介在層8は、極細径のアラミド繊維といった抗張力繊維である。金属層9は、複数本の錫めっき導線を編組した金属編組である。外被11は、絶縁樹脂により形成されている。この絶縁樹脂としては、例えば、ポリオレフィンが挙げられる。
The
図1に示されるように、コネクタモジュール3は、ハウジング12と、電気コネクタ18と、基板ユニット13(図3参照)とを備えている。なお、以下の説明において、説明の便宜上、電気コネクタ18側を「前」と呼び、光ケーブル2側を「後」と呼ぶ。
As shown in FIG. 1, the
図3に示されるように、ハウジング12は、金属ハウジング14と、樹脂ハウジング16とを有する。
As shown in FIG. 3, the
金属ハウジング14は、基板ユニット13などから発生する熱を外部に放熱させる。金属ハウジング14は、断面が略U字形状をなすカバー14aと、断面が略U字形状をなすベースプレート14bとを有し、基板ユニット13などを収容する内部空間を定義する。金属ハウジング14の前端には、電気コネクタ18が配置されている。金属ハウジング14の後端には、光ケーブル保持部17が取り付けられている。金属ハウジング14は、熱伝導率の高い金属材料により形成されている。金属材料の熱伝導率は、好ましくは100W/m・K以上である。例えば、金属ハウジング14は、鋼(Fe系)、ブリキ(錫めっき銅)、ステンレス、銅、真鍮、アルミなどにより形成されている。
The
金属ハウジング14と基板ユニット13との間には、放熱シート29が配置されている。この放熱シート29は、基板ユニット13において発生する熱を金属ハウジング14へ伝達する。
A
樹脂ハウジング16は、金属ハウジング14を覆うものであり、樹脂材料により形成されている。この樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネートが挙げられる。ブーツ15は、樹脂ハウジング16の後端に取り付けられ、光ケーブル保持部17を覆っている。ブーツ15の後端は、光ケーブル2の外被11に対して接着されている。
The
光ケーブル保持部17は、光ケーブル2をハウジング12に対して機械的に固定する。光ケーブル保持部17は、基部17aと、筒部17bと、を有している。基部17aは、板状であり、ハウジング12に対して取り付けられている。筒部17bは、基部17aから後方に突出している。筒部17bの内部には、光ケーブル2が挿通されている。光ケーブル保持部17は、カシメ部により外被11及び金属層9を挟み込むことにより、光ケーブル2を保持している。
The optical
電気コネクタ18は、電子機器に設けられた接続ポートに差し込まれることにより、電気的な接続を確保する。電気コネクタ18は、電子機器に設けられた接続ポートに差し込まれる。電気コネクタ18は、基板ユニット13の前端から前方へ突出している。また、電気コネクタ18と、電子機器の接続ポートとは、基板ユニット13に設けられた接触端子が、接続ポートの接触端子に触れることにより電気的に接続される。
The
図4に示されるように、基板ユニット13は、入出力部30と、導波路部35と、光軸変換部40と、を有している。
As shown in FIG. 4, the
入出力部30は、複数の第1の光軸A1を第1のピッチP1で提供する。入出力部30は、発光素子21aと、受光素子21bとを含む。発光素子21a及び受光素子21bは、実装面13b上において、幅方向D2に沿って第1のピッチP1で配置されている。発光素子21a及び受光素子21bは、実装面13bに垂直な方向(高さ方向D3)に第1の光軸A1を提供する(図5参照)。発光素子21aとしては、例えば、レーザダイオード(LD:Laser Diode)あるいは面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface EmittingLASER)が挙げられる。受光素子21bとしては、例えば、フォトダイオード(PD:PhotoDiode)が挙げられる。
The input /
導波路部35は、複数の第2の光軸A2を第2のピッチP2で提供する。第2のピッチP2は、第1のピッチP1と異なり、第1のピッチP1よりも小さい。導波路部35は、複数の光ファイバ6を有する。複数の光ファイバ6は、送信用光ファイバと、受信用光ファイバとを含み、レンズモジュール22に固定されている。
The
レンズモジュール22は、送信用光ファイバ6と発光素子21aを光学的に接続する。また、レンズモジュール22は、受信用光ファイバ6と受光素子21bを光学的に接続する。レンズモジュール22は、光ファイバ6を伝送される光信号の波長に対して透明である材料からなる。レンズモジュール22は、直方体の外形をなす本体25を備える。本体25は、前端25aと、後端25bと、上面25cと、底面25d(図5参照)と、を有する。上面25cには、凹部24が設けられている。このレンズモジュール22は、例えば樹脂の射出成形により、一体に成形され得る。
The
凹部24は、上面25cに対して窪んだ矩形状に形成されている。凹部24は、底面24aと、突き当て面23と、一対の側壁24bとに囲まれた領域である。底面24aには、断面V字状の整列溝が形成されている。整列溝は、光ファイバ6を整列させる。整列溝は、突き当て面23から本体25の後端25bまで、前後方向D1に沿って延在している。また、整列溝は、幅方向D2に互いに離間するように複数形成されている。この幅方向D2における整列溝の間隔は、第2のピッチP2である。この整列溝に光ファイバ6を固定することで、第2の光軸A2が定義される。
The
光軸変換部40は、第1の光軸A1と第2の光軸A2を光学的に接続する。光軸変換部40は、第1の反射部42と第2の反射部43とを含む。第1の反射部42及び第2の反射部43は、上面25cに設けられている。第3の光軸A3は、第1の反射部42と第2の反射部43の間に延在する。
The optical
第1の反射部42は、発光素子21aから出射された送信光を第2の反射部43に入射させる。第1の反射部42は、光ファイバ6から出射された受信光を受光素子21bに入射させる。従って、第1の反射部42は、第1の光軸A1及び第3の光軸A3上に配置される。第1の反射部42の位置は、発光素子21a又は受光素子21bの位置によって決定される。図5に示されるように、第1の反射部42は、断面が直角三角形上の凹部である。この凹部の傾斜面は、第1の反射部42における第1の反射面42aである。第1の反射面42aは、送信光又は受信光を全反射する。なお、第1の反射面42aは、傾斜面に金属膜が蒸着されていてもよい。
The
レンズモジュール22を側面視すると、第3の光軸A3は、第1面R1に含まれている。第1面R1は、複数の第2の光軸A2と交差する第1の軸及び第2の光軸A2が張る面である。第1の軸は、幅方向D2に沿った軸である。実装面13bから第3の光軸A3までの高さは、実装面13bから第2の光軸A2までの高さと一致している。第1の反射面42aと第1の光軸A1とは、角K1をなしている。角K1の大きさは、45°である。第1の反射面42aと第3の光軸A3とは、角K2をなしている。角K2の大きさも45°である。角K1,K2によれば、第1の光軸A1と第3の光軸A3との間のなす角K3は、90°になる。
When the
図6に示されるように、レンズモジュール22を平面視すると、第1の反射部42で反射された送信光は、第3の光軸A3に沿って進行する。第3の光軸A3は、仮想軸A2aに対して傾いている。仮想軸A2aは、第2の光軸A2に平行であり、第1の反射面42aと交差する。
As shown in FIG. 6, when the
第2の反射部43は、第3の光軸A3を第2の光軸A2に光学的に接続する。第2の反射部43は、送信光を光ファイバ6に入射させる。また、第2の反射部43は、受信光を第1の反射部42に入射させる。
The second reflecting
図7に示されるように、第1の反射面42aと仮想軸A2aとの間の角Kaの大きさはX°である。このX°は、−90°より大きく+90°より小さい(−90<X°<+90)。この場合、第3の光軸A3と仮想軸A2aとの間の角K4の大きさは、(90−X)°である。第3の光軸A3と第2の光軸A2との間の角K6は、角K4の同位角である。従って、角K6の大きさは、(90−X)°である。角K6の補角である角K7の大きさは、((90+X)=180−(90−X))°である。この角K7は、角K8と角K9とを足し合わせたものである。角K8は、第2の反射面43aにおける入射角である。また、角K9は第2の反射面43aにおける反射角である。角K8と角K9とは、互いに等しい。従って、角K8の大きさは、(45+X/2)°=((90+X)/2)°である。角K9の大きさも、(45+X/2)°である。また、第2の反射面43aと第2の光軸A2との間の角K5の大きさは、(X/2)°である。なお、仮想軸A2aを基準として第1の反射面42aの回転方向を考慮すると、角Kaの大きさは(+X)°である。その場合、第2の反射面43aの角K5の大きさは、(−X/2)°である。
As shown in FIG. 7, the magnitude of the angle Ka between the first reflecting
図8に示されるように、第2の反射部43は、断面が矩形状の凹部である。この矩形状の断面において第2の光軸A2及び第3の光軸A3と交差する面は、第2の反射部43における第2の反射面43aである。第2の反射面43aは、受信光及び送信光を全反射する。スネルの法則によれば、
n1×sin(θ1×π/180°)=n2×sin(θ2×π/180°)…(4)
である。ここで、n1は本体25を構成する樹脂材料の屈折率である。n2は、第2の反射部43を構成する凹部における空気の屈折率である。角θ1は、入射角である。角θ2は屈折角である。式(4)において、角θ2が90°であり、屈折率n2が1であると仮定する。そして、式(4)を整理すると、式(5),(6)が得られる。
sin(θ1×π/180)=1/n1…(5)
θ1≧arcsin(1/n1)×180/π…(6)
ここで、θ1が角K8(図7参照)であるとすると、式(7)が得られる。
(45+X/2)°≧arcsin(1/n1)×(180/π)…(7)
従って、式(7)を満たす第2の反射部43の配置によれば、第1の光軸A1と第2の光軸A2とを接続しつつ、光を全反射させることができる。従って、反射による損失が低減される。なお、第2の反射部43は、傾斜面に蒸着された金属膜による反射面であってもよい。
As shown in FIG. 8, the second reflecting
n1 × sin (θ1 × π / 180 °) = n2 × sin (θ2 × π / 180 °) (4)
It is. Here, n1 is the refractive index of the resin material constituting the
sin (θ1 × π / 180) = 1 / n1 (5)
θ1 ≧ arcsin (1 / n1) × 180 / π (6)
Here, when θ1 is an angle K8 (see FIG. 7), Expression (7) is obtained.
(45 + X / 2) ° ≧ arcsin (1 / n1) × (180 / π) (7)
Therefore, according to the arrangement of the second reflecting
図9に示されるように、合計光学長SAは、第1の反射部42から端面6aまでの光学長である。従って、合計光学長SAは、第1の光学長S1aと第2の光学長S1bとを足し合わせた長さである。第1の光学長S1aは、第1の反射部42から第2の反射部43までの長さである。第2の光学長S1bは、第2の反射部43から端面6aまでの長さである。本実施形態の光モジュール1は、4個の光学系41A〜41Dを有している(図6参照)。これら、光学系41A〜41Dにおいて、それぞれの合計光学長SAは互いに等しい。合計光学長SAは、角K4の大きさによって調整できる。光学系41A〜41D同士で合計光学長SAを揃えた場合には、第3の光軸A3は互いに非平行になる。
As shown in FIG. 9, the total optical length SA is an optical length from the first reflecting
図5に示されるように、レンズモジュール22は、送信用レンズ28aと受信用レンズ28bとを更に有する。送信用レンズ28aは、送信光を、スポット径が光ファイバ6のコア径よりも小さく、且つ、開口数が光ファイバ6の開口数よりも小さくなるように集光する。また、受信用レンズ28bは、受信光を、スポット径が受光素子21bの受光径よりも小さくなるように集光する。レンズモジュール22の底面25dには、カバー27が設けられている。カバー27は、駆動用IC20、発光素子21a及び受光素子21bを覆う。送信用レンズ28aと受信用レンズ28bは、カバー27の天井面27aにおいて、第1の光軸A1上に設けられている。なお、レンズモジュール22は、発光素子21aと送信用光ファイバ6との間の光軸上において複数のレンズからなるレンズ系を有していてもよい。
As shown in FIG. 5, the
送信光は、発光素子21aから第1の光軸A1の方向に出射される。送信光は、スポット径が拡大しつつ第1の光軸A1に沿って進行し、送信用レンズ28aを通過する。送信用レンズ28aの通過後、送信光は、スポット径が縮小しつつ第1の光軸A1に沿ってさらに進行する。そして、第1の反射面42aに到達する。第1の反射面42aに到達した送信光は、第3の光軸A3の方向に進行方向が変換される。送信光は、スポット径が縮小しつつ第3の光軸A3に沿って進行し、第2の反射面43aに到達する。第2の反射面43aに到達した送信光は、第2の光軸A2の方向に進行方向が変換される。送信光は、スポット径が縮小しつつ第2の光軸A2に沿って進行し、送信用光ファイバ6の端面6aに入射する。ここで、端面6aに入射した送信光のスポット径は、送信用光ファイバ6のコア径よりも小さい。また、端面6aに入射した送信光は、送信用光ファイバ6の開口比よりも小さい。
The transmitted light is emitted from the
光モジュール1は、複数の第1の光軸A1を第1のピッチP1で提供する入出力部30と、複数の第2の光軸A2を第1のピッチP1と異なる第2のピッチP2で提供する導波路部35と、第1のピッチP1を、第1の反射部42と第2の反射部43で反射することにより第2のピッチP2に変換して、第1の光軸A1と第2の光軸A2を光学的に接続する光軸変換部40を備える。この光モジュール1によれば、第1の光軸A1と第2の光軸A2とが、光軸変換部40によって光学的に接続される。光軸変換部40は、第1の反射部42と第2の反射部43とで反射することにより、第1のピッチP1を第2のピッチP2に光学的に変換している。これにより、第1の光軸A1と第2の光軸A2との接続において、第1のピッチP1を第2のピッチP2に物理的に変換する必要がない。従って、光モジュール1の組立て時における作業性を向上できる。
The
光軸変換部40は、第1の反射部42と第2の反射部43の間に、第1の光軸A1および第2の光軸A2と非平行な第3の光軸A3を提供する。この光軸変換部40によれば、第1の光軸A1と第2の光軸A2とを、第3の光軸A3によって光学的に接続できる。
The optical
入出力部30と導波路部35とを光学的に接続する複数の光軸は、その合計光学長SAが互いに等しい。この構成によれば、それぞれの光軸の間において、入出力部30と導波路部35の間で生じ得る光学的な変化の度合いが揃えられる。従って、光学的な変化を補正するための光学部品を共通化できる。この光学部品として、例えば、送信用レンズ28aと受信用レンズ28bが挙げられる。
The plurality of optical axes that optically connect the input /
複数の第2の光軸A2と交差する第1の軸(幅方向D2)及び第2の光軸A2が張る第1面R1を定義したとき、第3の光軸A3は第1面R1に含まれ、第1の光軸A1は、第1面R1の法線Nに平行である。この構成によれば、光軸変換部40における光軸の設計を簡易にできる。
When a first axis (width direction D2) intersecting with the plurality of second optical axes A2 and a first surface R1 stretched by the second optical axis A2 are defined, the third optical axis A3 is on the first surface R1. The first optical axis A1 is included and is parallel to the normal N of the first surface R1. According to this configuration, the design of the optical axis in the optical
光モジュール1は、第1の光軸A1上に形成された送信用レンズ28aを更に備える。入出力部30は、第1の光軸A1で送信光を出射する発光素子21aを含む。導波路部35は、第2の光軸A2で送信光を受ける送信用光ファイバ6を含む。送信用レンズ28aは、送信光を、スポット径が送信用光ファイバ6のコア径よりも小さく、且つ、開口数が送信用光ファイバ6の開口数よりも小さくなるように集光する。この送信用レンズ28aによれば、送信光の損失が低減される。従って、発光素子21aと送信用光ファイバ6との間において送信光を効率よく伝達できる。
The
光モジュール1は、第1の光軸A1上に形成された受信用レンズ28bを更に備える。入出力部30は、第1の光軸A1で受信光を受ける受光素子21bを含む。導波路部35は、第2の光軸A2で受信光を出射する受信用光ファイバ6を含む。受信用レンズ28bは、受信光を、スポット径が受光素子21bの受光径よりも小さくなるように集光する。
この受信用レンズ28bによれば、受信光の損失が低減される。従って、受信用光ファイバ6と受光素子21bとの間において受信光を効率よく伝達できる。
The
According to the receiving
光モジュール1は、複数の第2の光軸A2と交差する第1の軸及び第2の光軸A2が張る第1面において、第1の反射部42が第2の光軸A2に沿った方向となす角度(X)と、第2の反射部43が第2の光軸A2に沿った方向となす角度(Y)と、第1の光軸A1及び第2の光軸A2及び第3の光軸A3が伝搬する媒質の屈折率(n1)と、は下記式(1)〜(3)を満たす。この構成によれば、反射に起因する損失を低減できる。
−90°<X<+90°…(1)
Y=−X/2…(2)
45°+X/2≧arcsin(1/n1)×(180/π)…(3)
In the
-90 ° <X <+ 90 ° (1)
Y = −X / 2 (2)
45 ° + X / 2 ≧ arcsin (1 / n1) × (180 / π) (3)
(第2実施形態)
第2実施形態に係る光モジュールについて説明する。第1実施形態の光軸変換部40では、合計光学長SAが互いに等しくなるように、第1の反射部42を配置していた。一方、図10に示されるように、第2実施形態に係る光モジュール1Aのレンズモジュール22Aでは、第1の反射部42Aを第1の軸M1上に配置している。
(Second Embodiment)
An optical module according to the second embodiment will be described. In the optical
図11に示されるように、光軸変換部40Aは、第1の反射部42Aと、第2の反射部43Aとを含む。第1の反射部42Aは、第1の軸M1に沿って第1のピッチP1をもって配置されている。第1の軸M1は、複数の第2の光軸A2とそれぞれ直交する。
As illustrated in FIG. 11, the optical
角K4c〜K4fの大きさは、前後方向D1における第1の軸M1と第2の軸M2との間隔によって互いに異なる。また、角K4c,K4dの大きさは、互いに接続される発光素子21aと光ファイバ6との距離よって互いに異なる。この距離とは、幅方向D2における発光素子21aと光ファイバ6の間の距離SB1,SB2である。また、角K4e,K4fの大きさは、互いに接続される受光素子21bと光ファイバ6との距離よって異なる。この距離とは、幅方向D2における受光素子21bと光ファイバ6の間の距離SB3,SB4である。このように、第1の反射部42Aを第1の軸M1上に配置した場合には、角K4c〜K4fが互いに異なる。従って、第3の光軸A3は互いに非平行になる。
The sizes of the corners K4c to K4f are different from each other depending on the distance between the first axis M1 and the second axis M2 in the front-rear direction D1. The sizes of the corners K4c and K4d differ from each other depending on the distance between the light emitting
第2の反射部43Aは、第2の軸M2に沿って配置されている。第2の軸M2は、前後方向D1において、発光素子21a及び受光素子21bと端面6aとの間に設定される。第2の軸M2は、第1の軸M1に対して平行である。第2の反射部43Aと第2の光軸A2との角K5c〜K5fの大きさは、第3の光軸A3の入射角によって決定される。
The second reflecting
光モジュール1Aでは、第1の反射部42Aが複数の第2の光軸A2と交差する第1の軸M1に沿って配置されている。第2の反射部43Aは、第1の軸M1と平行な第2の軸M2に沿って配置されている。この構成によれば、第1の反射部42Aと第2の反射部43Aとを容易に形成できる。
In the
(第3実施形態)
第3実施形態に係る光モジュールについて説明する。第1実施形態の光軸変換部40では、第3の光軸A3は互いに平行ではなかった。一方、図12に示されるように、第3実施形態に係る光モジュール1Bでは、レンズモジュール22Bにおける第3の光軸A3が互いに平行である。
(Third embodiment)
An optical module according to the third embodiment will be described. In the optical
図13に示されるように、光軸変換部40Bは、第1の反射部42Bと、第2の反射部43Bとを含む。角K4gの大きさは、角K4hの大きさと等しい。これら角K4g,K4hの大きさが前提条件になる。この角K4g,K4hの大きさに基づいて、第2の反射部43Bの位置及び角K5g,K5hの大きさが設定される。同様に、角K4jの大きさは、角K4kの大きさと等しい。これら角K4j,K4kの大きさが前提条件になる。この角K4j,K4kの大きさに基づいて、第2の反射部43Bの位置及び角K5j,K5kの大きさが設定される。光モジュール1Bは、第3の光軸A3を互いに平行にするという前提条件に基づいて、光軸変換部40Bが設計されている。この場合、合計光学長SAは、互いに等しくない。
As shown in FIG. 13, the optical
光モジュール1Bにおける複数の第3の光軸A3は、互いに平行であり、合計光学長SAが等しくない。この構成によれば、光軸変換部40Bにおける光軸の設計を簡易にできる。
The plurality of third optical axes A3 in the
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
上述した実施形態では、図5に示されるように、第3の光軸A3と第2の光軸A2とが第1面内に含まれていた。しかし、光モジュールは、上記実施形態の構成に限定されることはない。例えば、図14に示されるように、光モジュール1Cでは、複数の第2の光軸A2と交差する第1の軸(幅方向D2)及び第2の光軸A2が張る第1面R1と、第1面R1に傾斜する第2面R2とを定義したとき、第3の光軸A3は第2面R2に含まれ、第1の光軸A1は、第1面R1の法線Nに平行である。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, the third optical axis A3 and the second optical axis A2 are included in the first surface. However, the optical module is not limited to the configuration of the above embodiment. For example, as illustrated in FIG. 14, in the
この場合には、第2の反射面43bにおいて、送信光の進行方向が第2の光軸A2と平行になるように変換される。ここで、角K3aの大きさが、X1°であるとする。角K3aは、高さ方向D3における第1の光軸A1と第3の光軸A3との間の角である。この場合、角K3bの大きさは、(90−X1)°である。角K3bは、高さ方向D3における第3の光軸A3と第2の光軸A2との間の角である。このレンズモジュール22Cによれば、光ファイバ6を高さ方向D3における所望の位置に配置できる。例えば、光ファイバ6を回路基板13aに近接させて配置できる。この配置によれば、光ファイバ6の曲げによる負荷が低減する。従って、光ファイバ6における光学特性の劣化を抑制できる。また、光ファイバ6が破断する確率が低減するので、光モジュールの信頼性を高めることができる。
In this case, the second reflecting
上述した実施形態では、第1のピッチP1が第2のピッチP2よりも大きい場合を例に説明した。しかし、図15(a)に示されるように、光モジュールでは、第1のピッチP1が第2のピッチP2よりも小さくてもよい。図15(b)に示されるように、第1の反射面42aと仮想軸A2aとの間の角K11の大きさ(X°)は、90°以上且つ180°以下である。この角K11によれば、第3の光軸A3と仮想軸A2aとの間の角K12の大きさは、(X−90)°になる。第3の光軸A3と第2の光軸A2との間の角K13は、角K12の錯角である。従って、角K13の大きさは、(X−90)°である。第2の反射面43aと第2の光軸A2との間の角K14の大きさは、(X/2−45)°である。従って、第1の反射部42Cの角K11がX°となるように配置したとき、第2の反射部43Cの角K14は(X/2−45)°に配置される。なお、第2の光軸A2と第1の反射面42aの法線Nとの間の角K14の大きさは、角度(135−X/2)°になる。
In the above-described embodiment, the case where the first pitch P1 is larger than the second pitch P2 has been described as an example. However, as shown in FIG. 15A, in the optical module, the first pitch P1 may be smaller than the second pitch P2. As shown in FIG. 15B, the size (X °) of the angle K11 between the first reflecting
上記実施形態では、光モジュール1は、発光素子21aと受光素子21bとを有していた。光モジュールは、受光素子21bを備えず、複数の発光素子21aだけを備えていてもよい。また、光モジュールは、発光素子21aを備えず、複数の受光素子21bだけを備えていてもよい。
In the above embodiment, the
1,1A,1B,1C…光モジュール、2…光ケーブル、3…コネクタモジュール、6…光ファイバ、12…ハウジング、13…基板ユニット、18…電気コネクタ、21a…発光素子、21b…受光素子、22,22A,22B,22C…レンズモジュール、28a…送信用レンズ、28b…受信用レンズ、30…入出力部、35…導波路部、40,40A,40B…光軸変換部、42,42A,42B…第1の反射部、43,43A,43B…第2の反射部、A1…第1の光軸、A2…第2の光軸、A2a…仮想軸、A3…第3の光軸、D1…前後方向、D2…幅方向、D3…高さ方向、SA…合計光学長、R1…第1面、R2…第2面、N…法線。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
複数の第2の光軸を第1のピッチと異なる第2のピッチで提供する導波路部と、
前記第1のピッチを、第1の反射部と第2の反射部で反射することにより前記第2のピッチに変換して、前記第1の光軸と前記第2の光軸を光学的に接続する光軸変換部を備える、光モジュール。 An input / output unit providing a plurality of first optical axes at a first pitch;
A waveguide section that provides a plurality of second optical axes at a second pitch different from the first pitch;
The first pitch is converted to the second pitch by being reflected by the first reflecting portion and the second reflecting portion, and the first optical axis and the second optical axis are optically converted. An optical module including an optical axis conversion unit to be connected.
前記第2の反射部は、前記第1の軸と平行な第2の軸に沿って配置されている、請求項2に記載の光モジュール。 The first reflecting portion is disposed along a first axis that intersects a plurality of the second optical axes,
The optical module according to claim 2, wherein the second reflecting portion is disposed along a second axis parallel to the first axis.
前記第1の光軸は、前記第1面の法線方向に平行である、請求項2に記載の光モジュール。 When a first axis intersecting a plurality of the second optical axes and a first surface extending by the second optical axis are defined, the third optical axis is included in the first surface,
The optical module according to claim 2, wherein the first optical axis is parallel to a normal direction of the first surface.
前記第1の光軸は、前記第1面の法線方向に平行である、請求項2に記載の光モジュール。 When defining a first axis intersecting a plurality of the second optical axes, a first surface extending by the second optical axis, and a second surface inclined to the first surface, the third light The axis is included in the second surface,
The optical module according to claim 2, wherein the first optical axis is parallel to a normal direction of the first surface.
前記入出力部は、前記第1の光軸で送信光を出射する発光素子を含み、
前記導波路部は、前記第2の光軸で前記送信光を受ける送信用光ファイバを含み、
前記送信用レンズは、前記送信光を、スポット径が前記送信用光ファイバのコア径よりも小さく、且つ、開口数が前記送信用光ファイバの開口数よりも小さくなるように集光する、請求項1〜7の何れか一項に記載の光モジュール。 A transmission lens formed on the first optical axis;
The input / output unit includes a light emitting element that emits transmission light along the first optical axis,
The waveguide section includes a transmission optical fiber that receives the transmission light at the second optical axis,
The transmission lens condenses the transmission light so that a spot diameter is smaller than a core diameter of the transmission optical fiber and a numerical aperture is smaller than a numerical aperture of the transmission optical fiber. Item 8. The optical module according to any one of Items 1 to 7.
前記入出力部は、前記第1の光軸で受信光を受ける受光素子を含み、
前記導波路部は、前記第2の光軸で前記受信光を出射する受信用光ファイバを含み、
前記受信用レンズは、前記受信光を、スポット径が前記受光素子の受光径よりも小さくなるように集光する、請求項1〜8の何れか一項に記載の光モジュール。 A receiving lens formed on the first optical axis;
The input / output unit includes a light receiving element that receives received light on the first optical axis,
The waveguide section includes a receiving optical fiber that emits the received light along the second optical axis,
The optical module according to claim 1, wherein the reception lens condenses the reception light so that a spot diameter is smaller than a light reception diameter of the light receiving element.
−90°<X<+90°…(1)
Y=−X/2…(2)
45°+X/2≧arcsin(1/n1)×(180/π)…(3)
請求項2に記載の光モジュール。
In a first surface intersecting with a plurality of the second optical axes and a first surface extended by the second optical axes, an angle formed by the first reflecting portion with a direction along the second optical axes ( X), an angle (Y) between the second reflecting portion and the direction along the second optical axis, and a medium through which the first optical axis, the second optical axis, and the third optical axis propagate. The refractive index (n1) of the following satisfies the following formulas (1) to (3):
-90 ° <X <+ 90 ° (1)
Y = −X / 2 (2)
45 ° + X / 2 ≧ arcsin (1 / n1) × (180 / π) (3)
The optical module according to claim 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014182099A JP2016057383A (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Optical module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014182099A JP2016057383A (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Optical module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016057383A true JP2016057383A (en) | 2016-04-21 |
Family
ID=55758321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014182099A Pending JP2016057383A (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Optical module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016057383A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018092643A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | ソニー株式会社 | Optical connector, optical cable, and electronic device |
JP2020071386A (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 日本電気株式会社 | Optical module and method of manufacturing optical module |
WO2020240346A1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 3M Innovative Properties Company | Light coupling element |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11174265A (en) * | 1997-10-06 | 1999-07-02 | Hewlett Packard Co <Hp> | Optical fiber assembly |
JP2004226430A (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-12 | Omron Corp | Optical device and optical apparatus using same optical device |
JP2005115346A (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-28 | Fujitsu Ltd | Optical waveguide structure and optical module |
JP2008158001A (en) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Sony Corp | Photocoupler |
JP2010191365A (en) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Hitachi Ltd | Optical interconnection mounting circuit |
JP2013182276A (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Sae Magnetics(H K )Ltd | Pluggable optical transceiver |
US20140169746A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Optical connector with sloped surface |
-
2014
- 2014-09-08 JP JP2014182099A patent/JP2016057383A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11174265A (en) * | 1997-10-06 | 1999-07-02 | Hewlett Packard Co <Hp> | Optical fiber assembly |
JP2004226430A (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-12 | Omron Corp | Optical device and optical apparatus using same optical device |
JP2005115346A (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-28 | Fujitsu Ltd | Optical waveguide structure and optical module |
JP2008158001A (en) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Sony Corp | Photocoupler |
JP2010191365A (en) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Hitachi Ltd | Optical interconnection mounting circuit |
JP2013182276A (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Sae Magnetics(H K )Ltd | Pluggable optical transceiver |
US20140169746A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Optical connector with sloped surface |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018092643A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | ソニー株式会社 | Optical connector, optical cable, and electronic device |
CN109937373A (en) * | 2016-11-17 | 2019-06-25 | 索尼公司 | Optical conenctor, optical cable and electronic equipment |
JPWO2018092643A1 (en) * | 2016-11-17 | 2019-10-17 | ソニー株式会社 | Optical connectors, optical cables and electronic equipment |
US11022764B2 (en) | 2016-11-17 | 2021-06-01 | Sony Corporation | Optical connector, optical cable, and electronic device |
JP7077952B2 (en) | 2016-11-17 | 2022-05-31 | ソニーグループ株式会社 | Optical connectors, optical cables and electronic devices |
JP2020071386A (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 日本電気株式会社 | Optical module and method of manufacturing optical module |
JP7279338B2 (en) | 2018-10-31 | 2023-05-23 | 日本電気株式会社 | Optical module and method for manufacturing optical module |
WO2020240346A1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 3M Innovative Properties Company | Light coupling element |
CN113853540A (en) * | 2019-05-24 | 2021-12-28 | 3M创新有限公司 | Optical coupling element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6205194B2 (en) | Optical receptacle and optical module | |
JP5090383B2 (en) | Optical module | |
JP6131858B2 (en) | Optical module | |
JP5983317B2 (en) | Electronic device with cable and method of assembling the same | |
KR20100066464A (en) | System and methods for routing optical signals | |
WO2013140922A1 (en) | Optical receptacle and optical module provided with same | |
JP2017156448A (en) | Optical data link | |
JP2016057383A (en) | Optical module | |
JP2015018039A (en) | Optical module | |
JP5605382B2 (en) | Optical module | |
JP2015121670A (en) | Lens block and optical communication module | |
JP5899925B2 (en) | Lens parts | |
WO2013099497A1 (en) | Optical module | |
JP2013152424A (en) | Optical module | |
CN103620464B (en) | Optical module | |
WO2013099700A1 (en) | Optical module | |
JP2013140211A (en) | Optical module | |
JP5861753B2 (en) | Optical module | |
JP7192269B2 (en) | Optical waveguides, optical modules and electronics | |
JP2013137465A (en) | Optical module | |
JP2005195804A (en) | Optical connection structure | |
JP2016038486A (en) | Optical module | |
JP2013137397A (en) | Optical module and method for assembling optical module | |
JP2015172697A (en) | Optical module | |
TW202215087A (en) | Terminal structure of optical transmission member capable of facilitating the assembly and manufacturing and reducing the size of the entire member |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170522 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180220 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180814 |