JP6011908B2 - 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュールに係り、特に、発光素子と光伝送体とを光学的に結合するのに好適な光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュールに関する。

従来から、光ファイバを用いた光通信には、面発光レーザ（例えば、ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等の発光素子を備えた光モジュールが用いられていた。

この種の光モジュールには、光レセプタクルと称される光モジュール部品が用いられており、この光レセプタクルは、発光素子から出射された通信情報を含む光を光ファイバの端面に結合させることによって、光ファイバを介した光送信に用いられるようになっていた。

また、従来から、光モジュールにおいては、温度変化に対する発光素子の出力特性の安定化や光出力の調整を目的として、発光素子から出射された光（強度や光量）をモニタ（監視）するための種々の提案がなされていた。

例えば、特許文献１においては、レンズアレイに形成された第１の凹部の内面からなる反射／透過面によるフレネル反射を利用して、発光素子からの出射光の一部をモニタ光として受光素子側に反射させる技術が提案されている。

特開２０１１−０３９１５１号公報

前述した特許文献１に記載の技術は、第１の凹部の内面の面形状のみによって、発光素子の出射光をモニタ光と光ファイバへの結合光とに分離することができるため、モニタをともなう光送信に要する部品点数を抑えることができるといった利点がある。

その一方で、特許文献１に記載の技術においては、結合光を光ファイバに適切に結合させるために第１の凹部の内面の面精度（傾斜角の精度）を要する上に、第１の凹部の後のモニタ光の進行方向を受光素子側に向くように調整するために第２の凹部が不可欠であった。

そこで、本発明者は、少ない部品点数によって結合光とモニタ光との分離を実現するといった特許文献１に記載の技術の利点を踏まえた上で、更なる製造コストの低廉化および結合効率の向上を達成すべく鋭意研究を行い、本願発明をなすに至った。

本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、モニタ光を確実に取得することができるとともに、低コスト化および結合効率の向上を図ることができる光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュールを提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る光レセプタクルの特徴は、発光素子およびこの発光素子から発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する受光素子が基板上に実装された光電変換装置と、光伝送体との間に配置された状態で、前記発光素子と前記光伝送体とを光学的に結合可能とされた光レセプタクルであって、光レセプタクル本体における前記光電変換装置側の第１の面上に、前記発光素子の前記光が入射するように配置され、入射した前記発光素子の光を、前記光伝送体に結合すべき結合光と前記モニタ光とに分離する第１のレンズ面と、前記光レセプタクル本体における前記第１の面と反対側の第２の面上に、前記第１の面に対して所定の傾斜角を有するようにして前記第１のレンズ面に対向して配置され、前記第１のレンズ面側から前記結合光が到達し、この到達した結合光を前記光伝送体側に向けて反射させる第１の反射面と、この第１の反射面によって反射された前記結合光を前記光伝送体に向けて出射させる結合光出射面と、前記第２の面上における前記第１の反射面に対する前記光伝送体側の位置に配置され、前記第１のレンズ面側から前記モニタ光が到達し、この到達したモニタ光を前記受光素子側に向けて反射させる第２の反射面と、この第２の反射面によって反射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させるモニタ光出射面とを備え、前記第１のレンズ面は、前記発光素子の光における一部の光が入射するように配置され、入射した前記一部の光を前記結合光として前記第１の反射面に向けて進行させる結合用レンズ面部と、前記発光素子の光における前記一部の光以外の他の一部の光が入射するように配置され、入射した前記他の一部の光を前記モニタ光として前記第２の反射面に向けて進行させるモニタ用レンズ面部とを有するとともに前記結合用レンズ面部は、凸面に形成され、前記モニタ用レンズ面部は、凹面または傾斜平面に形成されている点にある。

そして、この請求項１に係る発明によれば、第１のレンズ面の面形状のみによって発光素子の光を結合光とモニタ光とに分離することができるので、従来のような面精度が求められる凹部を作り込む必要がなく、光レセプタクルを低コストで設計・作製することができる。また、第１のレンズ面においてモニタ光と分離された結合光については、第１の反射面を経由して結合光出射面に至るまで光レセプタクルの内部の光路上を進行させることができるので、第１の反射面の精度さえ確保されれば、光伝送体への結合を高精度に行うことができる。更に、第１レンズ面の面形状を、結合光とモニタ光との分割に好適な形状に形成することができる。

さらに、請求項２に係る光レセプタクルの特徴は、請求項１において、更に、前記結合用レンズ面部、前記モニタ用レンズ面部および前記モニタ光出射面は、前記第１の面上の共通の基準平面を基準とした面形状に設計されており、前記第１のレンズ面は、前記結合用レンズ面部と前記モニタ用レンズ面部とを接続する段差面部を有する点にある。

そして、この請求項２に係る発明によれば、第１のレンズ面を構成する結合用レンズ面部およびモニタ用レンズ面部と、モニタ光出射面とを、共通の基準平面を基準として簡便に設計することができる。

さらにまた、請求項３に係る光レセプタクルの特徴は、請求項２において、更に、前記段差面部は、前記第１のレンズ面上の光軸に平行に配置されている点にある。

そして、この請求項３に係る発明によれば、結合用レンズ面部、モニタ用レンズ面部およびモニタ光出射面を共通の基準平面を基準として設計する場合に不可避的となる段差面が、発光素子の光の光路にできるだけ影響を及ぼさないようにすることができる。

また、請求項４に係る光レセプタクルの特徴は、請求項１において、更に、前記結合用レンズ面部と前記モニタ用レンズ面部とは、互いに連接されている点にある。

そして、この請求項４に係る発明によれば、結合用レンズ面部とモニタ用レンズ面部との境界における形状変化を滑らかにすることができるので、光レセプタクルを金型を用いた樹脂成形によって得る場合に、金型における第１のレンズ面の形状転写面の加工を簡便かつ高精度に行うことができる。

さらに、請求項５に係る光レセプタクルの特徴は、請求項１〜４のいずれか１項において、更に、前記モニタ用レンズ面部は、前記結合用レンズ面部に対して前記光伝送体側に配置されている点にある。

そして、この請求項５に係る発明によれば、モニタ光が第１の反射面に入射しないようにするための適切な光路設計を簡便に行うことができる。

さらにまた、請求項６に係る光レセプタクルの特徴は、請求項１〜５のいずれか１項において、更に、前記第２の反射面は、前記モニタ光が臨界角よりも大きい入射角で内部入射し、この内部入射したモニタ光を全反射させる全反射面とされている点にある。

そして、この請求項６に係る発明によれば、第２の反射面を光レセプタクル本体の面形状のみによって構成することができるので、部品点数を抑えることができる。

また、請求項７に係る光レセプタクルの特徴は、請求項６において、更に、前記第２の反射面は、平面または凸の非球面に形成されている点にある。

そして、この請求項７に係る発明によれば、第２の反射面を平面に形成する場合には、形状の簡素化によって更なるコストの低廉化を図ることができ、また、第２の反射面を凸の非球面に形成する場合には、モニタ光の進行方向の調整を行い易くなり、光路設計の自由度および受光素子の配置位置の選択の自由度を向上させることができる。

さらに、請求項８に係る光レセプタクルの特徴は、請求項６または７において、更に、前記第２の反射面は、前記第２の面上に凹設された凹部の内底面の少なくとも一部からなる点にある。

そして、この請求項８に係る発明によれば、全反射面とされた第２の反射面上への異物の付着を防止するための第２の反射面の遮蔽（例えば、第２の面上へのフィルムの貼り付け）に適した構成を実現することができる。

さらにまた、請求項９に係る光レセプタクルの特徴は、請求項１〜８のいずれか１項において、更に、前記第１の反射面は、前記結合光が臨界角よりも大きい入射角で内部入射し、この内部入射した結合光を全反射させる全反射面とされている点にある。

そして、この請求項９に係る発明によれば、第１の反射面を光レセプタクル本体の面形状のみによって構成することができるので、部品点数を抑えることができる。

また、請求項１０に係る光レセプタクルの特徴は、請求項１〜９のいずれか１項において、更に、前記結合光出射面は、前記結合光を収束させつつ出射させる第２のレンズ面とされ、前記モニタ光出射面は、前記モニタ光を収束させつつ出射させる第３のレンズ面とされている点にある。

そして、この請求項１０に係る発明によれば、結合光およびモニタ光の結合効率を向上させることができる。

さらに、請求項１１に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光レセプタクルと、請求項１に記載の光電変換装置とを備えた点にある。

そして、この請求項１１に係る発明によれば、第１のレンズ面の面形状によって発光素子の光を結合光とモニタ光とに分離することができるので、光レセプタクルを低コストで設計・作製することができ、また、第１のレンズ面においてモニタ光と分離された結合光については、第１の反射面を経由して出射面に至るまで光レセプタクルの内部の光路上を進行させることができるので、光伝送体への結合を高精度に行うことができる。

本発明によれば、モニタ光を確実に取得することができるとともに、低コスト化および結合効率の向上を図ることができる。

本発明に係る光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュールの実施形態を示す概略構成図 図１に示す光レセプタクルの平面図 図１に示す光レセプタクルの下面図 図１に示す光レセプタクルの要部拡大図 本発明の第１の変形例を示す縦断面図 図５の要部拡大図 本発明の第２の変形例を示す縦断面図 図７の下面図 図７の要部拡大図 本発明の第３の変形例を示す縦断面図 図１０の要部拡大図 本発明の第４の変形例を示す縦断面図 図１２の要部拡大図 本発明の第５の変形例を示す縦断面図 図１４の平面図 図１４の要部拡大図 本発明の第６の変形例を示す第１の平面図 本発明の第６の変形例を示す第２の平面図 本発明の第７の変形例を示す光モジュールの概略構成図 図１９に示す光レセプタクルの平面図 図１９に示す光レセプタクルの下面図 図１９に示す光レセプタクルの右側面図 本発明の第８の変形例を示す縦断面図 本発明の第９の変形例を示す縦断面図 図２４の下面図 本発明の第１０の変形例を示す縦断面図 本発明の第１１の変形例を示す縦断面図 本発明の第１２の変形例を示す縦断面図 図２８の平面図

以下、本発明に係る光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュールの実施形態について、図１〜図２９を参照して説明する。

図１は、本実施形態における光モジュール１の概要を本実施形態における光レセプタクル２の縦断面図（図２のＡ−Ａ断面図に相当）とともに示す概略構成図である。また、図２は、図１に示す光レセプタクル２の平面図である。さらに、図３は、図１に示す光レセプタクル２の下面図である。

図１に示すように、本実施形態における光レセプタクル２（光レセプタクル本体）は、光電変換装置３と光伝送体としての光ファイバ５との間に配置されるようになっている。

ここで、図１の光電変換装置３は、基板実装型の光電変換装置３とされている。すなわち、図１に示すように、光電変換装置３は、第１の面としての光レセプタクル２の下端面２ａ（平面）に対して平行に配置される半導体基板（回路基板）６における光レセプタクル２側の面（上面）に、この面に対して垂直方向（上方向）にレーザ光Ｌａを出射（発光）させる１つの発光素子７を有しており、この発光素子７は、前述したＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）を構成している。また、光電変換装置３は、半導体基板６における光レセプタクル２側の面上であって、発光素子７に対する図１における右方位置に、発光素子７から出射されたレーザ光Ｌａの出力（例えば、強度や光量）をモニタするためのモニタ光Ｌｍを受光する１つの受光素子８を有している。この受光素子８は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図示はしないが、半導体基板６における光レセプタクル２側の面上には、受光素子８によって受光されたモニタ光Ｌｍの強度や光量に基づいて発光素子７から発光されるレーザ光Ｌａの出力を制御する制御回路等の電子部品が実装されており、この電子部品は、配線を介して発光素子７および受光素子８に電気的に接続されている。このような光電変換装置３は、例えば、半導体基板６と光レセプタクル２との間に配置された接着剤（例えば、熱／紫外線硬化性樹脂）等の公知の固定手段によって光レセプタクル２に取り付けられることにより、光レセプタクル２とともに光モジュール１を構成するようになっている。

また、図１に示すように、光ファイバ５は、端面５ａ側の所定長さの部位が、この部位を保持する円筒状のフェルール９とともに、光レセプタクル２に形成された筒状の光ファイバ取付部４内に取り付けられるようになっている。この取り付け状態において、光ファイバ５における端面５ａ側の部位（光ファイバ取付部４内に収容された部位）は、半導体基板６に対して平行となっている。なお、光ファイバ５は、シングルモード光ファイバおよびマルチモード光ファイバのいずれであってもよい。

そして、光レセプタクル２は、このような光電変換装置３と光ファイバ５との間に配置された状態で、発光素子７と光ファイバ５の端面５ａとを光学的に結合させるようになっている。なお、光レセプタクル２は、ポリエーテルイミド等の透光性樹脂材料を用いた射出成形によって製造されるようにしてもよい。

この光レセプタクル２について更に詳述すると、図１に示すように、光レセプタクル２は、各種の光学面を有する主要部の外形が略直方体状に形成されている。すなわち、図１〜図３に示すように、光レセプタクル２の主要部は、下端面２ａ、第２の面としての上端面２ｂ、左端面２ｃ、右端面２ｄ、前端面２ｅおよび後端面２ｆの各面によって大まかな外形を構成している。なお、上下の端面２ａ、２ｂは互いに平行とされている。また、前述した光ファイバ取付部４は、右端面２ｄから右方に延出するように形成されている。

図１に示すように、光レセプタクル２の下端面２ａ上には、下端面２ａに対して上方に凹入された断面略矩形状の第１の凹部１０が形成されており、この第１の凹部１０の内底面１０ａは、下端面２ａに平行に形成されている。そして、この第１の凹部１０の内底面１０ａ上の図１および図３における左端部近傍位置には、図１および図３に示すように、１つの第１のレンズ面１１が形成されている。

ここで、第１のレンズ面１１は、図３に示すように、下面図において、境界線ＢＬによって左右の２つの半円形状の分割領域１１ｃ、１１ｍごとに分割された状態の円（真円）形状を呈している。また、第１レンズ面１１は、図１に示すように、断面図において、左側の分割領域１１ｃが、右側の分割領域１１ｄ側に向かうにしたがって光電変換装置３側への突出量が漸増するような凸曲線を呈し、また、右側の分割領域１１ｍが、左側の分割領域１１ｃ側に向かうにしたがって光電変換装置３と反対側への凹入量が漸増するような凹曲線を呈し、さらに、これら凸曲線と凹曲線とがこれらを横断する直線部で接続された形状を呈している。なお、左側の分割領域１１ｃは、球面または非球面の凸レンズ面の一部（半部）からなるものであってもよく、また、右側の分割領域１１ｍは、球面または非球面の凹レンズ面の一部（半部）からなるものであってもよい。また、図１および図４に示すように、両分割領域１１ｃ、１１ｍは、それぞれ、第１のレンズ面１１上の光軸ＯＡ（１）を対称軸として回転対称形に形成されていてもよい。この光軸ＯＡ（１）の位置は、発光素子７の中心部に対してレーザ光Ｌａの出射方向において合致して（位置合わせされて）いることが望ましい。また、光軸ＯＡ（１）の軸方向は、下端面２ａに直交していてもよい。

そして、このように形成された左側の分割領域１１ｃおよび右側の分割領域１１ｍは、それぞれ、光ファイバ５への光結合に関与する結合用レンズ面部１１ｃ、モニタに関与するモニタ用レンズ面部１１ｍとされている。

すなわち、図１および図４に示すように、光レセプタクル２に光電変換装置３が取り付けられた状態において、結合用レンズ面部１１ｃには、発光素子７から出射されたレーザ光Ｌａにおける一部（左半部）のレーザ光Ｌａが下方から入射する。そして、結合用レンズ面部１１ｃは、入射した一部のレーザ光Ｌａを収束（例えば、コリメート）させて、光ファイバ５の端面５ａに結合すべきファイバ結合光Ｌｃとして、光レセプタクル２の内部の光路上を直上（後述する第１の反射面１４）に向けて進行させる。また、このとき、図１および図４に示すように、モニタ用レンズ面部１１ｍには、発光素子７から出射されたレーザ光Ｌａにおける結合用レンズ面部１１ｃへの入射光以外の他の一部（右半部）のレーザ光Ｌａが下方から入射する。そして、モニタ用レンズ面部１１ｍは、入射した他の一部のレーザ光Ｌａを、モニタ光Ｌｍとして、光レセプタクル２の内部の光路上を右上方（後述する第２の反射面１６）に向けて進行させる。このようにして、第１のレンズ面１１に入射したレーザ光Ｌａが、ファイバ結合光Ｌｃとモニタ光Ｌｍとに分離される。

また、図１および図２に示すように、光レセプタクル２の上端面２ｂ上における第１のレンズ面１１に対してファイバ結合光Ｌｃの進行方向側の位置（図１における真上位置）には、上方に向かうにしたがって右方に傾くような下端面２ａに対する所定の傾斜角を有する第１の反射面１４が形成されている。図１に示すように、第１の反射面１４は、上端面２ｂ上に下方に向かって凹入形成された断面略五角形状の第２の凹部１５の内斜面のみからなる。

このような第１の反射面１４には、図１に示すように、結合用レンズ面部１１ｃを通過したファイバ結合光Ｌｃが、図１における下方側（光レセプタクル２の内部側）から臨界角よりも大きい入射角で内部入射（到達）する。そして、第１の反射面１４は、この内部入射したファイバ結合光Ｌｃを、図１における右方に向けて全反射させる。

なお、第１の反射面１４の傾斜角は、設計および寸法精度測定の簡便化の観点から、下端面２ａを基準（０°）として図１における反時計回りに４５°としてもよい。

さらに、図１に示すように、光レセプタクル２の主要部の右端面２ｄは、光ファイバ５の端面５ａに臨むようになっており、この右端面２ｄは、結合光出射面としての１つの第２のレンズ面１２とされている。この第２のレンズ面１２は、外周形状が円形状に形成されているとともに、光ファイバ５の端面５ａ側に凸面を向けた球面または非球面の凸レンズ面に形成されている。なお、第２のレンズ面１２上の光軸ＯＡ（２）は、光ファイバ５の端面５ａにおける中心部の法線上に配置されていることが望ましい。

このような第２のレンズ面１２には、図１に示すように、第１の反射面１４によって全反射されたファイバ結合光Ｌｃが内部入射する。そして、第２のレンズ面１２は、この内部入射したファイバ結合光Ｌｃを、収束させつつ光ファイバ５の端面５ａに向けて出射させる。

このようにして、結合用レンズ面部１１ｃにおいてモニタ光Ｌｍと分離されたファイバ結合光Ｌｃが、光ファイバ５の端面５ａに結合される。

一方、図１および図２に示すように、光レセプタクル２の上端面２ｂ上における第１の反射面１４に対する光ファイバ５側（右方側）の近傍位置には、下端面２ａに平行かつ平面図において矩形状を呈する第２の反射面１６が形成されている。図１に示すように、第２の反射面１６は、上端面２ｂ上に下方に向かって比較的に浅く凹入形成された断面略矩形状の第３の凹部１７の内底面のみからなる。

このような第２の反射面１６には、図１に示すように、モニタ用レンズ面部１１ｍを通過したモニタ光Ｌｍが、図１における左下方側（光レセプタクル２の内部側）から臨界角よりも大きい入射角で内部入射（到達）する。そして、第２の反射面１６は、この内部入射したモニタ光Ｌｍを、図１における右下方に向けて全反射させる。

また、図１および図３に示すように、第１の凹部１０の内底面１０ａ上における第１のレンズ面１１に対する右方位置であって、受光素子８に対向する位置には、モニタ光出射面としての第３のレンズ面１３が形成されている。図１および図３に示すように、第３のレンズ面１３は、下面図において円形状を呈するととともに、受光素子８側に凸面を向けた球面または非球面の凸レンズ面に形成されている。なお、第３のレンズ面１３上の光軸ＯＡ（３）は、受光素子８の受光面における中心部の法線上に位置されていてもよい。

このような第３のレンズ面１３には、図１に示すように、第２の反射面１６によって全反射されたモニタ光Ｌｍが、図１における左上方側（光レセプタクル２の内部側）から内部入射する。そして、第３のレンズ面１３は、この内部入射したモニタ光Ｌｍを、収束させつつ受光素子８に向けて出射させる。

このようにして、モニタ用レンズ面部１１ｍにおいてファイバ結合光Ｌｃと分離されたモニタ光Ｌｍが、受光素子８に結合される。

以上の構成によれば、発光素子７のレーザ光Ｌａを、第１のレンズ面１１の面形状のみによってファイバ結合光Ｌｃとモニタ光Ｌｍとに好適に分離することができるので、従来のような面精度が求められる凹部を作り込む必要がなく、光レセプタクル２を低コストで設計・作製することができる。また、第１のレンズ面１１においてモニタ光Ｌｍと分離された結合光Ｌｃについては、第１の反射面１４を経由して第２のレンズ面１２に至るまで光レセプタクル２の内部の光路上を進行させることができるので、第１の反射面１４の精度さえ確保されれば、光ファイバ５への結合を高精度に行うことができる。さらに、第１の反射面１４および第２の反射面１６がいずれも光レセプタクル２の面形状のみによって構成されているため（全反射面であるため）、部品点数を抑えることができる。さらにまた、第２の反射面１６が平面に形成されているため、形状の簡素化によって更なるコストの低廉化を図ることができる。また、第２の反射面１６が第３の凹部１７の内底面からなることによって、全反射機能を損なう第２の反射面１６上への異物の付着を防止する対策が講じ易くなる。なお、このような対策の一例としては、上端面２ｂ上に凹部１７の開口を塞ぐフィルムを貼り付けて、第２の反射面１６を遮蔽することが考えられる。このとき、フィルムを第２の凹部１５の開口周縁部にまで至らせて、第１の反射面１４の遮蔽を兼ねるようにしてもよいことは勿論である。さらに、上記構成によれば、図１に示したように、モニタ用レンズ面部１１ｍが、結合用レンズ面部１１ｃに対して光ファイバ５側に配置されているため、モニタ光Ｌｍが第１の反射面１４に入射しないようにするための適切な光路設計を、両面部１１ｍ、１１ｃの配置位置が逆転している場合に比べて簡便に行うことができる。

上記構成に加えて、更に、本実施形態において、結合用レンズ面部１１ｃ、モニタ用レンズ面部１１ｍおよび第３のレンズ面１３は、下端面２ａ上の共通の基準平面としての第１の凹部１０の水平な（段差を有しない）内底面１０ａを基準とした面形状に設計されている。具体的には、結合用レンズ面部１１ｃは、内底面１０ａを突出量ゼロの基準面として光電変換装置３側に突出するように設計され、モニタ用レンズ面部１１ｍは、内底面１０ａを凹入量ゼロの基準面として光電変換装置３の反対側に凹入するように設計され、第３のレンズ面１３は、内底面１０ａを突出量ゼロの基準面として光電変換装置３側に突出するように設計されている。このような構成によれば、結合用レンズ面部１１ｃ、モニタ用レンズ面部１１ｍおよび第３のレンズ面１３を共通の基準平面を基準として簡便に設計することができる。

また、このような設計に起因して、図１および図４に示すように、結合用レンズ面部１１ｃにおけるモニタ用レンズ面部１１ｍ側の端部と、モニタ用レンズ面部１１ｍにおける結合用レンズ面部１１ｃ側の端部との間には、両レンズ面部１１ｃ、１１ｍを接続する段差面部１１ｄが形成されている。この段差面部１１ｄは、光ファイバ５への光結合およびモニタのいずれにも関与しないが、光軸ＯＡ（１）に平行に形成されているため、ファイバ結合光Ｌｃおよびモニタ光Ｌｍの光路に悪影響（例えば、迷光の発生等）を及ぼすことは殆どない。

なお、第１の反射面１４上および第２の反射面１６上に、必要に応じて光反射率が高い金属（例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ）の薄膜等からなる反射膜を形成してもよいが、部品点数の削減を優先させたい場合には、前述のように、全反射のみを利用した構成を採用することが望ましい。

なお、本発明には、以下に示すような種々の変形例を適用してもよい。

（第１の変形例）
例えば、図５よび図６に示すように、モニタ用レンズ面部１１ｍを、結合用レンズ面部１１ｃ側に向かうにしたがって光電変換装置３と反対側に傾くような下端面２ａに対して所定の傾斜角を有する傾斜平面に形成してもよい。なお、この場合に、モニタ用レンズ面部１１ｍは、下面図において図３と同様の半円形状を呈するように形成してもよい。

このように構成した場合にも、図５および図６に示すように、モニタ用レンズ面部１１ｍに入射したレーザ光Ｌａを、屈折を利用することによってモニタ光Ｌｍとしてファイバ結合光Ｌｃと分離して、このモニタ光Ｌｍを第２の反射面１６に向けて進行させることができるので、図１〜図４に示した構成と同様の作用効果を奏することができる。

（第２の変形例）
また、図７〜図９に示すように、結合用レンズ面部１１ｃとモニタ用レンズ面部１１ｍとを互いに連接するように形成してもよい。

なお、本変形例において、結合用レンズ面部１１ｃおよびモニタ用レンズ面部１１ｍは、それぞれ、図１〜図４に示した構成と同様の凸面、凹面に形成されている。

このような構成によれば、結合用レンズ面部１１ｃとモニタ用レンズ面部１１ｍとの境界における形状変化を滑らかにすることができる（段差面部１１ｄを除去できる）ので、光レセプタクル２を金型を用いた樹脂成形によって得る場合に、金型における第１のレンズ面１１の形状転写面の加工を簡便かつ高精度に行うことができる。

（第３の変形例）
さらに、図１０および図１１に示すように、第１の変形例（傾斜平面状のモニタ用レンズ面部１１ｍ）と第２の変形例（結合用レンズ面部１１ｃとモニタ用レンズ面部１１ｍとの連接）とを組み合わせるようにしてもよい。

（第４の変形例）
さらにまた、ファイバ結合光Ｌｃとモニタ光Ｌｍとの光強度比は、結合用レンズ面部１１ｃに入射する一部のレーザ光Ｌａとモニタ用レンズ面部１１ｍに入射する他の一部のレーザ光Ｌａとの光束断面積比（光軸ＯＡ（１）に垂直な断面の面積比）によって調整することができ、この光束断面積比は、両レンズ面部１１ｃ、１１ｍの面積比によって調整することができる。

したがって、図１〜図４に示した構成よりもファイバ結合光Ｌｃの光強度を大きくしたい場合には、例えば、図１２および図１３に示すように、結合用レンズ面部１１ｃにおけるモニタ用レンズ面部１１ｍ側の端部が光軸ＯＡ（１）を乗り越えるように、結合用レンズ面部１１ｃをモニタ用レンズ面部１１ｍよりも大きく形成してもよい。

（第５の変形例）
また、図１４〜図１６に示すように、第２の反射面１６を、第３の凹部１７の内底面の一部をなす凸の非球面形状の全反射面に形成してもよい。

このような構成によれば、第２の反射面１６に対するモニタ光Ｌｍの入射角を調節することによって、モニタ光Ｌｍの進行方向の調整を行い易くなり、光路設計の自由度および受光素子８の配置位置の選択の自由度を向上させることができる。

（第６の変形例）
さらに、図１７および図１８に示すように、第３の凹部１７の内底面を、円形状に形成してもよい。

（第７の変形例）
さらにまた、図１９〜図２２に示すように、モニタをともなう光送信の多チャンネル化に対応できるように構成してもよい。

すなわち、本変形例において、光電変換装置３は、発光素子７および受光素子８が、図１９における紙面垂直方向に沿って複数（１２個）整列形成されたものとされている。また、本変形例においては、光ファイバ５が、発光素子７および受光素子８の整列方向と同方向に沿って発光素子７および受光素子８と同数整列配置されるようになっている。なお、図１９において、各光ファイバ５は、多芯一括型のコネクタ１９内に収容された状態で公知の取付手段を介して光レセプタクル２に取り付けられている。

また、このような光電変換装置３および光ファイバ５の構成に対応して、光レセプタクル２は、各発光素子７−各光ファイバ５間の光路および各発光素子７−各受光素子８間の光路を形成し得るように、図１９の紙面垂直方向における寸法（図２０、図２１における縦寸法）が、図１〜図４に示した構成に比べて大きく形成されている。さらに、レンズ面１１、１２、１３についても、発光素子７、光ファイバ５の端面５ａおよび受光素子８にそれぞれ対応する位置に、発光素子７、光ファイバ５および受光素子８と同数ずつ形成されている。さらにまた、右端面２ｄ’上には、光レセプタクル２に対する光ファイバ５の取り付け位置を機械的な作業のみによって決定するための位置決め用のピン２１が形成されている。

なお、本変形例において、各結合用レンズ面部１１ｃおよび各モニタ用レンズ面部１１ｍは、それぞれ、図１〜図４に示した構成と同様の凸面、凹面に形成されている。

本変形例によれば、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、各発光素子７にそれぞれ対応する各第１のレンズ面１１の結合用レンズ面部１１ｃおよびモニタ用レンズ面部１１ｍによって、各発光素子７ごとのファイバ結合光Ｌｃとモニタ光Ｌｍとに分離することができるので、モニタをともなう多チャンネルの光送信を高精度かつ低コストで実現することができる。

（第８の変形例）
また、図２３に示すように、第１の変形例（傾斜平面状のモニタ用レンズ面部１１ｍ）と第７の変形例（多チャンネル対応）とを組み合わせるようにしてもよい。

（第９の変形例）
さらに、図２４および図２５に示すように、第２の変形例（結合用レンズ面部１１ｃと凹面状のモニタ用レンズ面部１１ｍとの連接）と第７の変形例（多チャンネル対応）とを組み合わせるようにしてもよい。

（第１０の変形例）
さらにまた、図２６に示すように、第３の変形例（結合用レンズ面部１１ｃと傾斜平面状のモニタ用レンズ面部１１ｍとの連接）と第７の変形例（多チャンネル対応）とを組み合わせるようにしてもよい。

（第１１の変形例）
また、図２７に示すように、第４の変形例（ファイバ結合光Ｌｃの光量調整）と第７の変形例（多チャンネル対応）とを組み合わせるようにしてもよい。

（第１２の変形例）
さらに、図２８および図２９に示すように、第５の変形例（非球面状の第２の反射面１６）と第７の変形例（多チャンネル対応）とを組み合わせるようにしてもよい。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更してもよい。

例えば、本発明には、光導波路等の光ファイバ５以外の光伝送体を適用してもよい。

１ 光モジュール
２ 光レセプタクル
３ 光電変換装置
５ 光ファイバ
７ 発光素子
８ 受光素子
１１ 第１のレンズ面
１１ｃ 結合用レンズ面部
１１ｍ モニタ用レンズ面部
１４ 第１の反射面
１６ 第２の反射面

Claims (11)

1. 発光素子およびこの発光素子から発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する受光素子が基板上に実装された光電変換装置と、光伝送体との間に配置された状態で、前記発光素子と前記光伝送体とを光学的に結合可能とされた光レセプタクルであって、
   光レセプタクル本体における前記光電変換装置側の第１の面上に、前記発光素子の前記光が入射するように配置され、入射した前記発光素子の光を、前記光伝送体に結合すべき結合光と前記モニタ光とに分離する第１のレンズ面と、
   前記光レセプタクル本体における前記第１の面と反対側の第２の面上に、前記第１の面に対して所定の傾斜角を有するようにして前記第１のレンズ面に対向して配置され、前記第１のレンズ面側から前記結合光が到達し、この到達した結合光を前記光伝送体側に向けて反射させる第１の反射面と、
   この第１の反射面によって反射された前記結合光を前記光伝送体に向けて出射させる結合光出射面と、
   前記第２の面上における前記第１の反射面に対する前記光伝送体側の位置に配置され、前記第１のレンズ面側から前記モニタ光が到達し、この到達したモニタ光を前記受光素子側に向けて反射させる第２の反射面と、
   この第２の反射面によって反射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させるモニタ光出射面と
   を備え、
   前記第１のレンズ面は、
   前記発光素子の光における一部の光が入射するように配置され、入射した前記一部の光を前記結合光として前記第１の反射面に向けて進行させる結合用レンズ面部と、
   前記発光素子の光における前記一部の光以外の他の一部の光が入射するように配置され、入射した前記他の一部の光を前記モニタ光として前記第２の反射面に向けて進行させるモニタ用レンズ面部と
   を有するとともに
   前記結合用レンズ面部は、凸面に形成され、
   前記モニタ用レンズ面部は、凹面または傾斜平面に形成されている
   ことを特徴とする光レセプタクル。
2. 前記結合用レンズ面部、前記モニタ用レンズ面部および前記モニタ光出射面は、前記第１の面上の共通の基準平面を基準とした面形状に設計されており、
   前記第１のレンズ面は、前記結合用レンズ面部と前記モニタ用レンズ面部とを接続する段差面部を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
3. 前記段差面部は、前記第１のレンズ面上の光軸に平行に配置されていること
   を特徴とする請求項２に記載の光レセプタクル。
4. 前記結合用レンズ面部と前記モニタ用レンズ面部とは、互いに連接されていること
   を特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
5. 前記モニタ用レンズ面部は、前記結合用レンズ面部に対して前記光伝送体側に配置されていること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光レセプタクル。
6. 前記第２の反射面は、前記モニタ光が臨界角よりも大きい入射角で内部入射し、この内部入射したモニタ光を全反射させる全反射面とされていること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光レセプタクル。
7. 前記第２の反射面は、平面または凸の非球面に形成されていること
   を特徴とする請求項６に記載の光レセプタクル。
8. 前記第２の反射面は、前記第２の面上に凹設された凹部の内底面の少なくとも一部からなること
   を特徴とする請求項６または７に記載の光レセプタクル。
9. 前記第１の反射面は、前記結合光が臨界角よりも大きい入射角で内部入射し、この内部入射した結合光を全反射させる全反射面とされていること
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光レセプタクル。
10. 前記結合光出射面は、前記結合光を収束させつつ出射させる第２のレンズ面とされ、
    前記モニタ光出射面は、前記モニタ光を収束させつつ出射させる第３のレンズ面とされていること
    を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光レセプタクル。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光レセプタクルと、
    請求項１に記載の光電変換装置と
    を備えたことを特徴とする光モジュール。

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