JP6494216B2

JP6494216B2 - 光レセプタクルおよび光モジュール

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Description

本発明は、光レセプタクルおよびこれを有する光モジュールに関する。

以前から、光ファイバや光導波路などの光伝送体を用いた光通信には、面発光レーザ（例えば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser））などの発光素子を備えた光モジュールが使用されている。光モジュールは、１または２以上の光電変換素子（発光素子または受光素子）と、送信用または受信用の光結合素子（以下、「光レセプタクル」ともいう）とを有する（例えば、特許文献１参照）。

図１は、特許文献１に記載の光結合素子１０の構成を示す図である。図１Ａは、光結合素子１０の平面図であり、図１Ｂは、底面図であり、図１Ｃは、正面図であり、図１Ｄは、右側面図である。光結合素子１０は、不図示のＶＣＳＥＬ（発光素子）からの光を入射させる第１レンズ面１１（入射面）と、第１レンズ面１１で入射した光を反射する全反射面１２と、全反射面１２で反射された光を不図示の光ファイバの端面に向けて出射する第２レンズ面１３（出射面）と、光ファイバを光結合素子１０に対して位置決めするための位置決め用凸部１４と、ＶＣＳＥＬを光結合素子１０に対して位置決めするための位置決め用凹部１５とを有する。光結合素子１０は、ＶＣＳＥＬが配置された基板上に配置されるとともに、光ファイバが接続された状態で使用される。このように、光結合素子１０は、ＶＣＳＥＬおよび光ファイバの位置決めを簡単に行いつつ、ＶＣＳＥＬと光ファイバの端面との光学的な結合を適切に行うことができる。

また、特許文献１に記載の光結合素子１０は、熱可塑性の透明樹脂を用いた射出成形により一体成形されうる。具体的には、光結合素子１０は、金型のキャビティーに熱可塑性の透明樹脂を流し込んで、冷却させて固化させた後、光結合素子１０を離型することで製造される。

特開２００９−１６３２１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光結合素子１０（光レセプタクル）を射出成形により製造する場合、全反射面１２が成形収縮によりわずかに変形してしまう。１０Ｇｂｐｓ程度までの伝送速度で使用する場合は、全反射面１２の精度が大きな問題とはならないため、光結合素子１０は、発光素子（光電変換素子）および光ファイバ（光伝送体）を光学的に適切に結合させることができる。しかし、近年、より速い伝送速度での使用が求められており、全反射面１２のわずかな変形であっても、発光素子（または受光素子）と光伝送体とを光学的に適切に結合させることができないおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、射出成形により製造したとしても成形収縮による反射面の変形が生じにくい光レセプタクルを提供することを目的とする。また、本発明は、この光レセプタクルを有する光モジュールを提供することも目的とする。

本発明に係る光レセプタクルは、１または２以上の光電変換素子と、１または２以上の光伝送体との間に配置され、前記１または２以上の光電変換素子と、前記１または２以上の光伝送体の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、前記光電変換素子から出射された光を入射させるか、前記光伝送体の端面から出射され、内部を通る光を前記光電変換素子に向けて出射させる１または２以上の第１光学面と、前記第１光学面で入射し、内部を通る光を前記光伝送体の端面に向けて出射させるか、前記光伝送体の端面から出射された光を入射させる１または２以上の第２光学面と、前記第１光学面で入射した光を前記第２光学面に向けて反射させるか、前記第２光学面で入射した光を前記第１光学面に向けて反射させる反射面と、前記反射面に対して溝を挟んで対向するように配置された壁部と、を有し、前記溝は、その長さ方向において両端が外部に連通している、構成を採る。

本発明に係る光モジュールは、基板と、前記基板上に配置された１または２以上の光電変換素子と、前記第１光学面が前記光電変換素子と対向するように前記基板上に配置された本発明に係る光レセプタクルと、を有する、構成を採る。

本発明によれば、射出成形により製造しても成形収縮による反射面の変形が生じにくい光レセプタクルを提供することができる。本発明に係る光レセプタクルは、反射面の精度が高いため、速い伝送速度でも光電変換素子と光伝送体とを光学的に適切に結合させることができる。

図１Ａ〜Ｄは、特許文献１に係る光レセプタクルの構成を示す図である。図２は、実施の形態に係る光モジュールの断面図である。図３Ａ、Ｂは、実施の形態に係る光レセプタクルの斜視図である。図４Ａ〜Ｅは、実施の形態に係る光レセプタクルの構成を示す図である。図５Ａ、Ｂは、比較例１に係る光レセプタクルの斜視図である。図６Ａ〜Ｅは、比較例１に係る光レセプタクルの構成を示す図である。図７Ａ、Ｂは、比較例２に係る光レセプタクルの斜視図である。図８Ａ〜Ｅは、比較例２に係る光レセプタクルの構成を示す図である。図９Ａ、Ｂは、実施の形態および比較例１、２に係る光レセプタクルの成形収縮による反射面の変位量を示すグラフである。図１０Ａ〜Ｃは、実施の形態および比較例１、２に係る光レセプタクルの成形収縮による歪みを説明するための図である。

以下、本発明に係る一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（光モジュールの構成）
図２は、本発明の実施の形態に係る光モジュール１００の断面図である。図２では、光レセプタクル１３０内の光路を示すために光レセプタクル１３０の断面へのハッチングを省略している。

図２に示されるように、光モジュール１００は、基板１１０と、１または２以上の光電変換素子１２０と、光レセプタクル１３０とを有する。光モジュール１００は、光レセプタクル１３０に光伝送体１４０が接続されて使用される。

基板１１０には、１または２以上の光電変換素子１２０、および光レセプタクル１３０が配置される。基板１１０には、後述する光レセプタクル１３０の位置決め用凹部１３６に対応した凸部が形成されている。この凸部を位置決め用凹部１３６に嵌め込むことにより、光レセプタクル１３０を、基板１１０上に配置された光電変換素子１２０に対して所定の位置に固定することができる。基板１１０の材料は、特に限定されない。基板１１０は、例えばガラスコンポジット基板やガラスエポキシ基板などである。

光電変換素子１２０は、発光素子または受光素子であり、基板１１０上に配置されている。本実施の形態では、複数（１２個）の光電変換素子１２０（発光素子および／または受光素子）が、基板１１０上に配置されている。送信用の光モジュール１００では、光電変換素子１２０として発光素子が使用される。受信用の光モジュール１００では、光電変換素子１２０として受光素子が使用される。発光素子は、例えば垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。受光素子は、例えばフォトディテクタである。

光レセプタクル１３０は、後述する第１光学面１３１が光電変換素子１２０と対向するように基板１１０上に配置されている。光レセプタクル１３０は、光電変換素子１２０と光伝送体１４０との間に配置された状態で、光電変換素子１２０と光伝送体１４０の端面とを光学的に結合させる。送信用の光モジュール１００では、光レセプタクル１３０は、光電変換素子１２０（発光素子）から出射された光を光伝送体１４０の端面に向けて出射する。受信用の光モジュール１００では、光レセプタクル１３０は、光伝送体１４０の端面から出射された光を光電変換素子１２０（受光素子）に向けて出射する。なお、光電変換素子１２０として発光素子および受光素子の両方を有する光モジュール１００は、送信用の光モジュールおよび受信用の光モジュールの両方として機能する。光レセプタクル１３０の構成については、別途詳細に説明する。

光伝送体１４０の種類は、特に限定されない。光伝送体１４０の種類の例には、光ファイバや光導波路などが含まれる。特に図示しないが、光伝送体１４０は、フェルールを介して光レセプタクル１３０に接続される。フェルールには、後述する光レセプタクル１３０の位置決め用凸部１３５に対応した凹部が形成されている。この凹部に位置決め用凸部１３５を嵌め込むことにより、光伝送体１４０の端面を光レセプタクル１３０に対して所定の位置に固定することができる。本実施の形態では、光伝送体１４０は、光ファイバである。また、光ファイバは、シングルモード方式であってもよいし、マルチモード方式であってもよい。

（光レセプタクルの構成）
図３および図４は、実施の形態に係る光レセプタクル１３０の構成を示す図である。図３Ａは、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０の上側（天面側）からみた斜視図であり、図３Ｂは、下側（底面側）からみた斜視図である。図４Ａは、光レセプタクル１３０の平面図であり、図４Ｂは、底面図であり、図４Ｃは、正面図であり、図４Ｄは、背面図であり、図４Ｅは、右側面図である。

図３および図４に示されるように、光レセプタクル１３０は、略直方体形状の部材である。光レセプタクル１３０は、１または２以上の第１光学面１３１、反射面１３２、１または２以上の第２光学面１３３、壁部１３４、位置決め用凸部１３５および位置決め用凹部１３６を有する。光レセプタクル１３０は、光通信に用いられる波長の光に対して透光性を有する材料を用いて形成される。光レセプタクル１３０の材料の例には、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）や環状オレフィン樹脂などの透明な樹脂が含まれる。また、光レセプタクル１３０は、例えば射出成形により製造されうる。

第１光学面１３１は、光電変換素子１２０（発光素子）から出射された光を光レセプタクル１３０の内部に入射させるか、第２光学面１３３（後述）で入射し、反射面１３２（後述）で反射された光を光電変換素子１２０（受光素子）に向けて出射させる光学面である。第１光学面１３１は、光レセプタクル１３０の裏側の面に、光電変換素子１２０と対向するように配置されている。本実施の形態では、光レセプタクル１３０の裏側に設けられた凹部の底面に、１２個の第１光学面１３１が長辺方向に沿って一列に配置されている。第１光学面１３１の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１光学面１３１は、光電変換素子１２０に向かって凸状の凸レンズ面である。また、第１光学面１３１の平面視形状は、円形である。第１光学面１３１の中心軸は、光電変換素子１２０の発光面または受光面（および基板１１０の表面）に対して垂直であることが好ましい。また、第１光学面１３１の中心軸は、光電変換素子１２０（発光素子）から出射された光、または光電変換素子１２０（受光素子）に入射する光の光軸と一致することが好ましい。なお、第１光学面１３１の数は、１つであってもよい。

反射面１３２は、第１光学面１３１で入射した光を第２光学面１３３に向けて反射させるか、第２光学面１３３（後述）で入射した光を第１光学面１３１に向けて反射させる光学面である。反射面１３２は、光レセプタクル１３０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１４０（正面側）に近づくように傾斜している。反射面１３２の傾斜角度は、特に限定されない。本実施の形態では、反射面１３２の傾斜角度は、反射面１３２に入射する光の光軸に対して４５°である。反射面１３２の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、反射面１３２の形状は、平面である。反射面１３２には、第１光学面１３１または第２光学面１３３で入射した光が、臨界角より大きな入射角で入射する。

第２光学面１３３は、第１光学面１３１で入射し、反射面１３２で反射された光を光伝送体１４０の端面に向けて出射させるか、光伝送体１４０の端面から出射された光を光レセプタクル１３０の内部に入射させる光学面である。第２光学面１３３は、光レセプタクル１３０の正面側の面に、光伝送体１４０の端面と対向するように配置されている。本実施の形態では、光レセプタクル１３０の正面側に設けられた凹部の底面に、１２個の第２光学面１３３が長辺方向に沿って一列に配置されている。第２光学面１３３の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第２光学面１３３は、光伝送体１４０の端面に向かって凸状の凸レンズ面である。第２光学面１３３の中心軸は、光伝送体１４０の端面の中心軸と一致していることが好ましい。なお、第２光学面１３３の数は、１つであってもよい。

壁部１３４は、光レセプタクル１３０を射出成形で製造する場合に、成形収縮による反射面１３２の変形を抑制する。壁部１３４は、反射面１３２に対して溝１３７を挟んで対向するように光レセプタクル１３０の背面側に配置されている。壁部１３４は、光レセプタクル１３０と一体として形成される。壁部１３４の形状および大きさは、成形収縮に起因する反射面１３２の変形を防ぐことができれば特に限定されない。また、射出成形時における反射面１３２の変形を効果的に抑制する観点から、例えば、図２に示されるように、溝１３７の深さ方向において、第１光学面１３１と、壁部１３４の先端部（天面側端部）との距離（ｄ１）は、第１光学面１３１と、第１光学面１３１で入射した光が反射面１３２に到達する点との距離（ｄ２）よりも長いことが好ましい。ここで、第１光学面１３１の基準位置は、特に限定されないが、例えば第１光学面１３１の中心である。なお、本実施の形態では、光レセプタクル１３０の底面から壁部１３４の先端部までの距離は、光レセプタクル１３０の底面から天面までの距離と同じである。

溝１３７は、反射面１３２と壁部１３４との間に位置するように光レセプタクル１３０の天面側に形成されており、反射面１３２と、壁部１３４の正面側の面とを含む。溝１３７は、その長さ方向において、両端（左側面側端部および右側面側端部）が外部に連通している。前述のとおり、反射面１３２は、光レセプタクル１３０の底面から天面に向かうにつれて、正面側に傾斜している。したがって、本実施の形態では、溝１３７の形状は、略三角柱形状である。

位置決め用凸部１３５は、光伝送体１４０を保持するフェルールに形成された凹部に嵌め込まれることで、光伝送体１４０の端面を第２光学面１３３に対して適切な位置に位置決めする。位置決め用凸部１３５の形状および大きさは、特に限定されず、フェルールの形状などに応じて適宜設定される。本実施の形態では、位置決め用凸部１３５は、略円柱形状の凸部である。

位置決め用凹部１３６は、基板１１０に形成された凸部が嵌め込まれることで、光レセプタクル１３０の第１光学面１３１を光電変換素子１２０に対して適切な位置に位置決めする。位置決め用凹部１３６の形状および大きさは、特に限定されず、基板１１０の形状などに応じて適宜設定される。本実施の形態では、位置決め用凹部１３６は、略円柱形状の凹部である。

以上、光レセプタクル１３０の構成について説明した。ここで、本実施の形態に係る光モジュール１００における光路について説明する。

送信用の光モジュール１００では、光電変換素子１２０（発光素子）から出射された光は、第１光学面１３１で光レセプタクル１３０の内部に入射する。このとき、入射光は、第１光学面１３１によってコリメート光に変換され、反射面１３２に向かって進行する。次いで、入射光は、反射面１３２で反射され、第２光学面１３３に向かって進行する。反射面１３２で反射された光は、第２光学面１３３で光レセプタクル１３０の外部に出射され、光伝送体１４０の端面に到達する。このとき、出射光は、第２光学面１３３によって光伝送体１４０の端面の中心に集光される。

一方、受信用の光モジュール１００では、光伝送体１４０の端面から出射された光は、第２光学面１３３で光レセプタクル１３０の内部に入射する。このとき、光レセプタクル１３０に入射した光は、第２光学面１３３によってコリメート光に変換され、反射面１３２に向かって進行する。次いで、入射光は、反射面１３２で反射され、第１光学面１３１に向かって進行する。反射面１３２で反射された光は、第１光学面１３１で光レセプタクル１３０の外部に出射され、光電変換素子１２０（受光素子）に到達する。このとき、出射光は、第１光学面１３１によって光電変換素子１２０（受光素子）の受光面の中心に集光される。

このように、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０は、光電変換素子１２０と光伝送体１４０の端面とを光学的に適切に結合させることができる。前述のとおり、光レセプタクル１３０は、例えば射出成形により製造されうる。光レセプタクル１３０が射出成形により製造された場合、成形収縮による反射面１３２の変形が生じやすい。前述のとおり、反射面１３２は、光レセプタクル１３０の内部に入射した光を反射する光学面であり、反射面１３２の歪み（変形）は、光レセプタクル１３０における光の進行方向に影響を及ぼすおそれがある。また、前述のとおり、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０では、複数（１２個）の第１光学面１３１および複数（１２個）の第２光学面１３３は、それぞれ一定間隔で一列に配置されている。したがって、反射面１３２の歪みがある程度大きい場合、一部の第１光学面１３１と第２光学面１３３との間を適切に光学的に結合することができなくなるおそれがある。反射面１３２の歪みによる影響は、光モジュール１００をより高速な伝送速度で使用する場合により顕著になる。このため、成形収縮による反射面１３２の変形を抑制し、反射面１３２の精度を上げることは、極めて重要である。

（反射面の歪みのシミュレーション）
本実施の形態に係る光レセプタクル１３０の成形収縮による反射面１３２の歪みについてシミュレーションを行った。また、比較のため、溝１３７の両端がその長さ方向において外部に連通していない光レセプタクル１３０’（以下、「比較例１に係る光レセプタクル」ともいう）、および壁部１３４を有しない光レセプタクル１３０”（以下、「比較例２に係る光レセプタクル」ともいう）についても、シミュレーションを行った。なお、本シミュレーションでは、各光レセプタクルの材料は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）としてパラメータを設定した。また、図３Ａに示されるように、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０の奥行き方向の長さ（ｘ）は、２．５ｍｍ、長辺方向の長さ（ｙ）は、６．５ｍｍ、高さ方向の長さ（ｚ）は、２．０ｍｍと設定した。特に図示しないが、比較例１に係る光レセプタクル１３０’および比較例２に係る光レセプタクル１３０”の各方向の長さも、光レセプタクル１３０の各方向の長さとそれぞれ同じである。

図５および図６は、比較例１に係る光レセプタクル１３０’の構成を示す図である。図５Ａは、比較例１に係る光レセプタクル１３０’の上側（天面側）からみた斜視図であり、図５Ｂは、下側（底面側）からみた斜視図である。図６Ａは、比較例１に係る光レセプタクル１３０’の平面図であり、図６Ｂは、底面図であり、図６Ｃは、正面図であり、図６Ｄは、背面図であり、図６Ｅは、右側面図である。図５および図６に示されるように、比較例１に係る光レセプタクル１３０’では、溝１３７’の両端がその長さ方向（光レセプタクル１３０’の長辺方向）において外部に連通していない。

図７および図８は、比較例２に係る光レセプタクル１３０”の構成を示す図である。図７Ａは、比較例２に係る光レセプタクル１３０”の上側（天面側）からみた斜視図であり、図７Ｂは、下側（底面側）からみた斜視図である。図８Ａは、比較例２に係る光レセプタクル１３０”の平面図であり、図８Ｂは、底面図であり、図８Ｃは、正面図であり、図８Ｄは、背面図であり、図８Ｅは、右側面図である。図７および図８に示されるように、比較例２に係る光レセプタクル１３０”は、壁部１３４を有していない。

図９および図１０は、３種類の光レセプタクル１３０、１３０’、１３０”の成形収縮による反射面１３２の歪みを説明するための図である。以下の説明では、図１０Ａに示されるように、光レセプタクル１３０、１３０’、１３０”の奥行き方向をｘ軸方向、長辺方向をｙ軸方向、高さ方向をｚ軸方向ともいう。

図９は、光レセプタクル１３０、１３０’、１３０”の反射面１３２の変位量を示すグラフ（シミュレーション結果）である。図９では、第１光学面１３１の位置番号と、当該第１光学面１３１を通過する光の光軸および反射面１３２の交点における反射面１３２の変位量との関係を示している。図９Ａは、ｚ軸方向における反射面１３２の変位量ｈｚを示しており、図９Ｂは、ｘ軸方向における反射面１３２の変位量ｈｘを示している。図９Ａ、Ｂにおいて、横軸は、第１光学面１３１の並び方向において正面からみた場合に左側から番号を付けたときの第１光学面１３１の位置番号を示している。縦軸は、Ｎｏ．１の第１光学面１３１に対応する点の反射面１３２の位置を基準としたときの、各第１光学面１３１に対応する点の反射面１３２の位置の変位量ｈｚ、ｈｘを示している。図９Ａ、Ｂにおいて、比較例１に係る光レセプタクル１３０’についての結果は、黒丸（●）で示し、比較例２に係る光レセプタクル１３０”についての結果は、黒三角（▲）で示し、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０についての結果は、黒四角（■）で示している。

また、図１０Ａは、図６ＡにおけるＡ−Ａ線の断面図であり、成形収縮時において比較例１に係る光レセプタクル１３０’にかかる応力を示している。図１０Ｂは、図８ＡにおけるＢ−Ｂ線の断面図であり、成形収縮時において比較例２に係る光レセプタクル１３０”にかかる応力を示している。図１０Ｃは、図４ＡにおけるＣ−Ｃ線の断面図であり、成形収縮時において本実施の形態に係る光レセプタクル１３０にかかる応力を示している。なお、図１０では、光レセプタクル１３０、１３０’、１３０”にかかる応力を示すために光レセプタクル１３０、１３０’、１３０”の断面へのハッチングを省略している。

まず、比較例１に係る光レセプタクル１３０’について説明する。図９の黒丸に示されるように、反射面１３２は、ｚ軸方向およびｘ軸方向において、外側に歪曲していることがわかった。図１０Ａに示されるように、光レセプタクル１３０’の溝１３７’の外側の部分には、成形収縮によって外側に引っ張る応力が働く（図１０Ａの細い実線矢印参照）。また、光レセプタクル１３０’の反射面１３２より底面側の部分には、内側に向かってより大きな応力が働く（図１０Ａの太い実線矢印参照）。さらに、反射面１３２のより底部側かつ正面側の部分には、外側に引っ張る小さな応力が働く（図１０Ａの細い破線矢印参照）。溝１３７’の外側の部分に働く外側に向かう応力は、反射面１３２のより底部側かつ正面側の部分に働く外側に向かう応力よりも大きい。これらの３種類の応力が、成形収縮時に光レセプタクル１３０’に同時にかかる。結果として、反射面１３２には、全体として外側に歪曲するような応力がかかり、大きく歪んでしまったと考えられる。

次に、比較例２に係る光レセプタクル１３０”について説明する。図９の黒三角に示されるように、反射面１３２は、ｚ軸方向およびｘ軸方向において、内側に歪曲していることがわかった。図１０Ｂに示されるように、光レセプタクル１３０”の反射面１３２より底面側の部分には、成形収縮によって内側に向かって応力が働く（図１０Ｂの実線矢印参照）。成形収縮による応力は、樹脂が肉厚な程大きくなる。このとき、比較例２に係る光レセプタクル１３０”は、比較例１に係る光レセプタクル１３０’よりも肉薄であるため、内側に向かう応力は、比較例１に係る光レセプタクル１３０’における応力よりも小さい。また、反射面１３２のより底部側かつ正面側の部分には、外側に引っ張る小さな応力が働く（図１０Ｂの細い破線矢印参照）。一方で、比較例２に係る光レセプタクル１３０”では、比較例１に係る光レセプタクル１３０’における溝１３７’の外側の部分に働く応力に相当する応力は、働かない。したがって、前述した２種類の応力が、成形収縮時に光レセプタクル１３０”に同時にかかる。この結果として、反射面１３２には、全体として内側に歪曲するように応力がかかり、大きく歪んでしまったと考えられる。

次に、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０について説明する。図９の黒四角に示されるように、反射面１３２の変形は、ｚ軸方向およびｘ軸方向の両方において、顕著に抑制されていた。本実施の形態に係る光レセプタクル１３０は、溝１３７の両端が、その長辺方向において外部に連通しているとともに、壁部１３４を有する。溝１３７の両端が、その長さ方向において外部に連通していることによって、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０では、比較例１に係る光レセプタクル１３０’における溝１３７’の外側の部分に働く応力に相当する応力は、働かない。一方、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０では、反射面１３２の底部側かつ正面側の部分にも、外側に引っ張る小さな応力が働く（図１０Ｃの細い破線矢印参照）。しかし、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０は、壁部１３４を有することによって、比較例２に係る光レセプタクル１３０”に比べて肉厚となる。このため、光レセプタクル１３０の反射面１３２より底面側の部分には、比較例２に係る光レセプタクル１３０”における内側に向かって働く応力より、より大きな内側に向かう応力が働く（図１０Ｃの太い実線矢印参照）。また、この応力は、わずかに壁部１３４が存在する方向（ｘ方向）に向いて働く。これらの２種類の応力が、成形収縮時に光レセプタクル１３０に同時にかかる。結果として、反射面１３２には、全体として、外側に歪曲するような応力が少ししか働かず、反射面１３２の変形が抑制されたと考えられる。

より具体的には、本実施の形態の光レセプタクル１３０では、比較例１に係る光レセプタクル１３０’と比較して、ｚ軸方向における反射面１３２の最大変位量ｈｚは、５０％低減していた。また、ｘ軸方向における反射面１３２の最大変位量ｈｘは、３５％低減していた。この結果として、反射面１３２の法線方向における反射面１３２の最大変位量は、４０％低減していた。このことから、溝１３７の両端がその長さ方向において外部に連通することは、反射面１３２の外側への変形を抑制することに寄与していることがわかった。

一方、比較例２に係る光レセプタクル１３０”も本実施の形態に係る光レセプタクル１３０の溝１３７に相当する部分は、ｙ軸方向において外部に連通している。しかし、前述のとおり、比較例２に係る光レセプタクル１３０”の反射面１３２は、成形収縮による応力で内側に大きく変形していた。本実施の形態に係る光レセプタクル１３０と、比較例２に係る光レセプタクル１３０”との比較から、壁部１３４は、反射面１３２の内側への変形を抑制することに寄与していることがわかった。

（効果）
本実施の形態に係る光レセプタクル１３０は、反射面１３２に対して溝１３７を挟んで対向するように配置された壁部１３４を有する。また、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０は、溝１３７の両端がその長さ方向において外部に連通している。このため、射出成形により光レセプタクル１３０を製造する場合にも、成形収縮による反射面１３２の変形（歪み）を抑制することができる。したがって、本実施の形態に係る光モジュール１００は、射出成形により製造しても成形収縮による反射面１３２の変形が生じにくく、かつ速い伝送速度での使用でも光電変換素子１２０と光伝送体１４０とを光学的に適切に結合させることができる。

なお、上記実施の形態に係る光レセプタクル１３０では、第１光学面１３１および第２光学面１３３が凸レンズ面である場合を示したが、第１光学面１３１および第２光学面１３３は平面であってもよい。具体的には、第１光学面１３１のみが平面であってもよいし、第２光学面１３３のみが平面であってもよい。第１光学面１３１が平面に形成されている場合、例えば、反射面１３２は、凹面鏡として機能できるように形成される。また、第１光学面１３１や反射面１３２などにより、第２光学面１３３に到達する直前の光が効果的に収束されている場合は、第２光学面１３３が平面に形成されていてもよい。なお、この場合、第１光学面１３１の基準位置は、特に限定されない。

また、上記の実施の形態では、光レセプタクル１３０を送信用または受信用の光モジュール１００で使用する場合について説明したが、本発明に係る光モジュールは、送受信用の光モジュールでも使用されうる。この場合、光モジュールは、複数の光電変換素子として発光素子および受光素子を含む。

本発明に係る光レセプタクルおよび光モジュールは、光伝送体を用いた光通信に有用である。

１０光結合素子
１１第１レンズ面（入射面）
１２全反射面
１３第２レンズ面（出射面）
１４位置決め用凸部
１５位置決め用凹部
１００光モジュール
１１０基板
１２０光電変換素子
１３０、１３０’、１３０” 光レセプタクル
１３１第１光学面
１３２反射面
１３３第２光学面
１３４壁部
１３５位置決め用凸部
１３６位置決め用凹部
１３７、１３７’ 溝
１４０光伝送体

Claims

複数の光電変換素子と、複数の光伝送体との間に配置され、前記複数の光電変換素子と、前記複数の光伝送体の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、
前記光電変換素子から出射された光を入射させるか、前記光伝送体の端面から出射され、内部を通る光を前記光電変換素子に向けて出射させる複数の第１光学面と、
前記第１光学面で入射し、内部を通る光を前記光伝送体の端面に向けて出射させるか、前記光伝送体の端面から出射された光を入射させる複数の第２光学面と、
前記第１光学面で入射した光を前記第２光学面に向けて反射させるか、前記第２光学面で入射した光を前記第１光学面に向けて反射させる反射面と、
前記反射面に対して溝を挟んで対向するように配置された壁部と、
を有し、
前記溝は、その長さ方向において両端が外部に連通しており、
前記複数の第１光学面は、前記光レセプタクルの底面側において、前記溝の長さ方向に沿って一列に配置されており、
前記複数の第２光学面は、前記光レセプタクルの正面側において、前記溝の長さ方向に沿って一列に配置されており、
前記光伝送体を直接支持するためのファイバー床を有しない、
光レセプタクル。
前記溝の深さ方向において、前記第１光学面と、前記壁部の先端部との距離は、前記第１光学面と、前記第１光学面で入射した光が前記反射面に到達する点との距離よりも長い、請求項１に記載の光レセプタクル。
基板と、
前記基板上に配置された複数の光電変換素子と、
前記複数の第１光学面が前記複数の光電変換素子と対向するように前記基板上に配置された請求項１または請求項２に記載の光レセプタクルと、
を有する、光モジュール。