JP7150449B2 - 光レセプタクルおよび光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光レセプタクルおよび光モジュールに関する。

以前から、光ファイバー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、受信用または送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。

また、光速通信用の光モジュールでは、安全対策の観点から、送信用の光レセプタクルから出射された光の光量を減衰させる必要があるため、送信用の光レセプタクルから出射される光の光量を減衰させる光学フィルターが使用されることがある（例えば、特許文献１参照）。また、送信用の光レセプタクルから出射される光を減衰させる減衰コートが光学面に施されることもある。

特許文献１に記載の光レセプタクルは、光レセプタクル本体および光学フィルター（例えば、光減衰フィルター）を有する。光レセプタクル本体は、その底面において等間隔に１列に配列されたレンズ面と、レンズ面の反対側に配置された光学面とを有する。光学フィルターは、光学面上の一部に配置されている。特許文献１に記載の光レセプタクルは、レンズ面側に、複数の発光素子および複数の受光素子を有する光電変換装置が配置され、光学面側に複数の光伝送体が配置された状態で使用される。特許文献１に記載の光レセプタクルでは、発光素子から出射され、光伝送体に入射する光の光路上に光学フィルターが配置されているため、送信側の光レセプタクルから出射される光の光量を減衰させることができる。

特開２０１３－１５６４４０号公報

光学フィルターを有する光レセプタクルでは、通常、光学フィルターに入射できない光が生じないように、十分な大きさの光学フィルターが使用される。しかしながら、送受信用の光モジュールにおいて、送信側として機能する部分にのみ光学フィルターを配置しようとした場合に、光学フィルターが大き過ぎると、受信側として機能する部分にも光学フィルターが配置されてしまうことがある。また、減衰コートを施した光学面では、その減衰コートに亀裂が生じてしまい、光が減衰できなくなることがある。

そこで、本発明の目的は、光学フィルターや減衰コートなどの他の部材を用いることなく、光電変換素子から出射された光を減衰できる光レセプタクルを提供することである。また、本発明の別の目的は、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である。

本発明の光レセプタクルは、基板上に１または２以上の発光素子が配置された光電変換装置と、１または２以上の光伝送体との間に配置されたときに、前記発光素子と前記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、前記発光素子から出射された光を入射させる１または２以上の第１光学面と、前記発光素子から出射され、前記光レセプタクルの内部を通った光を前記光伝送体に向けて出射させる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の一部を前記第２光学面に向けて反射し、前記第１光学面で入射した光の他の一部を前記第２光学面以外に向けて反射させる減衰部と、を有し、前記減衰部は、前記第１光学面で入射した光の一部を前記第２光学面に向けて反射させる複数の第１反射部と、前記第１光学面で入射した光の他の一部を前記第２光学面以外に向けて反射させる複数の第２反射部と、を含み、前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とに垂直な方向において、交互に配置されており、前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とを含む平面に沿って延在している。

また、本発明の光モジュールは、基板と、前記基板上に配置された１または２以上の発光素子とを含む光電変換装置と、上記の光レセプタクルと、を有する。

本発明の光レセプタクルは、他の部材を用いることなく、発光素子から出射された光を減衰できる。

図１は、実施の形態１に係る光モジュールの断面図である。 図２Ａ～Ｄは、光レセプタクルの構成を示す図である。 図３Ａ、Ｂは、減衰部の構成を示す図である。 図４Ａ～Ｃは、減衰部の構成を示す他の図である。 図５Ａ～Ｃは、第１反射部における反射を説明するための光路図である。 図６Ａ～Ｃは、第２反射部における反射を説明するための光路図である。 図７Ａ～Ｃは、第２反射部における反射を説明するための他の光路図である。 図８Ａ～Ｃは、実施の形態１の変形例に係る減衰部を説明するための斜視図である。 図９は、実施の形態２に係る光モジュールの断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る光レセプタクルおよび光モジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。

［実施の形態１］
（光モジュールの構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光モジュール１００の断面図である。図１では、光レセプタクル１４０内の光路を示すために光レセプタクル１４０の断面へのハッチングを省略している。

なお、以下の説明では、複数の第１光学面１４１の配列方向を「Ｘ方向」といい、複数の第１光学面１４１が配列された面上であって、Ｘ軸に垂直な方向を「Ｙ方向」といい、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向を「Ｚ方向」ともいう。また、Ｘ方向に沿う軸およびＹ方向に沿う軸を含む平面を「ＸＹ平面」といい、Ｘ方向に沿う軸およびＸ方向に沿う軸を含む平面を「ＸＺ平面」といい、Ｙ方向に沿う軸およびＺ方向に沿う軸を含む平面を「ＹＺ平面」といもいう。なお、図１は、光モジュール１００のＹＺ平面における断面図である。

図１に示されるように、光モジュール１００は、光電変換装置１２０と、光レセプタクル１４０とを有する。光モジュール１００は、光レセプタクル１４０に光伝送体１６０が接続されて使用される。

光電変換装置１２０は、基板１２１と、１または２以上の光電変換素子１２２とを含む。基板１２１には、光電変換素子１２２および光レセプタクル１４０が配置される。基板１２１には、後述する光レセプタクル１４０の位置決め用凹部１４６に対応した基板側凸部１２３が形成されている。この基板側凸部１２３に位置決め用凹部１４６を嵌め込むことにより、光レセプタクル１４０を、基板１２１上に配置された光電変換素子１２２に対して所定の位置に位置決めできる。基板１２１の材料は、特に限定されない。基板１２１の例には、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板が含まれる。

光電変換素子１２２は、発光素子または受光素子であり、基板１２１上に配置されている。光モジュール１００が送信用の光モジュールである場合は、光電変換素子１２２は発光素子であり、光モジュール１００が受信用の光モジュールである場合は、光電変換素子１２２は受光素子である。本実施の形態に係る光モジュール１００は、送受信用の光モジュールであるため、光電変換装置１２０は、光電変換素子１２２として、４個の発光素子および４個の受光素子を有している。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１４０は、光電変換素子１２２と対向するように基板１２１上に配置されている。光レセプタクル１４０は、光電変換素子１２２と光伝送体１６０との間に配置された状態で、光電変換素子１２２と光伝送体１６０の端面とを光学的に結合させる。本実施の形態のように、送受信用の光モジュール１００では、光レセプタクル１４０は、光電変換素子１２２としての発光素子から出射された光を入射させ、光伝送体１６０の端面に向けて出射するとともに、光伝送体１６０の端面から出射された光を入射させ、光電変換素子１２２としての受光素子に向けて出射する。

光伝送体１６０の種類は、特に限定されない。光伝送体１６０の種類の例には、光ファイバー、光導波路が含まれる。光伝送体１６０は、フェルール１６１を介して光レセプタクル１４０に接続される。フェルール１６１には、後述する光レセプタクル１４０の位置決め用凸部１４７に対応したフェルール側凹部１６２が形成されている。このフェルール側凹部１６２を位置決め用凸部１４７に嵌め込むことにより、光伝送体１６０の端面を光レセプタクル１４０に対して所定の位置に固定できる。本実施の形態では、光伝送体１６０は、光ファイバーである。また、光ファイバーは、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２は、実施の形態に係る光レセプタクル１４０の構成を示す図である。図２Ａは、光レセプタクル１４０の平面図であり、図２Ｂは、底面図であり、図２Ｃは、正面図であり、図２Ｄは、左側面図である。

図２Ａ～Ｄに示されるように、光レセプタクル１４０は、略直方体形状の部材である。光レセプタクル１４０は、複数の第１光学面１４１と、減衰部１４２と、複数の第２光学面１４３と、を有する。減衰部１４２は、複数の第１反射部１５１および複数の第２反射部１５２を含む。なお、前述したように、本実施の形態に係る光モジュール１００が送信用の機能および受信用の機能を有しているため、光レセプタクル１４０は、第２光学面１４３で入射した光を第１光学面１４１に反射させる反射面１４４も有している。

光レセプタクル１４０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１４０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１４０は、例えば射出成形により製造されうる。

第１光学面１４１は、光電変換素子１２２としての発光素子から出射された光を光レセプタクル１４０の内部に入射させるか、第２光学面１４３で入射し、反射面１４４で反射された光を光電変換素子１２２としての受光素子に向けて出射させる光学面である。第１光学面１４１は、光電変換素子１２２のそれぞれに対向できるように光レセプタクル１４０の底面に配置されている。複数（８個）の第１光学面１４１は、第１光学面１４１および減衰部１４２の間の光の光軸（Ｚ方向）と、減衰部１４２および第２光学面１４３の間の光の光軸（Ｙ方向）とにそれぞれ直交する方向（Ｘ方向）に配列されている。また、本実施の形態では、複数（８個）の第１光学面１４１は、収容部１４５の底面に一列に配置される。図２Ｂの紙面右側の４個の第１光学面１４１は送信用の第１光学面１４１であり、図２Ｂの紙面左側の４個の第１光学面１４１は受信用の第１光学面１４１である。

第１光学面１４１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１４１の形状は、光電変換素子１２２に向かって凸状の凸レンズ面である。また、第１光学面１４１の平面視形状は、円形である。第１光学面１４１の中心軸は、光電変換素子１２２の発光面または受光面（および基板１２１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１４１の中心軸は、光電変換素子１２２としての発光素子から出射された光、または光電変換素子１２２としての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。

減衰部１４２は、第１光学面１４１で入射した光の一部を第２光学面１４３に向けて反射し、第１光学面１４１で入射した光の他の一部を第２光学面１４３以外に向けて反射させる。減衰部１４２は、全体として光レセプタクル１４０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１６０（正面）に近づくように傾斜している。減衰部１４２は、発光素子から出射され、第１光学面１４１で入射した光が到達する位置に配置されている。減衰部１４２の詳細については後述する。

第２光学面１４３は、第１光学面１４１で入射し、減衰部１４２で反射された光を光伝送体１６０の端面に向けて出射させるか、光伝送体１６０の端面から出射された光を光レセプタクル１４０の内部に入射させる光学面である。複数の第２光学面１４３は、光レセプタクル１４０の正面に、光伝送体１６０の端面とそれぞれ対向するように配置されている。第２光学面１４３は、第１光学面１４１および減衰部１４２の間の光の光軸（Ｚ方向）と、減衰部１４２および第２光学面１４３の間の光の光軸（Ｙ方向）にそれぞれ直交する方向（Ｘ方向）に配列されている。本実施の形態では、８個の第２光学面１４３が一列に配置されている。図２Ｃの紙面右側の４個の第２光学面１４３は送信用の第１光学面１４３であり、図２Ｃの紙面左側の４個の第２光学面１４３は受信用の第２光学面１４３である。

第２光学面１４３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１４３の形状は、光伝送体１６０の端面に向かって凸状の凸レンズ面である。第２光学面１４３の中心軸は、光伝送体１６０の端面の中心軸と一致していることが好ましい。

第２光学面１４３の配列方向（Ｘ方向）には、複数の第２光学面１４３を挟むように位置決め用凸部１４７、１４７が配置されている。位置決め用凸部１４７は、前述のとおり光伝送体１６０のフェルール１６１に形成されたフェルール側凹部１６２に嵌め込まれる。位置決め用凸部１４７は、フェルール側凹部１６２と共同で、光伝送体１６０の端面を第２光学面１４３に対して所望の位置に固定する。位置決め用凸部１４７の形状および大きさは、前述の効果を発揮できれば、特に限定されない。本実施の形態では、位置決め用凸部１４７は、略円柱形状の凸部である。

第１光学面１４１の配列方向（Ｘ方向）には、複数の第１光学面１４１を挟むように位置決め用凹部１４６、１４６が配置されている。位置決め用凹部１４６には、前述の通り基板１２１に形成された基板側凸部１２３が嵌め込まれる。位置決め用凹部１４６は、基板側凸部１２３と共同で、第１光学面１４１を光電変換素子１２２に対して所望の位置に固定する。位置決め用凹部１４６の形状および大きさは、前述の効果を発揮できれば、特に限定されない。本実施の形態では、位置決め用凹部１４６は、略円柱形状の凹部である。

反射面１４４は、第２光学面１４３で入射した光を第１光学面１４１に向けて反射させる。反射面１４４は、光レセプタクル１４０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１６０（正面側）に近づくように傾斜している。反射面１４４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１４４の傾斜角度は、反射面１４４に入射する光の光軸に対して４５°である。反射面１４４の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、反射面１４４の形状は、平面である。反射面１４４には、第２光学面１４３で入射した光のうち、少なくとも一部の光が、臨界角より大きな入射角で入射する。反射面１４４の隣には、減衰部１４２が配置されている。

次に、減衰部１４２の構成について詳細に説明する。図３および図４は、減衰部１４２の構成を示すための部分拡大図である。図３Ａは、減衰部１４２の部分拡大斜視図であり、図３Ｂは、減衰部１４２の部分拡大平面図である。図４Ａは、Ｘ方向に沿って見た減衰部１４２を示す部分拡大模式図であり、図４Ｂは、図３Ａにおいて破線で示される領域の部分拡大断面図であり、図４Ｃは、光の減衰率を説明するための図である。

減衰部１４２は、複数の第１反射部１５１と、複数の第２反射部１５２とを有する。第１反射部１５１は、第１光学面１４１で入射した光の一部を第２光学面１４３に向けて反射させる反射面である。第２反射部１５２は、第１光学面１４１で入射した光の他の一部を第２光学面１４３以外に向けて反射させる反射部である。

図３Ａ、Ｂおよび図４Ａ、Ｂに示されるように、第１反射部１５１は、第１光学面１４１および減衰部１４２の間の光の光軸（Ｘ方向）と、減衰部１４２および第２光学面１４３の間の光の光軸（Ｙ方向）とを含む平面（ＸＹ平面）に沿って延在している。第１反射部１５１は、光レセプタクル１４０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１６０（正面）に近づくように傾斜している。第１反射部１５１の傾斜角度は、第１光学面１４１で入射した光を第２光学面１４３に向けて反射させることができれば特に限定されない。本実施の形態では、第１反射部１５１の傾斜角度θ１は、第１反射部１５１に入射する光の光軸に対して４５°である。この場合、第１反射部１５１には、第１光学面１４１で入射した光のうち、一部の光が、臨界角より大きな入射角で入射する。第１反射部１５１の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１反射部１５１の形状は、平面である。第１反射部１５１の数は、特に限定されない。第１反射部１５１の数および面積は、所期の減衰率に応じて設定される。

図３Ａ、Ｂおよび図４Ａ、Ｂに示されるように、第２反射部１５２は、第１光学面１４１で入射した光を第２光学面１４３以外に向けて反射させる。第２反射部１５２は、光レセプタクル１４０の底面から天面に向かうにつれて、光伝送体１６０（正面）に近づくように傾斜している。第２反射部１５２は、第１光学面１４１および減衰部１４２の間の光の光軸（Ｘ方向）と、減衰部１４２および第２光学面１４３の間の光の光軸（Ｙ方向）とを含む平面（ＸＹ平面）に沿って延在している。

第２反射部１５２の構成は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。第２反射部１５２は、凸条でもよいし、凹条でもよい。本実施の形態では、第２反射部１５２は、平面の第１分割反射面１５３と、平面の第２分割反射面１５４と、第１分割反射面１５３および第２分割反射面１５４を接続する稜線１５５とを有する凸条である。

図４Ｂに示されるように、第１分割反射面１５３および第２分割反射面１５４は、第１反射部１５１に対して傾斜している。第１反射部１５１に対する第１分割反射面１５３の傾斜角度θ２は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。第１反射部１５１に対する第１分割反射面１５３の傾斜角度θ２は、３２°≦θ２≦４２°を満たすことが好ましい。θ２が前述の要件を満たす場合、第１分割反射面１５３に到達した光は、確実に第２光学面１４３以外の領域に向かうように内部反射される。一方、θ２が４２°超の場合、第１分割反射面１５３に反射した光が第２分割反射面１５４に反射し、第２光学面１４３に入射してしまうおそれがある。

同様に、第１反射部１５１に対する第２分割反射面１５４の傾斜角度θ３は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。第１反射部１５１に対する第２分割反射面１５４の傾斜角度θ３は、３２°≦θ３≦４２°を満たすことが好ましい。θ３が前述の要件を満たす場合、第２分割反射面１５４に到達した光は、確実に第２光学面１４３以外の領域に向かうように内部反射される。θ３が４２°超の場合、第１分割反射面１５３に反射した光が第２分割反射面１５４に反射し、第２光学面１４３に入射してしまうおそれがある。

第２反射部１５２で反射した光が進行する方向は、第２光学面１４３以外の領域であれば特に限定されない。第２反射部１５２で反射した光が進行する方向は、光レセプタクル１４０の底面に向かって進行してもよいし、光レセプタクル１４０の天面に向かって進行してもよいし、光レセプタクルの正面に向かって進行してもよい。第２反射部１５２で反射した光が進行する方向は、安全対策の観点から、光レセプタクル１４０の正面に向かうことが好ましい。前述の傾斜角度θ２および傾斜角度θ３をもう一方の分割反射面に反射光が当たらない上限値まで大きくすることで、第２光学面１４３からより離れた位置に光を到達させることができる。

稜線１５５は、第１分割反射面１５３および第２分割反射面１５４を接続する。本実施の形態では、稜線１５５は、ＹＺ平面において、第１反射部１５１と平行な直線である。

第１反射部１５１と第２反射部１５２とは、第１光学面１４１の配列方向（Ｘ方向）において、交互に配置されている。第１反射部１５１と第２反射部１５２とは、隣接していてもよいし、離間していてもよい。本実施の形態では、第１反射部１５１と第２反射部１５２とは、隣接している。

図４Ｃに示されるように、減衰部１４２に照射される光の照射スポットＳには、複数の第１反射部１５１および複数の第２反射部１５２が位置する。光の減衰率は、照射スポットＳにおける第１反射部１５１と、第２反射部１５２との面積比に依存する。すなわち、光の減衰率は、減衰部１４２を平面視したときの第１反射部１５１と、第２反射部１５２との面積比に依存する。例えば、照射スポットＳにおける第１反射部１５１と、第２反射部１５２との面積比が１：１の場合、光の減衰率は、５０％であり、当該面積比が３：１の場合、光の減衰率は２５％である。

照射スポットＳにおける第１反射部１５１および第２反射部１５２の数は、前述の減衰率に基づいて適宜設定される。

図５Ａ～Ｃは、発光素子から出射され、第１反射部１５１で反射した光の光路図である。図５Ａは、ＹＺ平面における光路図であり、図５Ｂは、平面視したときの光路図であり、図５Ｃは、正面視したときの光路図である。なお、図５Ａ～Ｃでは、第１光学面１４１と、第２光学面１４３と、第１反射部１５１とのみを模式的に示している。

図５Ａ～Ｃに示されるように、発光素子（光電変換素子１２２）から出射された光は、第１光学面１４１で光レセプタクル１４０に入射する。次いで、第１光学面１４１で入射した光は、減衰部１４２の第１反射部１５１に到達する。前述したように、本実施の形態では、第１反射部１５１は第１光学面１４１で入射した光の光軸に対する角度θ１が４５°であるため、第１反射部１５１に到達した光は第１反射部１５１に対して４５°の角度で内部反射されて、第２光学面１４３に向けて進行する。

図６Ａ～Ｃおよび図７Ａ～Ｃは、発光素子から出射され、第２反射部１５２で反射した光の光路図である。図６Ａは、ＹＺ平面における光路図であり、図６Ｂは、平面視したときの光路図であり、図６Ｃは、正面視したときの光路図である。なお、図６Ａ～Ｃでは、第１光学面１４１と、第２光学面１４３と、第２反射部１５２とのみを模式的に示している。図７Ａは、第２反射部１５２で反射した光を斜めから見た光路図であり、図７Ｂは、第２反射部１５２で反射した光の光軸と、第１光学面１４１で入射した光の光軸とを含む平面で切断した光レセプタクル１４０の斜視図であり、図７Ｃは、当該断面を法線方向からみたときの光路図である。なお、図７Ｂ、Ｃでは、光レセプタクル１４０内の光路を示すため、光レセプタクル１４０へのハッチングを省略している。

図６Ａ～Ｃおよび図７Ａ～Ｃに示されるように、発光素子（光電変換素子１２２）から出射された光は、第１光学面１４１で光レセプタクル１４０に入射する。次いで、第１光学面１４１で入射した光は、減衰部１４２の第２反射部１５２（本実施の形態では、第１分割反射面１５３）に到達する。

第２反射部１５２に到達した光は、光レセプタクル１４０の正面側に向かって反射する。具体的には、光レセプタクル１４０を平面視したとき、第２反射部１５２で反射した光は、第２光学面１４３を避けるようにＸ方向にずれて進行する。そして、第２光学面１４３が配置された光レセプタクル１４０の正面から外部に出射される。

また、光レセプタクル１４０を側面視したとき、第２反射部１５２で反射した光は、第２光学面１４３を避けるようにＺ方向にずれて進行する。より具体的には、第２反射部１５２で反射した光は、第２光学面１４３よりも天面側に進行する。

（効果）
本実施の形態に係る光レセプタクルは、発光素子から出射され、第１光学面で入射した光を減衰させる減衰部を有する。このため、光を減衰させる減衰フィルターを配置することがなく、かつ減衰コートなどの二次加工をすることなく、発光素子から出射された光を減衰できる。また、他の部材を配置するための接着剤や減衰コートによるクラックの発生を防止できる。また、本実施の形態に係る光レセプタクルのように、光レセプタクルが送受信用であった場合にも、送信側として機能する領域にのみ減衰部を設ければよいため、加工が容易である。

なお、本実施の形態では、減衰部１４２の第２反射部１５２は凸条であったが、第２反射部１５２の形状はこれに限定されない。図８Ａ～Ｃは、実施の形態１の変形例に係る光レセプタクル１４０の減衰部２４２、３４２、４４２の斜視図である。図８Ａに示されるように、減衰部２４２の第２反射部２５２は、凹条でもよい。この場合、第２反射部２５２は、第１分割反射面２５３と、第２分割反射面２５４と、第１分割反射面２５３および第２分割反射面２５４を接続する谷線２５５とを有する。また、図８Ｂに示されるように、減衰部３４２の第２反射部３５２は、第１分割反射面３５３および第２分割反射面３５４の間に第１反射部１５１が配置されていてもよい。また、図８Ｃに示されるように、第２反射部４５２は、一方の端部（例えば下側の端部）から他方の端部（例えば上側の端部）に向かうに連れて、第１分割反射面４５３および第２分割反射面４５４の大きさが変化するように形成されていてもよい。

［実施の形態２］
（光モジュールの構成）
実施の形態２に係る光モジュール５００は、主として発光素子から適切に光が出射された否かを検出する機構をさらに有する点が実施の形態１に係る光モジュール１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る光モジュール１００と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略し、特徴部分について説明する。

図９は、実施の形態２に係る光モジュール５００の断面図である。図９では、光レセプタクル５４０内の光路を示すために光レセプタクル５４０の断面へのハッチングを省略している。

実施の形態２に係る光モジュール５００は、光源変換装置５２０と、光レセプタクル５４０とを有する。

本実施の形態に係る光源変換装置５２０は、基板１２１と、送信または受信用の１または２以上の光電変換素子１２２と、モニター光用の検出素子５２２とを含む。基板１２１には、発光素子、受光素子（いずれも光電変換素子１２２）および光レセプタクル５４０に加え、複数の検出素子５２２が配置される。検出素子５２２は、例えばフォトディテクタである。検出素子５２２の数は、発光素子の数と同じである。本実施の形態では、４個の発光素子が配置されているため、検出素子５２２の数も４個である。また、４個の検出素子５２２は、４個の発光素子の配列方向に平行に配列されている。

（光レセプタクルの構成）
光レセプタクル５４０は、第１光学面１４１、減衰部１４２、第２光学面１４３に加え、光分離部５６４と、第３光学面５６５とを有する。

光分離部５６４は、第１反射部１５１で入射した光の他の一部（好ましくは残部）を、第３光学面５６５（または検出素子５２２）に向かう光と、第２光学面１４３（または光伝送体１６０の端面）に向かう光とに分離させる。

光分離部５６４の構成は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。特に図示しないが、本実施の形態では、光分離部５６４は、第１反射部１５１で反射した光の一部を透過させる複数の分割透過面と、第１反射部１５１で反射した光の他の一部を第３光学面５６５に向けて反射させる複数の分割反射面とを有する。本実施の形態では、分割透過面は、第１反射部１５１で反射した光の光軸に対して垂直な平面である。また、本実施の形態では、分割反射面は、第１反射部１５１で反射した光の光軸に対して傾斜した平面である。

第３光学面５６５は、光レセプタクル５４０の底面側に、検出素子５２２と対向するように配置されている。本実施の形態では、第３光学面５６５は、検出素子５２２に向かって凸状の凸レンズ面である。第３光学面５６５は、光分離部５６４の分割反射面で分離された光を収束させて検出素子５２２に向けて出射させる。これにより、光を検出素子５２２に効率良く結合させることができる。第３光学面５６５の中心軸は、検出素子５２２の受光面（基板１２１）に対して垂直であることが好ましい。

（効果）
実施の形態２に係る光モジュールは、実施の形態１に係る光モジュール１００と同様の効果に加え、を有する。

また、上記の実施の形態では、光レセプタクル１４０、５４０を送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１００は、送信専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１２２として発光素子のみを含む。さらに、光電変換素子１２２が１個の発光素子の場合、第１入射面１４１で入射した光の光軸に対する第１反射部１５１の角度θ１が４５°のときには、第２反射部１５２に対する第１分割反射面１５３および第１分割反射面１５３の傾斜角度θ２、θ３のそれぞれは、７°＜θ２、θ３＜４２°を満たすことが好ましい。なお、光電変換素子が１個の発光素子の場合、第２反射部１５２で反射した光を実施の形態１ほどＸ方向にずらさなくても、第２光学面１４３に到達することがない。よって、光電変換素子が１個の発光素子の場合、θ２、θ３の下限値が実施の形態１におけるθ２、θ３よりも小さい。

光レセプタクル５４０を平面視したとき、第２反射部１５２で反射した光の光路は、光レセプタクル５４０に光路を調整する方向変換調節機構を適宜設けることにより調整できる。第２反射部１５２で反射した光（Ｌ２ともいう）を第１反射部１５１で反射した光（Ｌ１ともいう）とは異なる方向へ向けることにより、反射光Ｌ２に対してのみに有効な方向変換調節機構を適宜設けることができるため、検出素子５２２や光伝送体１６０へ反射光Ｌ２が到達することのないように調整することができる。方向変換調節機構の例には、光レセプタクル５４０の各面において反射光Ｌ２の到達領域に形成される反射光Ｌ１の到達領域とは異なる傾斜面、コーティング面が含まれる。

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。

１００、５００ 光モジュール
１２０、５２０ 光電変換装置
１２１ 基板
１２２ 光電変換素子
１２３ 基板側凸部
１４０、５４０ 光レセプタクル
１４１ 第１光学面
１４２、２４２、３４２、４４２ 減衰部
１４３ 第２光学面
１４４ 反射面
１５１ 第１反射部
１５２ 第２反射部
１５３、２５３、３５３、４５３ 第１分割反射面
１５４、２５４、３５４、４５４ 第２分割反射面
１５５ 稜線
１６０ 光伝送体
１６１ フェルール
１６２ フェルール側凹部
２５５ 谷線
５２２ 検出素子
５６４ 光分離部
５６５ 第３光学面
θ１ 第１反射部の傾斜角度
θ２ 第１分割反射面の傾斜角度
θ３ 第２分割反射面の傾斜角度

Claims (5)

1. 基板上に１または２以上の発光素子が配置された光電変換装置と、１または２以上の光伝送体との間に配置されたときに、前記発光素子と前記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、
   前記発光素子から出射された光を入射させる１または２以上の第１光学面と、
   前記発光素子から出射され、前記光レセプタクルの内部を通った光を前記光伝送体に向けて出射させる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の一部を前記第２光学面に向けて反射し、前記第１光学面で入射した光の他の一部を前記第２光学面以外に向けて反射させる減衰部と、を有し、
   前記減衰部は、
   前記第１光学面で入射した光の一部を前記第２光学面に向けて反射させる複数の第１反射部と、
   前記第１光学面で入射した光の他の一部を、前記第２光学面が配置されている前記光レセプタクルの正面のうちの前記第２光学面以外の領域または前記光レセプタクルの天面に向けて反射させる複数の第２反射部と、を含み、
   前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とに垂直な方向において、交互に配置されており、
   前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とを含む平面に沿って延在している、
   光レセプタクル。
2. 前記第２反射部は、前記平面に沿った稜線を有する凸条であるか、または、前記平面に沿った谷線を有する凹条である、請求項１に記載の光レセプタクル。
3. 前記第１反射部で反射した光の一部を、前記第２光学面に向かう光と、前記発光素子から出射された光を監視するための１または２以上の検出素子に向かう光と、に分離させる光分離部と、
   前記光分離部で分離された光を前記検出素子に向けて出射させる１または２以上の第３光学面と、をさらに有する、
   請求項１または請求項２に記載の光レセプタクル。
4. 前記１または２以上の第１光学面は、２以上の第１光学面であり、
   前記１または２以上の第２光学面は、２以上の第２光学面であり、
   前記２以上の第１光学面および前記２以上の第２光学面は、前記第１光学面および前記第１反射部の間の光の光軸と、前記第１反射部および前記第２光学面の間の光の光軸とに垂直な方向にそれぞれ配列されている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の光レセプタクル。
5. 基板と、前記基板上に配置された１または２以上の発光素子とを含む光電変換装置と、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の光レセプタクルと、を有する、
   光モジュール。

Images