TW201344272A - 光插座及具備它之光模組 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種光插座及具備它之光模組，其係可以適當且低成本地實現如在光傳輸體中朝向順沿基板之方向取出發光元件之光的伴隨監視之光發送。其解決手段係在耦合光全反射面(14)及第1監視光全反射面(15)或第2監視光全反射面(17)中，利用全反射而將入射於第1面(2a)(11)的發光元件(7)之光分離成耦合光與監視光，有關於耦合光係從第3面(2c)(12)朝向光傳輸體(5)射出，有關於監視光係從第1面(2a)(13)朝向受光元件(8)射出。

Description

光插座及具備它之光模組
本發明係關於一種光插座(optical receptacle)及具備它之光模組(optical module)；特別關於一種適合以光學方式耦合發光元件與光傳輸體的光插座及具備它之光模組。
在習知使用光纖之光通信中，有採用一種具備面發光雷射(例如，VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振腔面射雷射)等之發光元件的光模組。
在此種之光模組中，有採用一種被稱為光插座之光模組零件，該光插座係使包含從發光元件射出之通信資訊的光耦合於光纖之端面，藉此而用於透過光纖之光發送。
又，在習知之光模組中，係以發光元件之輸出特性對溫度變化的穩定化或光輸出之調整為目的，而完成用以監視(monitor)從發光元件射出之光(強度或光量)的各種提案。
例如，在專利文獻1及專利文獻2中，有提案以下之技術：其利用在被稱為TO-CAN之封裝中同時內含發光元件與監視用之受光元件的光電轉換裝置，使來自發光元件的射出光之一部分在封裝之玻璃視窗中作為監視光而朝向 受光元件側反射。
然而，如此的CAN封裝型之光電轉換裝置係當進行高頻驅動時，會有因電磁波從連接於發光元件的配線之部分洩漏而發生串擾(crosstalk)的情況，且在如此的情況下，很難對應10Gbps以上的高速通信。再者，使用CAN封裝的模組係例如在所謂TO-46之CAN的情況，光插座之最大徑成為6mm至7mm，不易小型化。
相對於此，在電路基板安裝有發光元件的基板安裝型之光電轉換裝置中，並沒有如CAN封裝型的串擾之問題，又有能夠削減零件數及成本以及小型化等的優點。但是，在另一方面，由於不具有玻璃視窗，所以很難具備使光電轉換裝置側產生監視光的功能。
因此，至目前為止，例如專利文獻3所示，有提案以下之技術：為了對應基板安裝型之光電轉換裝置，而在光插座側形成用以使來自發光元件的射出光之一部分作為監視光而朝向受光元件側反射的反射面，藉此實現伴隨監視之穩定的高速通信。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1：日本特開2000-340877號公報
專利文獻2：日本特開2004-221420號公報
專利文獻3：日本特開2008-151894號公報
在前述之專利文獻3所記載的發明中，係構成為：在發光元件之光穿透光插座之後，能在光纖之端面朝向與光電轉換裝置之基板呈垂直的方向取出。
可是，因光模組之使用態樣，而有被要求在光纖之端面朝向順沿基板之方向取出發光元件之光的情況，且在如此的情況下，為了合適地進行伴隨監視之光發送，而被要求一種自然與光之取出方向不同的專利文獻3所記載之發明不一樣的新手法。
因此，本發明係有鑑於如此之問題點而開發完成者，其目的在於提供一種光插座及具備它之光模組，其係可以適當且低成本地實現如在光傳輸體中朝向順沿基板之方向取出發光元件之光的伴隨監視之光發送。
為了達成前述之目的，本發明之請求項1的光插座之特徵點係在於：在被配置於光電轉換裝置、與光傳輸體之間的狀態下能夠以光學方式耦合發光元件與前述光傳輸體，該光電轉換裝置係在基板上安裝有前述發光元件及受光元件，該受光元件係接受用以監視從該發光元件所發出之光的監視光，且該光插座具備：光插座本體中之第1面，其係進行來自前述發光元件的前述光之入射以及朝向前述受光元件的前述監視光之射出；耦合光全反射面，其係以相對於前述第1面具有預定之第1傾斜角的方式被配置於該第1面之相反側的前述光插座本體中之第2面上，使得入射於前述第1面後的前述發光元件之前述光中的一部分 之光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且使進行該內部入射後的一部分之光作為應耦合於前述光傳輸體之耦合光而朝向前述光傳輸體側全反射；前述光插座本體中之第3面，其係進行藉由該耦合光全反射面而全反射來的前述耦合光之朝向前述光傳輸體的射出；第1監視光全反射面，其係以與前述耦合光全反射面鄰接並相對於前述第1面具有預定之第2傾斜角或是前述第1傾斜角的方式被配置於前述第2面上，使得入射於前述第1面後的前述發光元件之光中的前述一部分之光以外的其他一部分之光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且將進行該內部入射後的其他一部分之光作為前述監視光而在從前述耦合光分離出之狀態或是與前述耦合光為一體之狀態下朝向前述第3面側全反射；以及第2監視光全反射面，其係以從前述耦合光之光路上脫離並相對於前述第1面具有預定之第3傾斜角的方式被配置於前述第2面上的前述監視光對前述第1監視光全反射面之全反射方向側的位置，使得藉由前述第1監視光全反射面而全反射來的前述監視光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且將進行該內部入射後的監視光朝向前述第1面中之對應前述受光元件的位置全反射。
然後，依據該請求項1之發明，由於可以將入射於第1面後的發光元件之光藉由耦合光全反射面之全反射以及第1監視光全反射面或是第2監視光全反射面之全反射而分離成耦合光與監視光，所以可以僅藉由光插座本體之面 形狀而適當且低成本地實現如在光傳輸體中朝向順沿基板之方向取出發光元件之光的伴隨監視之光發送。
又，藉由將監視光之全反射方向設為相對於第1監視光全反射面的第3面側，就可以謀求光插座本體之小型化甚至更低成本化。
又，請求項2之光插座的特徵點係在請求項1中更具有以下之特徵點：前述第1監視光全反射面係以相對於前述第1面具有前述第2傾斜角的方式配置，藉此使前述監視光在從前述耦合光分離出之狀態下全反射，前述耦合光全反射面與前述第1監視光全反射面係以在與前述發光元件之光的內部入射方向以及前述耦合光及前述監視光之全反射方向呈正交的方向進行點接觸，或是在前述耦合光及前述監視光之全反射方向進行線接觸的方式配置，前述第2監視光全反射面係由被凹設於前述第2面上的凹部之內斜面所構成。
然後，依據該請求項2之發明，則以在第1監視光全反射面中使得監視光從耦合光分離之方式所構成，藉此可以擴大與設計概念(concept)相應的第2監視光全反射面之佈局的自由度，例如可以柔軟地對應將具有第2監視光反射面之凹部形成較深而欲謀求光插座材料之使用量的降低的情況、或是將前述凹部形成較淺而欲謀求使用模具將光插座進行樹脂成形時的離模性之提高及機械強度之提高的情況等。
此時，只要將耦合光全反射面與第1監視光全反射面 以在與發光元件之光的內部入射方向以及耦合光及監視光之全反射方向呈正交的方向進行點接觸之方式來配置，就可以確實地對應將前述凹部形成較深的概念。另一方面，由於只要將耦合光全反射面與第1監視光全反射面以在耦合光及監視光之全反射方向以進行線接觸之方式來配置，就可以將耦合光全反射面與第1監視光全反射面不透過段差面而直接地連接來減少表面積，所以可以藉由將前述凹部形成較淺以提高離模性的概念來實現相稱(可以期待有關離模性之相乘效果)的構成。
再者，請求項3之光插座的特徵點係在請求項2中更具有以下之特徵點：前述耦合光全反射面與前述第1監視光全反射面係以進行前述點接觸之方式配置，前述第2監視光全反射面係被配置於比前述耦合光之光路還靠近前述第1面側。
然後，依據該請求項3之發明，則如前述般，由於將凹部形成較深而可以降低光插座材料之使用量，所以可以謀求更低成本化。
更甚者，請求項4之光插座的特徵點係在請求項2中更具有以下之特徵點：前述第2監視光全反射面係被配置於比前述耦合光之光路還靠近前述第2面側。
然後，依據該請求項4之發明，則如前述般，將凹部形成較淺而可以提高離模性，甚至可以謀求由良率之提高所帶來的更低成本化。
又，請求項5之光插座的特徵點係在請求項2至4中 任一項中更具有以下之特徵點：前述第1監視光全反射面及前述第2監視光全反射面係配置有複數個。
然後，依據該請求項5之發明，則可以對應監視光量之增加或使用複數個受光元件之監視。
再者，請求項6之光插座的特徵點係在請求項2至4中任一項中更具有以下之特徵點：前述耦合光全反射面與前述第1監視光全反射面係以進行前述線接觸之方式配置，前述第1監視光全反射面係相對於前述耦合光全反射面而被配置於前述耦合光之全反射方向側。
然後，依據該請求項6之發明，則容易進行將凹部形成較淺時的光路設計。
更甚者，請求項7之光插座的特徵點係在請求項1中更具有以下之特徵點：前述第1監視光全反射面係以相對於前述第1面具有前述第1傾斜角之方式配置，藉此使前述監視光在與前述耦合光為一體之狀態下全反射，前述監視光係在前述第2監視光全反射面中從前述耦合光分離出。
然後，依據該請求項7之發明，則由於可以將第1監視光全反射面與耦合光全反射面形成同一平面狀，所以可以簡化構成而謀求更低成本化。
又，請求項8之光插座的特徵點係在請求項1至7中任一項中更具有以下之特徵點：在前述第1面上之對應前述發光元件的位置配置有使前述發光元件之光朝向前述耦合光全反射面及前述第1監視光全反射面入射的第1透鏡 面，在前述第3面上配置有使前述耦合光朝向前述光傳輸體射出的第2透鏡面，在前述第1面上之對應前述受光元件的位置配置有使前述監視光朝向前述受光元件射出的第3透鏡面。
然後，依據該請求項8之發明，則可以利用透鏡面來提高耦合光及監視光之耦合效率。
再者，請求項9之光模組的特徵點係在於具備：請求項1至8中任一項所記載之光插座；以及請求項1所記載之光電轉換裝置。
然後，依據該請求項9之發明，則由於可以將入射於第1面後的發光元件之光藉由耦合光全反射面之全反射以及第1監視光全反射面或是第2監視光全反射面之全反射而分離成耦合光與監視光，所以可以僅藉由光插座本體之面形狀而適當且低成本地實現如在光傳輸體中朝向順沿基板之方向取出發光元件之光的伴隨監視之光發送。
依據本發明，可以適當且低成本地實現如在光傳輸體中朝向順沿基板之方向取出發光元件之光的伴隨監視之光發送。
1‧‧‧光模組
2‧‧‧光插座(光插座本體)
2a‧‧‧下端面(第1面)
2b‧‧‧上端面(第2面)
2c‧‧‧右端面(第3面)
2d‧‧‧左端面
2e‧‧‧前端面
2f‧‧‧後端面
3‧‧‧光電轉換裝置
4‧‧‧光纖安裝部
5‧‧‧光纖(光傳輸體)
5a‧‧‧端面
6‧‧‧半導體基板
7‧‧‧發光元件
8‧‧‧受光元件
9‧‧‧套圈
10‧‧‧第1凹部
10a‧‧‧內底面
11‧‧‧第1透鏡面
12‧‧‧第2透鏡面
13‧‧‧第3透鏡面
14‧‧‧耦合光全反射面
15‧‧‧第1監視光全反射面
16‧‧‧第2凹部
16a‧‧‧內側面
17‧‧‧第2監視光全反射面
18‧‧‧第3凹部
18a‧‧‧內側面
19‧‧‧連接器
145‧‧‧段差面
BL‧‧‧境界線
La‧‧‧雷射光
Lc‧‧‧光纖耦合光
Lm‧‧‧監視光
OA(1)、OA(2)、OA(3)‧‧‧光軸
圖1係顯示本發明之光插座及具備它之光模組的實施形態之概略構成圖。
圖2係圖1所示之光插座的俯視圖。
圖3係圖1所示之光插座的仰視圖。
圖4係圖1所示之光插座的第1主要部分放大剖面圖。
圖5係圖1所示之光插座的主要部分放大俯視圖。
圖6係圖1所示之光插座的第2主要部分放大剖面圖。
圖7係顯示本發明之第1變化例的縱剖面圖。
圖8係顯示第1變化例之第1主要部分放大剖面圖。
圖9係顯示第1變化例之第2主要部分放大剖面圖。
圖10係顯示本發明之第2變化例的縱剖面圖。
圖11係圖10之俯視圖。
圖12係顯示第2變化例之主要部分放大剖面圖。
圖13係顯示第2變化例之主要部分放大俯視圖。
圖14係顯示本發明之第3變化例的縱剖面圖。
圖15係圖14之俯視圖。
圖16係圖14之仰視圖。
圖17係顯示第3變化例之第1主要部分放大剖面圖。
圖18係顯示第3變化例之第2主要部分放大剖面圖。
圖19係顯示本發明之第4變化例的縱剖面圖。
圖20係顯示第4變化例之主要部分放大剖面圖。
圖21係顯示本發明之第5變化例的縱剖面圖。
圖22係圖21之俯視圖。
圖23係顯示第5變化例之主要部分放大剖面圖。
圖24係顯示第5變化例之主要部分放大俯視圖。
圖25係顯示本發明之第6變化例的光模組之縱剖面圖。
圖26係圖25所示之光插座的概略俯視圖。
圖27係圖25所示之光插座的仰視圖。
圖28係圖25所示之光插座的右側視圖。
圖29係顯示本發明之其他變化例的俯視圖。
以下，參照圖1至圖29說明本發明之光插座及具備它之光模組的實施形態。
圖1係顯示本實施形態的光模組1之概要與本實施形態的光插座2之縱剖面圖的概略構成圖。又，圖2係圖1所示之光插座2的俯視圖。再者，圖3係圖1所示之光插座2的仰視圖。
另外，圖1所示的光插座2之外形，係相當於圖2之A-A剖面形狀。
如圖1所示，本實施形態之光插座2(光插座本體)係配置在光電轉換裝置3與作為光傳輸體的光纖5之間。
在此，圖1之光電轉換裝置3係視為基板安裝型之光電轉換裝置3。亦即，如圖1所示，光電轉換裝置3係在相對於光插座2之下端面2a呈平行配置的半導體基板(電路基板)6中之光插座2側之面(上面)，具有使雷射光La朝向相對於該面呈垂直方向(上方向)射出(發光)的一個發光元件7，該發光元件7係構成前述之VCSEL(垂直共振器面發光雷射)。又，光電轉換裝置3係在半導體基板6中的光插座2側之面上且與發光元件7相對的圖1中之右方位置，具有接受用以監視從發光元件7射出的雷射光La之輸出(例如，強度或光量)之監視光Lm的一個受光元件8。 該受光元件8亦可為光偵測器(photo detector)。
再者，雖然未圖示，但是在半導體基板6中的光插座2側之面上，係安裝有基於藉由受光元件8而接受的監視光Lm之強度或光量來控制從發光元件7發出的雷射光La之輸出的控制電路等電子零件，該電子零件係透過配線而電連接於發光元件7及受光元件8。如此之光電轉換裝置3係例如藉由被配置於半導體基板6與光插座2之間的接著劑(例如，熱/紫外線硬化性樹脂)等公知的固定手段而安裝於光插座2，藉此與光插座2一起構成光模組1。
又，如圖1所示，光纖5係使得端面5a側之預定長度的部位與保持該部位的圓筒狀之套圈(ferrule)9一起安裝在被形成於光插座2的筒狀之光纖安裝部4內。在該安裝狀態中，光纖5中的端面5a側之部位(被收容於光纖安裝部4內的部位)，係相對於半導體基板6成為平行。另外，光纖5亦可為單模態光纖(single mode optical fiber)及多模態光纖(multi mode optical fiber)中之任一種。
然後，光插座2係在被配置於如此之光電轉換裝置3與光纖5之間的狀態下，使發光元件7與光纖5之端面5a以光學方式耦合。
當就該光插座2更進一步詳述時，就如圖1所示，光插座2係將具有各種光學面的主要部之外形形成大致長方體狀。亦即，如圖1及圖2所示，光插座2之主要部係藉由作為第1面之呈水平的下端面2a、作為第2面之上端面2b、作為第3面之右端面2c、左端面2d、前端面2e及後 端面2f之各面構成粗略的外形。
又，下端面2a與上端面2b係彼此呈平行。另外，前述之光纖安裝部4係以從右端面2c朝向右方延伸的方式所形成。
如此之光插座2係例如可以藉由使用聚醚醯亞胺(polyether imide)等之樹脂材料的射出成形而一體形成。
如圖1所示，在光插座2之下端面2a上係形成有相對於下端面2a朝向上方凹入的剖面大致矩形狀之第1凹部10。該第1凹部10之內底面10a係與下端面2a形成為平行。然後，如圖1所示，在該第1凹部10之內底面10a上之面對(對應)發光元件7的左端部附近位置係形成有一個第1透鏡面11。該第1透鏡面11係在仰視圖(圖3)中呈現圓形狀，並且形成使凸面轉向發光元件7側的球面或是非球面之凸透鏡面。另外，第1透鏡面11上之光軸OA(1)的位置係較期望相對於發光元件7之中心部而在雷射光La之射出方向一致(對位)。又，第1透鏡面11上的光軸OA(1)之軸向亦可與第1凹部10之內底面10a正交。
如圖1所示，如此之第1透鏡面11係在光插座2安裝有光電轉換裝置3之狀態下，使得從發光元件7射出之雷射光La從下方入射。然後，第1透鏡面11係使入射來的雷射光La收斂(例如，準直(collimate))並朝向光插座2之內部行進。
又，如圖1及圖2所示，在上端面2b上與第1透鏡面11之上方對向的位置，係配置有耦合光全反射面14及第1 監視光全反射面15。如圖2及圖4所示，耦合光全反射面14與第1監視光全反射面15係以在圖2之縱向(圖1之紙面垂直方向)彼此點接觸的方式配置(以下，稱為並聯配置)。
另外，如此的配置(接觸)之方向，係相當於與兩全反射面14、15中的雷射光La之內部入射方向以及光纖耦合光Lc及監視光Lm之全反射方向呈正交的方向。
如圖2及圖5所示，如此並聯配置後的耦合光全反射面14與第1監視光全反射面15係在俯視圖中，於兩全反射面14、15之間呈現朝向同圖之橫向延伸的唯一之境界線BL，並且在該境界線BL上包含第1透鏡面11上之光軸OA(1)。又，如圖4所示，耦合光全反射面14係形成相對於下端面2a朝向圖4中之逆時鐘方向具有45°(第1傾斜角之一例)之傾斜角的傾斜平面。但是，在該圖4中，雖然耦合光全反射面14之傾斜角的基準為了方便起見被取為與下端面2a呈平行的箭頭，但是即便取實物之下端面2a為基準的情況下當然亦能獲得相同的傾斜面(45°)。再者，如圖4所示，第1監視光全反射面15係形成相對於下端面2a朝向圖4中之逆時鐘方向具有38°(第2傾斜角之一例)之傾斜角的傾斜平面。更甚者，如此傾斜角互異的耦合光全反射面14與第1監視光全反射面15係在點接觸部位以外的部位，藉由與光軸OA(1)呈平行之段差面145而連接。
又，如圖1所示，此等耦合光全反射面14與第1監視光全反射面15係僅由被凹設於上端面2b上的第2凹部16 之內底面所構成。另外，在圖2中，雖然耦合光全反射面14被配置於前方(前端面2e)側，第1監視光全反射面15被配置於後方(後端面2f)側，但是前後亦可為相反。
又，如圖1所示，在第2凹部16之內側面16a亦可形成有用以確保在使用模具將光插座2進行樹脂成形之情況下的離模性之模斜度(draft)(傾斜面)。
在此，在耦合光全反射面14，係如圖1及圖5所示，使得通過第1透鏡面11後的發光元件7之雷射光La中的一部分(圖5所示之光束剖面的下半部)之雷射光La，從圖1中之下方側(光插座2之內部側)以比臨界角還大之入射角進行內部入射。
然後，耦合光全反射面14係使進行該內部入射後的一部分之雷射光La作為應耦合於光纖5之端面5a的光纖耦合光Lc，朝向圖1中之右方全反射。另外，在使用SABIC公司製之Ultem(註冊商標)作為光插座2之形成材料的情況時，由於相對於波長850nm之折射率成為1.64，所以在該情況下的臨界角係成為大致38°。
另一方面，如圖1及圖5所示，在第1監視光全反射面15係使得通過第1透鏡面11後的發光元件7之雷射光La中之朝向耦合光全反射面14入射之入射光以外的其他一部分(圖5所示之光束剖面的上半部)之雷射光La，從圖1中之下方側(光插座2之內部側)以比臨界角還大之入射角進行內部入射。
然後，第1監視光全反射面15係使進行該內部入射後 的其他一部分之雷射光La作為監視光Lm，在從光纖耦合光Lc分離出的狀態下，朝向圖1中之右下方全反射。
再者，如圖1及圖2所示，在上端面2b上之相對於第1監視光全反射面15且為監視光Lm之全反射方向側的位置，係配置有第2監視光全反射面17。如圖6所示，第2監視光全反射面17係形成相對於下端面2a在圖6中之順時鐘方向具有54°(第3傾斜角之一例)之傾斜角的傾斜平面。如圖1所示，該第2監視光全反射面17係僅由為了從光纖耦合光Lc之光路上脫離而被凹設於上端面2b上的第3凹部18之內底面所構成。又，在本實施形態中，由於第3凹部18係朝向下端面2a側凹設得較深，所以如圖1所示，第2監視光全反射面17係位在比光纖耦合光Lc之光路還更靠近下端面2a側(下方)。另外，如圖1所示，在第3凹部18之內側面18a亦可形成有用以確保在使用模具將光插座2進行樹脂成形之情況下的離模性之模斜度(傾斜面)。
如圖1所示，在如此之第2監視光全反射面17係使得行進於藉由第1監視光全反射面15而全反射來的光插座2之內部的光路上之監視光Lm，從圖1中之左上方側以比臨界角還大之入射角進行內部入射。
然後，第2監視光全反射面17係使進行該內部入射後的監視光Lm朝向成為受光元件8側的左下方進行全反射。
更甚者，如圖1所示，光插座2之主要部的右端面2c係被形成面對光纖5之端面5a的第2透鏡面12。該第2 透鏡面12係將外周形狀形成圓形狀，並且形成使凸面轉向光纖5之端面5a側的球面或是非球面之凸透鏡面。另外，第2透鏡面12上之光軸OA(2)較佳是位在光纖5之端面5a中的中心部之法線上。
如圖1所示，在如此之第2透鏡面12係使得在藉由耦合光全反射面14而全反射後行進於光插座2之內部之光路上的光纖耦合光Lc從圖1中之左方進行內部入射。
然後，第2透鏡面12係使進行該內部入射後的光纖耦合光Lc一邊收斂一邊朝向光纖5之端面5a射出。如此，光纖耦合光Lc能耦合於光纖5之端面5a。
又，如圖1及圖3所示，在第1凹部10之內底面10a上之與第1透鏡面11相對的右方位置且與受光元件8相對向的位置，係形成有第3透鏡面13。如圖1及圖3所示，第3透鏡面13係形成使凸面轉向受光元件8側的球面或是非球面之凸透鏡面，該受光元件8係如在仰視圖中呈橢圓形狀並且從受光元件8側所看到之外形呈圓形狀。
另外，如圖1所示，第3透鏡面13上之光軸OA(3)係相對於下端面2a具有傾斜。
如圖1所示，在如此之第3透鏡面13係使得藉由第2監視光全反射面17而全反射來的監視光Lm從圖1中之右上方側(光插座2之內部側)進行內部入射。然後，第3透鏡面13係使進行該內部入射後的監視光Lm一邊收斂一邊朝向受光元件8射出。如此，監視光Lm能耦合於受光元件8。
依據以上之構成，由於可以將入射於第1透鏡面11後的發光元件7之雷射光La藉由耦合光全反射面14之全反射及第1監視光全反射面15之全反射而分離成光纖耦合光Lc與監視光Lm，所以可以僅藉由光插座2之面形狀適當且低成本地實現如在光纖5之端面5a中順沿半導體基板6之方向取出光纖耦合光Lc的伴隨監視之光發送。又，與藉由將監視光Lm之全反射方向作為相對於第1監視光全反射面15的右端面2c側，使監視光Lm朝向左端面2d側全反射的構成相較，由於可以將光插座2之左右的尺寸抑制得較小，所以可以謀求光插座2之小型化甚至更低成本化。
又，依據上述構成，由於將第2監視光全反射面17配置在比光纖耦合光Lc之光路還靠近下端面2a側，藉此將第3凹部18形成較深而可以降低光插座2之形成材料的使用量，所以可以謀求更低成本化。
基於如此之概念而得的構成係可以藉由在第1監視光全反射面15中使得監視光Lm從光纖耦合光Lc分離之狀態、尤其是第1監視光全反射面15與耦合光全反射面14並聯配置，而在設計上合理地實現。
另外，如前述般，在上述構成中，雖然在耦合光全反射面14與第1監視光全反射面15之境界線BL(參照圖2、圖5)上，包含有第1透鏡面11上之光軸OA(1)，但是本發明並非被限定於如此之構成，例如亦可將光軸OA(1)相對於兩全反射面14、15之境界線BL而錯開於其中一方的全 反射面14、15側，藉此使光纖耦合光Lc與監視光Lm之光強度比與上述構成(1：1)不同。
又，除此以外，亦可在本發明中，應用如以下所示之各種的變化例。
(第1變化例)
例如，如圖7至圖9所示，亦可將第2監視光全反射面17配置於比光纖耦合光Lc之光路還靠近上端面2b側，並且為了能確保如此配置的第2監視光全反射面17的監視光Lm之適合的全反射，使第1監視光全反射面15之傾斜角及第2監視光全反射面17之傾斜角與圖4、圖6之情況不同。
具體而言，如圖8所示，在本變化例中，第1監視光全反射面15之傾斜角係設定為比圖4之情況還大的值(50°)，又如圖9所示，第2監視光全反射面17之傾斜角係設定為比圖6之情況還小的值(45°)。
若構成如此，則由於可以將第3凹部18形成較淺並抑制第3凹部18之表面積，所以可以提高在使用模具將光插座2進行射出成形時的離模性，又可以提高機械強度。
(第2變化例)
又如圖10至圖13所示，亦可將第1監視光全反射面15並聯配置二個於耦合光全反射面14之前後(圖10中之紙面垂直方向)，並且將第2監視光全反射面17以對應各第1監視光全反射面15之方式於前後以間隔設置方式配置二個。另外，圖10係相當於圖11之B-B剖面圖。
如圖11所示，在本變化例中，係能在二個第2監視光全反射面17之間確保光纖耦合光Lc之光路。又如圖10所示，各第2監視光全反射面17係被配置於比光纖耦合光Lc之光路還靠近下端面2a側。再者，如圖12所示，二個第1監視光全反射面15之傾斜角係彼此形成為同一角度(38°)，另一方面，二個第2監視光全反射面17之傾斜角亦彼此形成為同一角度。
更甚者，二個第2監視光全反射面17之配置位置係在圖10中之橫向及縱向(高度)被形成為同一位置。
又如圖11所示，二個第1監視光全反射面15皆是在前後(該圖11中之上下)形成比耦合光全反射面14還大。
若構成如此，則由於可以將入射於第1監視光全反射面15之總入射光量設為比入射於耦合光全反射面14之入射光量還多，所以可以增加監視光Lm之受光量。
但是，在本變化例中，係可以按照耦合光全反射面14之寬度(前後之尺寸)，任意地調整入射於耦合光全反射面14之入射光量(即光纖耦合光Lc之光量)與入射於第1監視光全反射面15之總入射光量(即監視光Lm之光量)。
(第3變化例)
又如圖14至圖18所示，相對於第2變化例，亦可將二個第2監視光全反射面17之配置位置左右錯開，並且為了分別對應各第2監視光全反射面17，而各配置二個受光元件8及第3透鏡面13。另外，圖14係相當於圖15之C-C剖面圖。
如圖17所示，在本變化例中，前方側的第1監視光全反射面15之傾斜角係與第2變化例(38°)不同，而被設定為41°。另一方面，如圖18所示，就二個第2監視光全反射面17而言，兩者之傾斜角皆是被設定為55°。
若構成如此，則可以對應使用二個受光元件8的監視。在此情況下，例如亦可藉由一方之受光元件8來監視光強度，而藉由另一方之受光元件8來監視波長。
(第4變化例)
再者，如圖19及圖20所示，相對於第3變化例，亦可將後方側的第2監視光全反射面17配置於比光纖耦合光Lc之光路還靠近上端面2b側。
另外，如圖20所示，在本變化例中，後方側的第1監視光全反射面15之傾斜角係與第3變化例(41°)不同，而被設定為50°。
(第5變化例)
更甚者，如圖21至圖24所示，亦可將耦合光全反射面14與第1監視光全反射面15以在光纖耦合光Lc及監視光Lm之全反射方向中進行線接觸的方式配置(以下，稱為串聯配置)。
另外，如圖21所示，在本變化例中，第1監視光全反射面15係相對於耦合光全反射面14而串聯配置於光纖耦合光Lc之全反射方向側(右側)。
又如圖23所示，耦合光全反射面14之傾斜角係相對於下端面2a而朝向該圖23之逆時鐘方向設定為45°，又 第1監視光全反射面15之傾斜角係相對於下端面2a而朝向該圖23之逆時鐘方向設定為50°。再者，如圖21所示，第2監視光全反射面17係配置於比光纖耦合光Lc之光路還靠近上端面2b側。
若構成如此，則可以輕易地進行將第3凹部18形成較淺並欲提高射出成形時之離模性時的光路設計。又由於可以將耦合光全反射面14與第1監視光全反射面15不透過段差面而直接連接以減少表面積，所以可以期待對於提高離模性的相乘效果。
(第6變化例)
又如圖25至圖28所示，亦可一邊具備本發明之特徵一邊更以對應伴隨監視之光發送的多路(multi channel)化之方式構成。
亦即，在本變化例中，光電轉換裝置3係假設為沿著圖25中之紙面垂直方向而整齊排列形成有複數個(8個)發光元件7及受光元件8。
又在本變化例中，光纖5係沿著與發光元件7及受光元件8之整齊排列方向相同的方向而整齊排列配置有與發光元件7及受光元件8相同的數量。
另外，在圖25中，各光纖5係在被收納於多芯匯集型之連接器19內的狀態下透過公知之安裝手段而安裝於光插座2。
然後，按照如此之光電轉換裝置3及光纖5之構成，光插座2係為了能形成各發光元件7與各光纖5間之光路 以及各發光元件7與各受光元件8間之光路，而使得耦合光全反射面14、第1監視光全反射面15、第2監視光全反射面17及第1至第3透鏡面11至13，以與發光元件7、光纖5及受光元件8相同的數量配置在分別為對應發光元件7、光纖5之端面5a及受光元件8的位置。另外，圖25所示之光插座2係相當於圖26之D-D剖面圖。
依據本變化例，由於可以將每一個發光元件7之雷射光在耦合光全反射面14及第1監視光全反射面15中分離成每一個發光元件7之光纖耦合光Lc與監視光Lm，所以可以適當且低成本地實現伴隨監視之多路的光發送。
另外，本發明並非被限定於前述之實施形態，只要在不損本發明之特徵的限度內仍可做各種變更。
例如，在前述之實施形態中，雖然將第1監視光全反射面15設定為與耦合光全反射面14不同的傾斜角，但是如圖29所示亦可藉由將兩全反射面14、15設定為同一傾斜角，而將兩全反射面14、15形成同一平面狀。
在此情況下，監視光Lm係在第1監視光全反射面15中，以與光纖耦合光Lc為一體之狀態全反射，之後，在第2監視光全反射面17中以從光纖耦合光Lc分離出之狀態全反射。
若構成如此，則由於可以簡化耦合光全反射面14與第1監視光全反射面15之形狀，所以可以謀求更低成本化。
又，本發明亦可應用於光波導管等之光纖5以外的光傳輸體中。
1‧‧‧光模組
2‧‧‧光插座(光插座本體)
2a‧‧‧下端面(第1面)
2b‧‧‧上端面(第2面)
2c‧‧‧右端面(第3面)
2d‧‧‧左端面
3‧‧‧光電轉換裝置
4‧‧‧光纖安裝部
5‧‧‧光纖(光傳輸體)
5a‧‧‧端面
6‧‧‧半導體基板
7‧‧‧發光元件
8‧‧‧受光元件
9‧‧‧套圈
10‧‧‧第1凹部
10a‧‧‧內底面
11‧‧‧第1透鏡面
12‧‧‧第2透鏡面
13‧‧‧第3透鏡面
14‧‧‧耦合光全反射面
15‧‧‧第1監視光全反射面
16‧‧‧第2凹部
16a‧‧‧內側面
17‧‧‧第2監視光全反射面
18‧‧‧第3凹部
18a‧‧‧內側面
145‧‧‧段差面
La‧‧‧雷射光
Lc‧‧‧光纖耦合光
Lm‧‧‧監視光
OA(1)、OA(2)、OA(3)‧‧‧光軸

Claims (9)

  1. 一種光插座，其在被配置於光電轉換裝置、與光傳輸體之間的狀態下能夠以光學方式耦合發光元件與前述光傳輸體，該光電轉換裝置係在基板上安裝有前述發光元件及受光元件，該受光元件係接受用以監視從該發光元件所發出之光的監視光，其特徵為該光插座具備：光插座本體中之第1面，其係進行來自前述發光元件的前述光之入射以及朝向前述受光元件的前述監視光之射出；耦合光全反射面，其係以相對於前述第1面具有預定之第1傾斜角的方式被配置於該第1面之相反側的前述光插座本體中之第2面上，使得入射於前述第1面後的前述發光元件之前述光中的一部分之光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且使進行該內部入射後的一部分之光作為應耦合於前述光傳輸體之耦合光而朝向前述光傳輸體側全反射；前述光插座本體中之第3面，其係進行藉由該耦合光全反射面而全反射來的前述耦合光之朝向前述光傳輸體的射出；第1監視光全反射面，其係以與前述耦合光全反射面鄰接並相對於前述第1面具有預定之第2傾斜角或是前述第1傾斜角的方式被配置於前述第2面上，使得入射於前述第1面後的前述發光元件之光中的前述 一部分之光以外的其他一部分之光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且將進行該內部入射後的其他一部分之光作為前述監視光而在從前述耦合光分離出之狀態或是與前述耦合光為一體之狀態下朝向前述第3面側全反射；以及第2監視光全反射面，其係以從前述耦合光之光路上脫離並相對於前述第1面具有預定之第3傾斜角的方式被配置於前述第2面上的前述監視光對前述第1監視光全反射面之全反射方向側的位置，使得藉由前述第1監視光全反射面而全反射來的前述監視光以比臨界角還大之入射角進行內部入射，且將進行該內部入射後的監視光朝向前述第1面中之對應前述受光元件的位置全反射。
  2. 如請求項1所記載之光插座，其中前述第1監視光全反射面係以相對於前述第1面具有前述第2傾斜角的方式配置，藉此使前述監視光在從前述耦合光分離出之狀態下全反射；前述耦合光全反射面與前述第1監視光全反射面係以在與前述發光元件之光的內部入射方向以及前述耦合光及前述監視光之全反射方向呈正交的方向進行點接觸，或是在前述耦合光及前述監視光之全反射方向進行線接觸的方式配置；前述第2監視光全反射面係由被凹設於前述第2面上的凹部之內斜面所構成。
  3. 如請求項2所記載之光插座，其中前述耦合光全反射面與前述第1監視光全反射面係以進行前述點接觸之方式配置；前述第2監視光全反射面係被配置於比前述耦合光之光路還靠近前述第1面側。
  4. 如請求項2所記載之光插座，其中前述第2監視光全反射面係被配置於比前述耦合光之光路還靠近前述第2面側。
  5. 如請求項2至4中任一項所記載之光插座，其中前述第1監視光全反射面及前述第2監視光全反射面係配置有複數個。
  6. 如請求項2至4中任一項所記載之光插座，其中前述耦合光全反射面與前述第1監視光全反射面係以進行前述線接觸之方式配置；前述第1監視光全反射面係相對於前述耦合光全反射面而被配置於前述耦合光之全反射方向側。
  7. 如請求項1所記載之光插座，其中前述第1監視光全反射面係以相對於前述第1面具有前述第1傾斜角之方式配置，藉此使前述監視光在與前述耦合光為一體之狀態下全反射；前述監視光係在前述第2監視光全反射面中從前述耦合光分離出。
  8. 如請求項1至7中任一項所記載之光插座，其中在前述第1面上之對應前述發光元件的位置配置有使前述 發光元件之光朝向前述耦合光全反射面及前述第1監視光全反射面入射的第1透鏡面；在前述第3面上配置有使前述耦合光朝向前述光傳輸體射出的第2透鏡面；在前述第1面上之對應前述受光元件的位置配置有使前述監視光朝向前述受光元件射出的第3透鏡面。
  9. 一種光模組，其特徵為具備：如請求項1至8中任一項所記載之光插座；以及如請求項1所記載之光電轉換裝置。
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