JP2018109656A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】迷光を抑制することができる光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール１は、基板２０と、基板２０の表面に実装される発光素子２１及び受光素子２２と、発光素子２１から放出される光の一部を受光素子２２に導くブロック１０とを備える。ブロック１０は、発光素子２１から放射された光をコリメート光に変換するコリメートレンズ１７ａと、コリメートレンズ１７ａによって変換されたコリメート光を２つの光に分岐する分岐部３０と、集光レンズ１４ａと、ミラー４０と、ミラー４０によって反射された光を屈折させる屈折部５０と、屈折部５０によって屈折された光を受光素子２２に集光する集光レンズ１８ａとを有する。屈折部５０は、ミラー４０によって反射された光Ｌ３を集光レンズ１８ａに導く面５１と、ミラー４０によって反射された光Ｌ４を集光レンズ１８ａから逸らす面５２と、を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、光モジュールに関するものである。

特許文献１には、レンズアレイ、光電変換装置及び光ファイバを備えた光モジュールが記載されている。光電変換装置は、半導体基板と、半導体基板に実装された複数の発光素子と、半導体基板に発光素子と同数配置された受光素子と、を備えている。レンズアレイは、発光素子からの光を受光する第１のレンズ面と、第１のレンズ面からの光を全反射させる全反射面と、全反射面からの光を反射及び透過させる反射／透過層と、反射／透過層を透過した光を光ファイバに集光させる第２のレンズ面と、反射／透過層を反射した光を受光素子に集光させる第３のレンズ面と、を備えている。光ファイバ、第１のレンズ面、第２のレンズ面及び第３のレンズ面は、発光素子及び受光素子と同数配置されている。

特開２０１１−１３３８０７号公報

ところで、従来の１０Ｇｂｐｓの伝送速度の光モジュールでは、前述した受光素子とレンズ面との位置合わせの誤差が、受光素子が実装された面内において３０μｍ程度まで許容されていた。この程度の許容量であれば、受光素子とレンズ面との位置関係を製造時に許容範囲内に収めることができていた。しかしながら、近年、光通信分野での伝送速度の高速化に伴い、光モジュールの各部品の小型化が進行している。２５Ｇｂｐｓ以上の伝送速度の光モジュールでは、例えば、フォトダイオードの広帯域化に伴って受光素子の受光径が小さくなり、受光素子とレンズ面との位置合わせの誤差は、受光素子が実装された面内において１０μｍ程度までしか許容されなくなっている。

また、前述したレンズアレイは樹脂製であり、成型されるレンズアレイの各レンズは数μｍ程度のピッチのばらつきを有する。また、受光素子はダイボンダ等によって基板上に実装されるが、ダイボンダでは、受光素子の実装精度として受光素子の実装される面（実装面）内で１０μｍ程度のばらつきを生じうる。このように、レンズアレイの成型、半導体基板上への受光素子の実装、及び半導体基板上へのレンズアレイの搭載によって、実装面で１０μｍより大きいばらつきが生じる可能性がある。この場合、受光素子とレンズとの位置合わせの誤差が許容量を超えるので、受光素子に対する光のずれが発生し、例えば、隣接する受光素子に光が入り込み、迷光が生じうるという問題がある。迷光は、隣接する受光素子が本来受信する光信号に対して余分なノイズを与えることとなり、隣接する受光素子の受信性能を劣化させる。また、自身の受光素子においても、隣接する受光素子が受信すべき光の一部を迷光として受けると、それがノイズとなり、自身の受信性能を劣化させる。このように、互いに隣接する受光素子において、迷光は受光素子の受信性能を相互に劣化させる要因と成り得る。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、迷光を抑制することができる光モジュールを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明の一側面に係る光モジュールは、基板と、基板の表面に実装される発光素子と、基板の表面に実装される受光素子と、基板上に搭載され、発光素子から放出される光の一部を受光素子に導くブロックと、を備え、ブロックは、発光素子から放射された光をコリメート光に変換するコリメートレンズと、コリメートレンズによって変換されたコリメート光を２つの光に分岐する分岐部と、分岐部において分岐された一方の光を光導波部材に集光する第１の集光レンズと、分岐部において分岐された他方の光を反射するミラーと、ミラーによって反射された光を屈折させる屈折部と、屈折部によって屈折された光を受光素子に集光する第２の集光レンズと、を有し、屈折部は、ミラーによって反射された光を第２の集光レンズに導く第１の面と、ミラーによって反射された光を第２の集光レンズから逸らす第２の面と、を有する。

本発明の一側面によれば、迷光を抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る光モジュールを示す断面図である。 図２は、図１の光モジュールのブロックを示す斜視図である。 図３は、図２のブロックを図２とは異なる方向から見た斜視図である。 図４は、図１の光モジュールの分岐部を拡大した図である。 図５は、図４の分岐部を示す平面図である。 図６は、図４の分岐部の各面を拡大した図である。 図７は、図１の光モジュールを示す断面図である。 図８は、図１の光モジュールの屈折部を示す図である。 図９は、図８の屈折部及び発光素子を示す図である。 図１０は、図８の屈折部及び発光素子を示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態に係る光モジュールは、基板と、基板の表面に実装される発光素子と、基板の表面に実装される受光素子と、基板上に搭載され、発光素子から放出される光の一部を受光素子に導くブロックと、を備え、ブロックは、発光素子から放射された光をコリメート光に変換するコリメートレンズと、コリメートレンズによって変換されたコリメート光を２つの光に分岐する分岐部と、分岐部において分岐された一方の光を光導波部材に集光する第１の集光レンズと、分岐部において分岐された他方の光を反射するミラーと、ミラーによって反射された光を屈折させる屈折部と、屈折部によって屈折された光を受光素子に集光する第２の集光レンズと、を有し、屈折部は、ミラーによって反射された光を第２の集光レンズに導く第１の面と、ミラーによって反射された光を第２の集光レンズから逸らす第２の面と、を有する。

この光モジュールでは、発光素子から放出された光は、コリメートレンズによってコリメート光に変換され、コリメート光は、分岐部において分岐される。分岐された一方の光は、第１の集光レンズを介して光導波部材に集光される。また、分岐部において分岐された他方の光は、ミラ−に到達して反射され、屈折部及び第２の集光レンズを介して受光素子に入射する。屈折部は、ミラーによって反射された光を第２の集光レンズに導く第１の面と、ミラーによって反射された光を第２の集光レンズから逸らす第２の面と、を有する。従って、第１の面に入射した光は、屈折部によって第２の集光レンズに導かれる。よって、第１の面に入射した光を第２の集光レンズを介して確実に対応する受光素子に入射させることができる。一方、第２の面に入射した光は、屈折部によって第２の集光レンズから逸らされる。従って、第１の面に入射した光を確実に対応する受光素子に集光させることができると共に、第２の面に入射した光を確実に受光素子から逸らすことができる。よって、隣接する受光素子に光が入り込む事態を回避することができるので、迷光を抑制することができる。

上記の光モジュールにおいては、屈折部は、第２の面を含む突起部を有し、第２の集光レンズの直径は、ミラーによって反射された光のうち突起部に当たった光が第２の集光レンズに入射しない程度に小さい値とされていてもよい。ミラーによって反射された光のうち突起部に当たった光が入射しない程度に第２の集光レンズの直径を小さくした場合、本来の光路からずれて突起部に当たった光が第２の集光レンズに入射しないようにすることができる。従って、隣接する受光素子への光の入り込みを一層確実に回避できるので、迷光を一層確実に抑制できる。

上記の光モジュールにおいては、分岐部は、コリメート光の入射角がブロックの有する臨界角以上となりコリメート光を全反射させてコリメート光を第１の集光レンズに導く第３の面と、コリメート光の入射角がブロックの有する臨界角未満となりコリメート光を透過させてコリメート光をミラーに導く第４の面と、を有してもよい。分岐部が第３の面と第４の面とを有する場合、ブロックによって確実にコリメート光を分岐することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態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範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、光モジュール１を示す断面図である。光モジュール１は、複数の光信号を送信することが可能なモジュールである。光モジュール１は、例えば、光トランシーバの内部に設けられており、ＭＴコネクタ２に内蔵された光ファイバ３（光導波部材）を介して光トランシーバの光レセプタクルと光学的に結合される。光ファイバ３は、例えば、マルチモードファイバであるが、シングルモードファイバ又は他の光導波部材であってもよい。

光モジュール１は、樹脂製のブロック１０と、基板２０とを備えている。基板２０は、例えば、プリント基板である。ただし、基板２０はプリント基板に限定されず、半導体基板であっても良い。基板２０の表面には光学デバイス及び電子デバイスが実装されている。ブロック１０は、基板２０上に搭載されており、基板２０上に実装されている光学デバイス及び電子デバイスの上を覆っている。

基板２０に実装されている光学デバイスは、例えば、発光素子２１及び受光素子２２である。発光素子２１は、例えば、半導体レーザダイオードの一種であるＶＣＳＥＬ（垂直共振型面発光レーザ）である。受光素子２２は、モニタ用のフォトダイオードである。また、基板２０には、発光素子２１を駆動させるための回路（駆動回路）と、受光素子２２を含む各種フォトダイオードから出力される電気信号を増幅するための回路（増幅回路）とが設けられている。なお、基板２０にはそれらの回路以外の回路がさらに設けられていても良い。

図２は、ブロック１０、発光素子２１、受光素子２２，２３を示す斜視図である。受光素子２３は、例えば、ＭＴコネクタ２に内蔵された光ファイバ３を介して与えられる光信号を受信するフォトダイオードである。また、ブロック１０は、発光素子２１から放射される光を透過させる透明樹脂によって構成されており、例えば、ＵＬＴＥＭ（登録商標）によって構成されている。ブロック１０の光の屈折率は、例えば１．６４である。なお、発光素子２１、受光素子２２，２３は基板２０に実装されているが、図２において、それらの素子の位置を明確に示すために基板２０は図示されていない。

図３は、ブロック１０を示す斜視図である。図２及び図３に示されるように、ブロック１０は、前面１１と、底面１２と、上面１３とを有する。前面１１は、その中央部に光学ポート１１ａを露出させている。光学ポート１１ａには、発光素子２１に対応するレンズアレイ１４と、受光素子２３に対応するレンズアレイ２４とが露出している。前面１１は、光学ポート１１ａを介して光ファイバ３と接続することができる。

レンズアレイ１４は、複数の集光レンズ１４ａ（第１の集光レンズ）によって構成されている。各集光レンズ１４ａは、ブロック１０と共に一体成形されている。レンズアレイ２４は、複数のコリメートレンズ２４ａによって構成されており、各コリメートレンズ２４ａもブロック１０と共に一体成形されている。集光レンズ１４ａの数は、発光素子２１の数と同じになるように設定されるが、それよりも多くても良い。コリメートレンズ２４ａの数は、受光素子２３の数と同じになるように設定されるが、それよりも多くても良い。なお、ここでは、コリメート光を入射して光を集光させるためのレンズを集光レンズと言い、発光素子２１から放射された光をコリメート光に変換するためのレンズをコリメートレンズと言う。それぞれの用途の違いからレンズの形状や焦点距離等が異なる場合があるが、いずれも光学レンズである。

光学ポート１１ａには、前述したＭＴコネクタ２の光ファイバ３が光学的に接続される。光学的な接続によって、例えば、集光レンズ１４ａによって集光された光が光ファイバ３に効率良く入射され、集光レンズ１４ａと光ファイバ３とが光学的に結合した状態（光結合）が得られる。また、光学ポート１１ａに対するＭＴコネクタ２の位置を規定するため、レンズアレイ１４，２４の各レンズが並ぶ方向の両側（外側）には、一対のガイドピン１５が設けられている。光学ポート１１ａの外周には段差１１ｂが設けられており、段差１１ｂの外縁は、各角部が円形とされた平行四辺形状である。ガイドピン１５の位置は、ＭＴコネクタの形状に合わせて上述の光結合の効率が良くなるように設定される。

ブロック１０の底面１２は、凹状の収容部１６を有する。収容部１６は、基板２０の実装面に実装されている発光素子２１及び受光素子２２，２３等の光デバイスを覆うように設定される。収容部１６が覆う基板２０上の領域には、発光素子２１及び受光素子２２，２３等の光学デバイス以外に、発光素子２１を駆動する駆動回路（ドライバ）と、受光素子２２から出力される電気信号を増幅する増幅器（トランスインピーダンス増幅器）等が収容される。収容部１６がブロック１０の内部に向かって凹状の形状となっていることで、ブロック１０の底面１２が基板２０の実装面と接して配置された場合でも、それらの光学デバイス（発光素子２１及び受光素子２２、２３等）や電子デバイス（上述の駆動回路や増幅回路）が基板２０に実装されている状態にて、それらのデバイスの上面、実装面の法線方向にスペースを確保して、それらのデバイスがブロック１０と接触するのを防ぐことができる。

収容部１６が覆う基板２０の実装面上の領域には、さらに発光素子２１から出力される光パワーを制御する制御回路が収容されてもよく、この制御回路は、例えば、ＡＰＣ（Automatic Power Control）回路である。ＡＰＣ回路は、受光素子２２からの出力を受け取って発光素子２１に供給する駆動電流を制御する。ＡＰＣ回路は、受光素子２２が受光した光（モニタ光）の強度に応じて駆動電流を制御し、この駆動電流の増減により発光素子２１が放射する光の強度を制御する。例えば、モニタ光の強度が所定の値よりも小さいときには駆動電流を増やして発光素子が放射する光の強度を増やし、反対に、モニタ光の強度が所定の値よりも大きいときには駆動電流を減らして発光素子が放射する光の強度を減らすことで、発光素子が放出する光の強度を一定値に保つことができる。

発光素子２１及び受光素子２２，２３は、複数のレンズの配列方向である横方向に沿って基板２０の実装面上に配置されている。つまり、発光素子２１と受光素子２２，２３は、ブロック１０に結合されるＭＴコネクタ２の光ファイバ３の光軸に対して垂直な横方向（実装面と並行な方向）に延びている。例えば、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３つの軸に対応させて説明すると、光ファイバ３の光軸をＺ軸方向とし、基板２０の法線をＹ軸方向とすると、発光素子２１と受光素子２２，２３はＸ軸方向に沿って配置されている。ブロック１０の底面１２には、３つのレンズアレイ１７，１８，２５が設けられており、レンズアレイ１７，１８，２５は、発光素子２１及び受光素子２２，２３に沿って横方向に延びている。すなわち、基板２０の実装面に実装された発光素子２１及び受光素子２２，２３のそれぞれの並んだ方向に沿って、レンズアレイを構成する個々のレンズとそれぞれの素子とが一対一で対応（対向）するように配置されている。

前面１１に近い側のレンズアレイ１８は、受光素子２２に上下方向（実装面の法線方向）に対向している。前面１１から離れた側のレンズアレイ１７，２５は、発光素子２１及び受光素子２３のそれぞれに上下方向（実装面の法線方向）に対向している。レンズアレイ１７，１８，２５は、光学ポート１１ａに形成されたレンズアレイ１４，２４と同様、ブロック１０に一体成形によって形成されている。

ブロック１０の底面１２には、２つのガイドピン１９が設けられている。各ガイドピン１９は、基板２０に対するブロック１０の位置を固定するために設けられる。各ガイドピン１９は、基板２０の表面（実装面）に形成された孔に挿入され、これによりブロック１０の位置を固定する。このとき、ブロック１０におけるガイドピン１９の位置と基板２０の実装面に形成された孔の位置は、上述したように、ブロック１０に形成された各レンズアレイを構成するレンズと光デバイス（発光素子２１及び受光素子２２，２３）とがそれぞれ対向するように設定される。また、ブロック１０の上面１３には、発光素子２１からの光を、ブロック１０の内部において反射させるミラー４０が露出している。ミラー４０については後に詳述する。

発光素子２１及び受光素子２２，２３は、それぞれレンズアレイ１７，１８，２５に対応して配置される。レンズアレイ１７は４つのコリメートレンズ１７ａを含んでおり、レンズアレイ１８は、４つの集光レンズ１８ａ（第２の集光レンズ）を含んでおり、レンズアレイ２５は４つの集光レンズ２５ａを含んでいる。各コリメートレンズ１７ａは発光素子２１に対向し、各集光レンズ１８ａは受光素子２２に対向し、各集光レンズ２５ａは受光素子２３に対向している。ここで、対向しているというのは、例えば、発光素子２１から放射された光がコリメートレンズ１７ａに入射して所定のコリメート光に変換されるように、発光素子２１とコリメートレンズ１７ａとがほぼ同じ光軸上に配置されていることに相当する。また、集光レンズ１８ａに入射したコリメート光が受光素子２２の受光径の中心部に集光されるように、集光レンズ１８ａと受光素子２２とがほぼ同じ光軸上に配置されていることに相当する。同様に、集光レンズ２５ａに入射したコリメート光が受光素子２３の受光径の中心部に集光されるように、集光レンズ２５ａと受光素子２３とがほぼ同じ光軸上に配置されていることに相当する。

次に、発光素子２１及び受光素子２２と、ブロック１０と、ＭＴコネクタ２に内蔵された光ファイバ３との間における光結合について説明する。

図１に示されるように、発光素子２１及び受光素子２２は、基板２０の実装面上に実装され、上部（上面１３側）をブロック１０の収容部１６に覆われている。発光素子２１からは、基板２０の実装面の垂直方向（法線方向）に光信号が出射する。前述したように、ブロック１０の表面にはレンズアレイ１７のコリメートレンズ１７ａが一体成形されているので、発光素子２１からの光はコリメートレンズ１７ａを介してブロック１０に入射する。コリメートレンズ１７ａに入射した発光素子２１から放射された光は、コリメートレンズ１７ａによってコリメート光Ｌに変換される。

ブロック１０は、コリメートレンズ１７ａによって変換されたコリメート光Ｌを２つの光に分岐する分岐部３０と、分岐部３０に屈折されて分岐された一方の光Ｌ２が入射するミラー４０と、ミラー４０によって反射された光Ｌ２を屈折する屈折部５０と、を更に備える。分岐部３０に反射されて分岐された他方の光Ｌ１は、前述したレンズアレイ１４の集光レンズ１４ａに導かれ、集光レンズ１４ａによってＭＴコネクタ２の光ファイバ３に集光され入射される。

分岐部３０を透過して分岐された一方の光Ｌ２は、ミラー４０に導かれ、ミラー４０において反射された光Ｌ２は屈折部５０に入射する。屈折部５０からの光Ｌ２は、レンズアレイ１８の集光レンズ１８ａに到達し、集光レンズ１８ａによって受光素子２２に集光され入射される。分岐部３０及び屈折部５０については後に詳述する。

図４は、ブロック１０の分岐部３０を拡大した図である。図４に示されるように、分岐部３０は、コリメート光Ｌに含まれる光Ｌ１，Ｌ２の光路に対して４５°の角度を成す面３１（第３の面）と、光Ｌ１，Ｌ２の光路に対して４５°よりも大きい角度を成す面３２（第４の面）とを有する。コリメートレンズ１７ａから来て面３１に入射した光Ｌ１は、面３１において全反射し、集光レンズ１４ａを介して光ファイバ３に集光される。一方、コリメートレンズ１７ａから来て面３２に入射した光Ｌ２は、分岐部３０を透過してミラー４０に導かれる。

図５は、分岐部３０を示す平面図である。図５に示されるように、分岐部３０において、前述した面３１，３２のそれぞれは直線状に延びている。分岐部３０には、複数の面３１と、複数の面３２とが交互に形成されている。図５の平面図は、面３１の法線方向から見た様子を示している。分岐部３０では、例えば、複数の面３２同士の間隔を狭くして多くの面３２を配置するか、又は、一つの面３２の幅を広くすることにより、ミラー４０に導かれる光Ｌ２の割合を増やすことができる。また、面３２同士の間隔を広くして面３２の数を減らすか、又は、一つの面３２の幅を狭くすることにより、ミラー４０に導かれる光Ｌ２の割合を減らすことができる。すなわち、発光素子２１から放射された光のうち、通信のために分岐部３０によって反射され光ファイバ３に入射される光（光信号）の強度と、モニタのため分岐部３０を透過して受光素子２２に入射される光（モニタ光）の強度を面３１と面３２のそれぞれの幅と間隔によって任意に設定することができる。例えば、モニタ光の強度が光ファイバに入射される送信光の強度よりも小さい場合に、面３１の幅よりも面３２の幅は小さく設定される。

図６は、更に拡大した分岐部３０を示している。ところで、本実施形態では、ブロック１０の屈折率が１．６４であり空気の屈折率は１．００であるため、分岐部３０に対する臨界角は、３７．５７°である。図６に示されるように、コリメートレンズ１７ａから来て面３１に入射する光Ｌ１は、分岐部３０と空気との界面に対し入射角θ１にて入射する。入射角θ１は、例えば４５°であり、上記臨界角よりも大きいため、光Ｌ１は角度θ２を成して全反射する。角度θ２は例えば４５°である。一方、コリメートレンズ１７ａから来て面３２に入射する光Ｌ２は、分岐部３０と空気との界面に対し入射角θ３で入射する。入射角θ３は、例えば２５°であり、上記臨界角よりも小さいため、光Ｌ２は屈折角θ４を成して上記界面を透過する。ここで、入射角θ１、θ３、角度θ２、屈折角θ４は、それぞれの光が入射する面の法線を基準（０°）としている。たとえば、ある面に垂直に入射する場合、入射角は０°となる。

図７は、分岐部３０を透過してミラー４０において反射され、屈折部５０を通る光Ｌ３，Ｌ４の光路を示している。図８は、屈折部５０を拡大した図を示している。光Ｌ３は発光素子２１からの本来の光路を通る光を示しており、光Ｌ４は発光素子２１からの本来の光路からずれた光を示している。例えば、光Ｌ３は、発光素子２１とコリメートレンズ１７ａとがほぼ誤差のない状態で位置合わせがされているときの光であり、光Ｌ４は発光素子２１がコリメートレンズ１７ａに対して前側（光ファイバ３側）に誤差を生じて位置合わせされたときの光である。図７及び図８に示されるように、ミラー４０において反射された光Ｌ３，Ｌ４は、屈折部５０に入射する。屈折部５０は、光Ｌ３を集光レンズ１８ａに導く面５１（第１の面）と、光Ｌ４を集光レンズ１８ａから逸らす方向に導く面５２（第２の面）とを有する。

屈折部５０の面５２は、屈折部５０の面５１よりも上側（ミラー４０側）に設けられている。面５２に入射する光Ｌ４の入射位置は、面５１に入射する光Ｌ３の入射位置よりも、上側且つ前側（光ファイバ３側）に位置している。また、面５２は光ファイバ３に対して平行に延びており、面５１は前側に向かうにつれて下側に傾斜するように斜めに延びている。

前述した２つの面５１，５２を備えることにより、面５１に入射する光Ｌ３の入射角度と面５２に入射する光Ｌ４の入射角度とは互いに異なっており、面５２に入射した光Ｌ４は、面５１に入射した光Ｌ３よりも前側に導かれる。以上のように、面５２には本来の光路からずれた光Ｌ４が入り込み、面５２は、ずれた光Ｌ４を集光レンズ１８ａから逸らす方向（集光レンズ１８ａが並ぶ方向に交差する方向、例えば光ファイバ３に向かう方向）に導いて、光Ｌ４を集光レンズ１８ａに入射させないようにするために設けられる。一方、面５１は、本来の光路を通る光Ｌ３が入射し、光Ｌ３を集光レンズ１８ａに導いて光Ｌ３を受光素子２２に集光させるために設けられる。

図９及び図１０は、発光素子２１、屈折部５０及び集光レンズ１８ａを光ファイバ３側から見た図である。図９及び図１０に示されるように、屈折部５０の面５２は、面５１からミラー４０側に突出する突起部５５の頂面である。突起部５５は、例えば、矩形状に突出しており、集光レンズ１８ａの数より１つ多く（例えば５個）設けられる。複数の集光レンズ１８ａが並ぶ横方向において、突起部５５及び集光レンズ１８ａは交互に並ぶように発光素子２１の配置に合わせて設けられている。

前述したように、突起部５５の頂面である面５２に当たった光Ｌ４は、屈折して集光レンズ１８ａから逸らされる。また、図１０に示されるように、突起部５５の側面に当たった光Ｌ５は集光レンズ１８ａの方向に進行することがありうる。そこで、本実施形態では、上記の光Ｌ５を考慮して、集光レンズ１８ａの直径を、突起部５５に当たった光Ｌ５が入射しない程度に小さい値としている。例えば、光Ｌ５を考慮した集光レンズ１８ａの直径の値は、光Ｌ５を考慮しない集光レンズの直径の値よりも１０％以上且つ２０％以下小さい。すなわち、光Ｌ５を考慮しない場合の集光レンズの直径が２５０μｍである場合、光Ｌ５を考慮した集光レンズ１８ａの直径は２００μｍ以上且つ２２５μｍ以下である。集光レンズ１８ａの直径をそこに入射するコリメート光のビーム径よりも小さくするとロスが増えるので、集光レンズ１８ａの直径の最小値はロスを考慮して設定される。

以上のように構成された光モジュール１から得られる作用効果について説明する。

光モジュール１では、発光素子２１から放射された光は、コリメートレンズ１７ａによってコリメート光Ｌに変換され、コリメート光Ｌは、分岐部３０において２つの光に分岐される。分岐された一方の光Ｌ１は、集光レンズ１４ａを介して光ファイバ３に集光される。光Ｌ１は信号の伝送に使用される。また、分岐部３０において分岐された他方の光Ｌ２は、ミラー４０に到達して反射され、屈折部５０及び集光レンズ１８ａを介して受光素子２２に入射する。光Ｌ２はモニタ光として発光素子２１から放出される光の強度の自動制御に使用される。

屈折部５０は、ミラー４０によって反射された光Ｌ３を集光レンズ１８ａに導く面５１と、ミラー４０によって反射された光Ｌ４を集光レンズ１８ａから逸らす面５２と、を有する。従って、面５１に入射した光Ｌ３は、屈折部５０によって集光レンズ１８ａに導かれる。よって、面５１に入射した光Ｌ３を集光レンズ１８ａを介して確実に対応する受光素子２２に集光して入射させることができる。

一方、面５２に入射した光Ｌ４は、屈折部５０によって集光レンズ１８ａから逸らされる。従って、面５１に入射した光Ｌ３を確実に対応する受光素子２２に受光させることができると共に、面５２に入射した光Ｌ４を確実に受光素子２２から逸らすことができる。よって、隣接する受光素子２２に光Ｌ４が入り込む事態を回避することができるので、迷光を抑制することができる。

また、屈折部５０は、面５２が形成された突起部５５を含んでおり、集光レンズ１８ａの直径は、突起部５５に当たった光Ｌ５が入射しない程度に小さい値とされている。よって、本来の光路からずれて突起部５５に当たった光Ｌ５が集光レンズ１８ａに入射しないようにすることができる。従って、隣接する受光素子２２への光Ｌ５の入り込みを一層確実に回避できるので、迷光を一層確実に抑制できる。

また、分岐部３０は、コリメート光である光Ｌ１の入射角θ１が臨界角以上となり光Ｌ１を全反射させて光Ｌ１を集光レンズ１４ａに導く面３１と、コリメート光である光Ｌ２の入射角θ３が臨界角未満となり光Ｌ２を屈折させて光Ｌ２をミラー４０に導く面３２と、を有する。従って、分岐部３０が面３１及び面３２を有することにより、反射フィルタ及びハーフミラーを不要とすることができ、樹脂製のブロック１０によって確実にコリメート光Ｌを分岐することができる。また、発光素子２１から放出される光のうち、光モジュールの外部に送信して通信に使用される光（光信号）の強度とモニタ光として発光素子２１から放出される光の強度の自動制御に使用される光（モニタ光）の強度とを、面３１と面３２のそれぞれの幅と間隔によって設定することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されない。すなわち、本発明が特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において種々の変形及び変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。例えば、前述の実施形態では、ブロック１０の屈折率が１．６４であり臨界角が３７．５７°である例について説明したが、これらの屈折率及び臨界角の値は、ブロックの材料等に応じて適宜変更される。

１…光モジュール、１０…ブロック、１１…前面、１１ａ…光学ポート、１１ｂ…段差、１２…底面、１３…上面、１４，１７，１８…レンズアレイ、１４ａ…集光レンズ（第１の集光レンズ）、１５…ガイドピン、１６…収容部、１７ａ…コリメートレンズ、１８ａ…集光レンズ（第２の集光レンズ）、１９…ガイドピン、２０…基板、２１…発光素子、２２…受光素子、３０…分岐部、３１…面（第３の面）、３２…面（第４の面）、４０…ミラー、５０…屈折部、５１…面（第１の面）、５２…面（第２の面）、５５…突起部、Ｌ…コリメート光、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…光、θ１，θ３…入射角、θ２…角度、θ４…屈折角。

Claims (3)

1. 基板と、
   前記基板の表面に実装される発光素子と、
   前記基板の前記表面に実装される受光素子と、
   前記基板上に搭載され、前記発光素子から放出される光の一部を前記受光素子に導くブロックと、を備え、
   前記ブロックは、
   前記発光素子から放射された光をコリメート光に変換するコリメートレンズと、
   前記コリメートレンズによって変換されたコリメート光を２つの光に分岐する分岐部と、
   前記分岐部において分岐された一方の光を光導波部材に集光する第１の集光レンズと、
   前記分岐部において分岐された他方の光を反射するミラーと、
   前記ミラーによって反射された光を屈折させる屈折部と、
   前記屈折部によって屈折された光を前記受光素子に集光する第２の集光レンズと、
   を有し、
   前記屈折部は、前記ミラーによって反射された光を前記第２の集光レンズに導く第１の面と、前記ミラーによって反射された光を前記第２の集光レンズから逸らす第２の面と、を有する、
   光モジュール。
2. 前記屈折部は、前記第２の面を含む突起部を有し、
   前記第２の集光レンズの直径は、前記ミラーによって反射された光のうち前記突起部に当たった光が前記第２の集光レンズに入射しない程度に小さい値とされている、
   請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記分岐部は、前記コリメート光の入射角が前記ブロックの有する臨界角以上となり前記コリメート光を全反射させて前記コリメート光を前記第１の集光レンズに導く第３の面と、前記コリメート光の入射角が前記ブロックの有する臨界角未満となり前記コリメート光を透過させて前記コリメート光を前記ミラーに導く第４の面と、を有する、
   請求項１又は２に記載の光モジュール。

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