JP2016102834A - 光アセンブリ及び光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能な光アセンブリ、及びこの光アセンブリを備えた光モジュールを提供する。【解決手段】信号光を発する光源部５０と、光源部５０で発した信号光Ｌ１〜Ｌ４を集光する集光レンズ８１と、第１及び第２の反射面８２２，８２３を有し、複数の反射面８２２，８２３における反射によって信号光Ｌ１〜Ｌ４の光路Ｌを変換するプリズム８２とを備えたＴＯＳＡ４は、集光レンズ８１が信号光Ｌ１〜Ｌ４の光路Ｌにおけるプリズム８２よりも光源部５０側に配置され、集光レンズ８１を透過した集束光がプリズム８２を経て光ファイバに９０入射する。【選択図】図６

Description

本発明は、光源部で発した信号光を光ファイバに入射させる光アセンブリ、及び光アセンブリを備えた光モジュールに関する。

従来、複数の光源から発した波長の異なる複数の光信号を結合して波長多重化する光アセンブリを備えた光モジュールに用いられるＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub Assembly）として、ＬＤ（レーザーダイオード）を収納した複数のＣＡＮパッケージを一列に並べて配置したものが知られている（特許文献１，２参照）。

また、近年では、通信機器の高性能化に伴う高密度実装化により、光トランシーバ等の光モジュールのさらなる小型化が求められている。具体的には、例えば４０〜１００ＧｂＥ接続に対応する光ファイバのトランシーバ規格である「ＱＳＦＰ＋（Quad Small Form-factor Pluggable Plus）」に対応した小型の光トランシーバが求められており、特にＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）用の小型光トランシーバが求められている。

特開２００７−２７９５０７号公報 特開２００８−２０３４２７号公報

しかしながら、ＷＤＭ用小型光モジュール、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光モジュールに、例えば特許文献１，２に記載のＴＯＳＡを用いようとすると、所定の大きさのＣＡＮパッケージを４つ並べるスペースを要するため、ＴＯＳＡを駆動するための電子部品が実装された回路基板の配置スペースが制限されてしまう。また、回路基板の面積を小さくするために配線パターンを狭い間隔で形成すると、クロストークの影響が懸念されることとなる。

そこで、本発明は、小型化が可能な光アセンブリ、及びこの光アセンブリを備えた光モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、信号光を発する光源部と、前記光源部で発した信号光を集光する集光レンズと、複数の反射面を有し、前記複数の反射面における反射によって前記信号光の光路を変換する光路変換部とを備え、前記集光レンズは、前記信号光の光路における前記光路変換部よりも前記光源部側に配置され、前記集光レンズを透過した集束光が前記光路変換部を経て光ファイバに入射する光アセンブリを提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、前記光アセンブリと、前記光アセンブリと電気的に接続される回路基板とを備えた光モジュールを提供する。

本発明によれば、光アセンブリ及び光モジュールを小型化することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。 光モジュールのケース内部を示す斜視図である。 ＴＯＳＡを示す全体斜視図である。 ＴＯＳＡの分解斜視図である。 （ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面を示すＴＯＳＡの断面図であり、（ｂ）は、ＴＯＳＡのプリズムを示す斜視図である。 （ａ）は、本実施の形態に係るＴＯＳＡの構成を光源部で発した信号光の光路と共に模式的に示す模式図である。（ｂ）は、比較例として示すＴＯＳＡの模式図である。 （ａ）は、本実施の形態に係るＴＯＳＡのプリズムを第１乃至第４の信号光の光束と共に示す説明図である。（ｂ）は、比較例に係るＴＯＳＡのプリズムを第１乃至第４の信号光の光束と共に示す説明図である。（ｃ）は、比較例に係るＴＯＳＡのプリズムを本実施の形態に係るＴＯＳＡに適用した場合の第１乃至第４の信号光の光束を示す説明図である。

（光モジュールの構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。図２は、光モジュールのケース内部を示す斜視図である。この光モジュール１は、ＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用の小型光トランシーバである。

光モジュール１は、光モジュール１のケース１０を構成する上側ケース部材１１及び下側ケース部材１２と、上側ケース部材１１に取り付けられたラッチ機構１３と、ケース１０内に収容された光送受信アセンブリ１００とを備える。

ケース１０は、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した大きさで、直方体状に形成されている。ケース１０の長手方向における上側ケース部材１１の一端部は、図略の光コネクタが嵌合するアダプタ部１１０として形成され、このアダプタ部１１０には、送信用差し込み口１１１と受信用差し込み口１１２とが設けられている。

ラッチ機構１３は、上側ケース部材１１に対してスライド可能に保持されたスライド部材１３１と、上側ケース部材１１に形成された支軸１１ａを回転中心として回動可能に支持された回動部材１３２とを有して構成されている。回動部材１３２は、支軸１１ａを回転中心として例えば９０°の範囲で回動可能であり、この回動部材１３２の回動に伴ってスライド部材１３１がケース１０の長手方向にスライドする。そして、回動部材１３２の回動動作、及びスライド部材１３１のスライド動作によって、光モジュール１の取付対象装置へのラッチが解除される。

（光送受信アセンブリの構成）
光送受信アセンブリ１００は、４波ＷＤＭ用の光送受信アセンブリであり、第１及び第２の回路基板２１，２２と、第１の回路基板２１に接続された第１のフレキシブル基板２３ならびに第２の回路基板２２に接続された第２のフレキシブル基板２４と、第１の回路基板２１に第１のフレキシブル基板２３を介して電気的に接続されたＲＯＳＡ（Receiving Optical Sub Assembly）３と、第２の回路基板２２に第２のフレキシブル基板２４を介して電気的に接続されたＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub Assembly）４とを備えて構成されている。図２では、説明のため、第２のフレキシブル基板２４を透視して、その輪郭を二点鎖線で図示している。ＴＯＳＡ４は、本発明に係る光アセンブリの一態様である。

第１及び第２の回路基板２１，２２は、例えばガラスエポキシ等からなる板状の絶縁体の表面に銅箔によって配線パターンを形成したソリッド基板であり、互いに平行に対向配置されている。第１の回路基板２１と第２の回路基板２２とは、図略のフレキシブル基板によって電気的に接続されている。なお、第１の回路基板２１と第２の回路基板２２とを例えばコネクタによって接続してもよい。

第１の回路基板２１の一端部には、外部装置と着脱可能なエッジコネクタ部２１１が形成されている。このエッジコネクタ部２１１には、外部装置との電気信号の入出力のための複数の電極パッド２１１ａが設けられている。また、第１の回路基板２１には、外部装置とのインタフェース等のための図略の複数の電子部品が実装されている。受信用差し込み口１１２に嵌合する光コネクタに保持された光ファイバを伝搬する光信号は、ＲＯＳＡ３によって電気信号に変換され、第１の回路基板２１に実装された電子部品で信号処理されてエッジコネクタ部２１１から外部装置に出力される。ＲＯＳＡ３には、光コネクタのフェルールを受容する円筒状の光レセプタクル３ａが形成されている。

第２の回路基板２２には、第１の回路基板２１のエッジコネクタ部２１１を介して外部装置から入力された信号に基づいてＴＯＳＡ４を駆動するためのドライバＩＣ２２１等の電子部品が実装されている。このドライバＩＣ２２１からの出力信号は、ＴＯＳＡ４を駆動する駆動電力として、第２のフレキシブル基板２４を介してＴＯＳＡ４に伝達される。第２のフレキシブル基板２４は、上側ケース部材１１の内面に沿って湾曲し、第２の回路基板２２とＴＯＳＡ４とを電気的に接続している。ＴＯＳＡ４には、後述する光コネクタが着脱可能に嵌合する円筒状の光レセプタクル４ａが設けられている。

（ＴＯＳＡの構成）
図３は、ＴＯＳＡ４を示す全体斜視図であり、図４は、ＴＯＳＡ４の分解斜視図である。また、図５（ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面を示すＴＯＳＡ４の断面図であり、図５（ｂ）は、ＴＯＳＡ４のプリズム８２を示す斜視図である。

ＴＯＳＡ４は、光ファイバに入射する信号光を発する光源部５０と、光源部５０で発した信号光を集光する集光レンズ８１と、複数の反射面を有し、これら複数の反射面における反射によって光源部５０の信号光の光路を変換する光路変換部としてのプリズム８２とを備えている。ここで、信号光とは、光ファイバを伝送媒体として送信される信号に応じて制御される光である。

より具体的には、光源部５０が第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４を光源として備えている。第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４は、互いに波長が異なる光を発する。本実施の形態では、第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４が、光モジュール１の長手方向に沿って一列に並んで配置されている。ただし、第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４の配置はこれに限定されず、例えば複列に配置されていてもよい。

また、ＴＯＳＡ４は、第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４で発した信号光をそれぞれ平行化する第１乃至第４のコリメートレンズ６１〜６４と、第１乃至第４のコリメートレンズ６１〜６４を透過して平行化された光源部５０の信号光を集光レンズ８１に向かって反射する第１乃至第４のミラー７１〜７４と、光源部５０側への反射戻り光を阻止するための光アイソレータ８３とを有し、集光レンズ８１が第１乃至第４のミラー７１〜７４で反射した光源部５０の信号光を集光する。光アイソレータ８３は、第１乃至第４のミラー７１〜７４と集光レンズ８１との間に配置されている。

集光レンズ８１を透過した光は、集束光としてプリズム８２に入射して光路変換され、キャピラリ９１に保持された光ファイバ９０のコアに入射する。すなわち、集光レンズ８１は、光源部５０の信号光の光路におけるプリズム８２よりも光源部５０側に配置され、集光レンズ８１を透過した集束光がプリズム８２を経て光ファイバ９０に入射する。

プリズム８２は、図５（ｂ）に示すように、集光レンズ８１から入射する入射光の光束の直径よりも厚い所定の厚みを有する平行四辺形の板状であり、第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４のそれぞれが発する光の波長において透光性を有している。プリズム８２の材質としては、特に限定されないが、石英ガラスやＢＫ７光学ガラスを好適に用いることができる。

また、プリズム８２は、集光レンズ８１を透過した光が入射する入射面８２１と、入射面８２１から入射した光を内部反射する第１及び第２の反射面８２２，８２３と、第１及び第２の反射面８２２，８２３で反射した光を光ファイバ９０に向かって出射する出射面８２４とを有している。入射面８２１と第１の反射面８２２とがなす角、及び出射面８２４と第２の反射面８２３とがなす角は、それぞれ鋭角である。

第１の反射面８２２は、入射面８２１から入射した光を第２の反射面８２３に向かって反射し、第２の反射面８２３は、第１の反射面８２２で反射した光を出射面８２４に向かって反射する。また、本実施の形態では、入射面８２１への入射光の光軸と出射面８２４からの出射光の光軸とが平行である。

また、ＴＯＳＡ４は、光源部５０の第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４を保持する直方体状のハウジング４１と、プリズム８２を保持するプリズムホルダ４２と、集光レンズ８１を保持する円筒状のレンズホルダ４３と、光アイソレータ８３を保持する円筒状のアイソレータホルダ４４とを有している。レンズホルダ４３は、プリズムホルダ４２に保持され、アイソレータホルダ４４は、ハウジング４１に保持されている。ハウジング４１及び光レセプタクル４ａは、プリズムホルダ４２に結合されている。集光レンズ８１は、レンズホルダ４３を介してプリズムホルダ４２に保持され、プリズム８２の入射面８２１に対向している。

レンズホルダ４３は、図５（ａ）に示すように、プリズムホルダ４２の保持孔４２１に収容され、この保持孔４２１の底面４２１ａとレンズホルダ４３の軸方向端面との間には、隙間調整のためのシム４５が配置されている。また、プリズムホルダ４２には、プリズム８２からの出射光を光レセプタクル４ａ側に通過させる光通過孔４２２が形成されている。光レセプタクル４ａは、プリズムホルダ４２に固定された環状部材４６と、環状部材４６から光ファイバ９０に沿って延びる円筒部材４７と、キャピラリ９１を保持するスリーブ４８とによって構成されている。

ハウジング４１には、第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４のそれぞれの一部が挿入される第１乃至第４の凹部４１１〜４１４が形成されている。第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４は、それぞれリング状のスペーサ４９を介してハウジング４１に固定されている。また、ハウジング４１は、第１乃至第４のコリメートレンズ６１〜６４、及び第１乃至第４のミラー７１〜７４を保持している。

第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４は、それぞれ４本の電極ピン５００を有し、これらの電極ピン５００が第２のフレキシブル基板２４の配線パターンに接続される。第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４は、電極ピン５００に供給される駆動電力によって発光する。

図６（ａ）は、光コネクタ９２が嵌合した本実施の形態に係るＴＯＳＡ４の構成を、光源部５０で発した信号光の光路と共に模式的に示す模式図である。

光源部５０の第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４のそれぞれは、発光素子としてＬＤ（Laser Diode）５１１，５２１，５３１，５４１を有している。ＬＤ５１１，５２１，５３１，５４１が発する光は、互いに波長が異っている。

第１のＣＡＮパッケージ５１から発した第１の信号光Ｌ_１は、第１のコリメートレンズ６１で拡散光から平行光（コリメート光）に変換される。第１のミラー７１は、第１のコリメートレンズ６１で平行光に変換された信号光Ｌ_１を集光レンズ８１に向かって反射する。

第２のＣＡＮパッケージ５２から発した第２の信号光Ｌ_２は、第２のコリメートレンズ６２で拡散光から平行光に変換される。第２のミラー７２は、第２のコリメートレンズ６２で平行光に変換された信号光Ｌ_２を集光レンズ８１に向かって反射する。また、第２のミラー７２は、第１のミラー７１で反射された第１の信号光Ｌ_１を集光レンズ８１側に透過させる。すなわち、第２のミラー７２は、第１の信号光Ｌ_１の波長の光を透過させると共に、第２の信号光Ｌ_２の波長の光を反射するダイクロイックミラーである。

第３のＣＡＮパッケージ５３から発した第３の信号光Ｌ_３は、第３のコリメートレンズ６３で拡散光から平行光に変換され、第３のミラー７３で集光レンズ８１に向かって反射される。第３のミラー７３は、第１及び第２のミラー７１，７２で反射された第１及び第２の信号光Ｌ_１，Ｌ_２を集光レンズ８１側に透過させる。第３のミラー７３は、第１及び第２の信号光Ｌ_１，Ｌ_２の波長の光を透過させると共に、第３の信号光Ｌ_３の波長の光を反射するダイクロイックミラーである。

また、第４のＣＡＮパッケージ５４から発した第４の信号光Ｌ_４は、第４のコリメートレンズ６４で拡散光から平行光に変換され、第４のミラー７４で集光レンズ８１に向かって反射される。第４のミラー７４は、第１乃至第３のミラー７１〜７３で反射された第１乃至第３の信号光Ｌ_１〜Ｌ_３を集光レンズ８１側に透過させる。第４のミラー７４は、第１乃至第３の信号光Ｌ_１〜Ｌ_３の波長の光を透過させると共に、第４の信号光Ｌ４の波長の光を反射するダイクロイックミラーである。

第４のコリメートレンズ６４で反射した第４の信号光Ｌ_４、及び第４のコリメートレンズ６４を透過した第１乃至第３の信号光Ｌ_１〜Ｌ_３は、光軸を共有し、光アイソレータ８３を透過して集光レンズ８１に入射する。集光レンズ８１を透過した第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４は、集束光となり、プリズム８２の入射面８２１に入射する。入射面８２１からプリズム８２に入射した第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４は、プリズム８２内を集束しながら進み、出射面８２４から出射される。すなわち、第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４の光束の断面積は、プリズム８２の出射面８２４において入射面８２１よりも小さくなる。

プリズム８２の出射面８２４から出射した第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４は、さらに集束しながらプリズムホルダ４２の光通過孔４２２（図５（ａ）に示す）を通過し、キャピラリ９１に保持された光ファイバ９０のコアに入射する。この光ファイバ９０に入射した光は、光コネクタ９２のフェルール９２１に保持された光ファイバ９２０に入射し、受信側に送られる。これにより、光ファイバ９２０を信号伝送媒体とした光通信が行われる。光ファイバ９０，９２０は、例えばシングルモード光ファイバである。

図６（ｂ）は、比較例として示すＴＯＳＡ４´の模式図である。このＴＯＳＡ４´は、本実施の形態に係るＴＯＳＡ４と共通する部材を有しているが、その配置が異なっている。以下の説明において、本実施の形態に係るＴＯＳＡ４の各構成要素に対応するＴＯＳＡ４´の構成要素については、ＴＯＳＡ４の各構成要素の符号に「´」（ダッシュ）を付加するものとする。

本実施の形態に係るＴＯＳＡ４では、プリズム８２の入射面８２１に集光レンズ８１が対向し、集光レンズ８１がプリズム８２と第４のミラー７４との間、より具体的にはプリズム８２と光アイソレータ８３との間に配置されていたが、比較例に係るＴＯＳＡ４´は、集光レンズ８１´がプリズム８２´の出射面８２４´に対向し、プリズム８２´と光ファイバ９０との間に配置されている。

したがって、比較例に係るＴＯＳＡ４´では、光源部５０´から発して第１乃至第４のミラー７１´〜７４´で反射した第１乃至第４の信号光Ｌ_１´〜Ｌ_４´が平行光のままプリズム８２´の入射面８２１´に入射し、第１及び第２の反射面８２２´，８２３´で反射して、出射面８２４´から出射される。出射面８２４´から出射された第１乃至第４の信号光Ｌ_１´〜Ｌ_４´は、集光レンズ８１´を透過して集束光となり、光ファイバ９０に入射する。

このため、比較例に係るＴＯＳＡ４´では、集光レンズ８１´の中心と光ファイバ９０の端面との間の距離Ｄを、集光レンズ８１´の焦点距離に等しくする必要がある。これにより、図６（ａ）（ｂ）の比較から明らかなように、比較例に係るＴＯＳＡ４´は、本実施の形態に係るＴＯＳＡ４よりも大型化してしまう。

換言すれば、本実施の形態に係るＴＯＳＡ４は、第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４が収束しながらプリズム８２を透過するため、プリズム８２内の光路長を集光レンズ８１の焦点距離に組み込むことができ、比較例に係るＴＯＳＡ４´と比較して、光ファイバ９０をプリズム８２に近接して配置することができる。これにより、ＴＯＳＡ４の小型化が可能となる。より具体的には、第１乃至第４のミラー７１〜７４の並び方向に沿ったＴＯＳＡ４の長手方向の寸法を短くすることができる。

また、本実施の形態に係るＴＯＳＡ４は、プリズム８２の入射面８２１と第１の反射面８２２とがなす角、及び出射面８２４と第２の反射面８２３とがなす角が共に４５．８°以上である。これは、第１の反射面８２２が入射面８２１から入射した入射光を全反射し、第２の反射面８２３が第１の反射面８２２で反射した反射光を全反射するように配慮されたものである。このプリズム８２の構成について、図７を参照して詳細に説明する。

図７（ａ）は、本実施の形態に係るＴＯＳＡ４のプリズム８２を第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４の光束と共に示す説明図である。図７（ｂ）は、比較例に係るＴＯＳＡ４´のプリズム８２´を第１乃至第４の信号光Ｌ_１´〜Ｌ_４´の光束と共に示す説明図である。また、図７（ｃ）は、比較例に係るＴＯＳＡ４´のプリズム８２´を本実施の形態に係るＴＯＳＡ４に適用した場合の第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４の光束を示す説明図である。

図７（ａ）及び（ｃ）では、第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４が重畳した光の光束を符号Ｌで図示し、図７（ｂ）では、第１乃至第４の信号光Ｌ_１´〜Ｌ_４´が重畳した光の光束を符号Ｌ´で図示している。また、図７（ａ）〜（ｃ）では、光束Ｌ，Ｌ´の中心軸（光軸）を一点鎖線で示している。

以下の説明では、プリズム８２（８２´）の入射面８２１（８２１´）と第１の反射面８２２（８２２´）とによって形成されるプリズム８２（８２´）の１つの頂点を頂点Ｐ（Ｐ´）とし、光束Ｌ（Ｌ´）のうち、最も頂点Ｐ（Ｐ´）側からプリズム８２（８２´）に入射する光の光路を第１光路Ｌａ（Ｌａ´）とし、最も頂点Ｐ（Ｐ´）から遠い側からプリズム８２（８２´）に入射する光の光路を第２光路Ｌｂ（Ｌｂ´）とする。また、プリズム８２（８２´）の屈折率は１．５とし、第１及び第２の反射面８２２，８２３（８２２´，８２３´）における反射角が臨界角である４１．８°よりも大きい場合に、光が全反射するものとする。

本実施の形態に係るＴＯＳＡ４では、図７（ａ）に示すように、プリズム８２の入射面８２１と第１の反射面８２２とがなす角θ_１、及び出射面８２４と第２の反射面８２３とがなす角θ_２が共に４７°である。プリズム８２におけるこれらの角θ_１，θ_２は、第１の反射面８２２及び第２の反射面８２３で光を全反射させる角度であり、具体的には４５．８°以上であることが好ましい。また、プリズム８２のサイズや光束Ｌの光径を考慮すると、角θ_１，θ_２は、６０°以下であることが好ましい。また、プリズム８２の外部において、入射面８２１の法線Ａ_１，Ａ_２に対する第１光路Ｌａの角度φ_１及び第２光路Ｌｂの角度φ_２（入射面８２１への入射角）は、共に６°である。

この場合、入射面８２１における第２光路Ｌｂの屈折角（４°）を考慮すると、第２光路Ｌｂを進む光の第１の反射面８２２での反射角φ_３（第１の反射面８２２の法線Ａ_３とのなす角）は、４３°となる。この反射角φ_３は、前述の臨界角（４１．８°）よりも大きいので、第２光路Ｌｂを進む光は、第１の反射面８２２で全反射する。なお、第１光路Ｌａを進む光は、第２光路Ｌｂを進む光よりも第１の反射面８２２での反射角が大きいので、第２光路Ｌｂを進む光と同様に、第１の反射面８２２で全反射する。

また、第１の反射面８２２と第２の反射面８２３とは互いに平行であるので、第２光路Ｌｂを進む光の第２の反射面８２３での反射角φ_４（第２の反射面８２３の法線Ａ_４とのなす角）は第１の反射面８２２での反射角φ_３に等しい。またさらに、第１光路Ｌａを進む光も、第２の反射面８２３で全反射する。これにより、光束Ｌは、第１の反射面８２２及び第２の反射面８２３において、その全体が全反射し、出射面８２４から出射される。

ここで、光束Ｌが光ファイバ９０に入射する際に、光ファイバ９０の端面への入射角が６°以上であると、光ファイバ９０への入射限界を外れてしまい、光ファイバ９０との結合効率が低下してしまうが、本実施の形態では、この入射角が６°以内であるので、第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４が無駄なく光ファイバ９０に入射する。

一方、比較例に係るＴＯＳＡ４´では、図７（ｂ）に示すように、プリズム８２´の入射面８２１´と第１の反射面８２２´とがなす角θ_１´、及び出射面８２４´と第２の反射面８２３´とがなす角θ_２´が共に４５°であり、第１光路Ｌａ´及び第２光路Ｌｂ´と入射面８２１´とがなす角は９０°である。このため、第１光路Ｌａ´及び第２光路Ｌｂ´の第１及び第２反射面８２２´，８２３´における反射角は４５°であり、前述の臨界角（４１．８°）よりも大きいので、光束Ｌ´は、その全体が全反射して、出射面８２４´から出射される。ただし、出射面８２４´から出射された出射光は平行光であるので、プリズム８２´と光ファイバ９０との間に集光レンズ８１´を配置する必要がある。

また、図７（ｃ）に示すように、比較例に係るＴＯＳＡ４´のプリズム８２´を本実施の形態に係るＴＯＳＡ４に適用した場合には、第２光路Ｌｂの第１の反射面８２２´での反射角φ_３´、及び第２の反射面８２３´での反射角φ_４´が、共に４１°となる。この角度は、前述の臨界角（４１．８°）よりも小さいので、光束Ｌの全体が全反射することはなく、一部の光が第１の反射面８２２´及び第２の反射面８２３´から漏れ出してしまう。

このように、本実施の形態に係るＴＯＳＡ４は、プリズム８２の入射面８２１と第１の反射面８２２とがなす角、及び出射面８２４と第２の反射面８２３とがなす角が共に４５．８°よりも大きい４７°に設定されていることにより、第１の反射面８２２及び第２の反射面８２３から光が漏れ出すことなく、第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４を全反射して出射面８２４から出射する。また、出射面８２４から出射された出射光は、無駄なく光ファイバ９０に入射する。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）集光レンズ８１がプリズム８２よりも光源部５０側に配置されているので、集光レンズ８１を透過した光が集束しながらプリズム８２を透過し、光ファイバ９０に入射する。これにより、ＴＯＳＡ４の小型化が可能となる。

（２）光源部５０は、第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４が互いに波長が異なる光を発し、これらの信号光が第１乃至第４のコリメートレンズ６１〜６４、及び第１乃至第４のミラー７１〜７４によって重畳されて集光レンズ８１に入射する。これにより、光波長多重通信が可能となる。

（３）光源部５０の信号光の光路を変換する光路変換部としてプリズム８２を用いたので、第１の反射面８２２と第２の反射面８２３との相対的な角度及び位置関係の精度を高めることができ、例えば複数個の反射鏡によって光路変換部を構成した場合に比較して、光源部５０の信号光を漏れなく光ファイバ９０に導入しやすくなる。

（４）プリズム８２の入射面８２１と第１の反射面８２２とがなす角、及び出射面８２４と第２の反射面８２３とがなす角が共に４５．８°よりも大きく、第１の反射面８２２が入射面８２１から入射した入射光を全反射し、第２の反射面８２３が第１の反射面８２２で反射した反射光を全反射するように構成されているので、光源部５０の信号光が第１及び第２の反射面８２２，８２３からプリズム８２の外部に漏れてしまうことがなく、より効率的に光源部５０の信号光を光ファイバ９０に導入することができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］信号光を発する光源部（５０）と、前記光源部（５０）で発した信号光（Ｌ_１〜Ｌ_４）を集光する集光レンズ（８１）と、複数の反射面（８２２，８２３）を有し、前記複数の反射面（８２２，８２３）における反射によって前記信号光（Ｌ_１〜Ｌ_４）の光路を変換する光路変換部（８２）とを備え、前記集光レンズ（８１）は、前記信号光（Ｌ_１〜Ｌ_４）の光路における前記光路変換部（８２）よりも前記光源部（５０）側に配置され、前記集光レンズ（８１）を透過した集束光が前記光路変換部（８２）を経て光ファイバ（９０）に入射する光アセンブリ（４）。

［２］前記光源部（５０）は、互いに波長が異なる光を発する複数の光源（５１〜５４）を有し、前記複数の光源（５１〜５４）で発した信号光（Ｌ_１〜Ｌ_４）をそれぞれ平行化する複数のコリメートレンズ（６１〜６４）、及び前記平行化された信号光（Ｌ_１〜Ｌ_４）を前記集光レンズ（８１）に向かって反射する複数のミラー（７１〜７４）をさらに備えた、前記［１］に記載の光アセンブリ（４）。

［３］前記光路変換部（８２）は、前記集光レンズ（８１）を透過した光が入射する入射面（８２１）と、入射面（８２１）から入射した光を内部反射する前記複数の反射面（８２２，８２３）と、前記複数の反射面（８２２，８２３）で反射した光を前記光ファイバ（９０）に向かって出射する出射面（８２４）とを有するプリズム（８２）からなる、前記［１］又は［２］に記載の光アセンブリ（４）。

［４］前記プリズム（８２）は、前記入射面（８２１）への入射光の光軸と前記出射面からの出射光の光軸とが平行であり、前記入射面（８２１）から入射した光を反射する第１の反射面（８２２）、及び前記第１の反射面（８２２）で反射した光を前記出射面（８２４）に向かって反射する第２の反射面（８２３）を有し、前記第１の反射面（８２２）は、前記入射面（８２１）から入射した光を全反射し、前記第２の反射面（８２３）は、前記第１の反射面（８２２）で反射した光を全反射する、前記［３］に記載の光アセンブリ（４）。

［５］前記プリズム（８２）は、プリズムホルダ（４２）に保持され、前記プリズムホルダ（４２）に、前記光源部（５０）を保持するハウジング（４１）、及び光コネクタ（９２）が着脱可能に嵌合する光レセプタクル（４ａ）が結合されている、前記［３］又は［４］に記載の光アセンブリ（４）。

［６］前記プリズムホルダ（４２）には、前記集光レンズ（８１）が前記プリズム（８２）の前記入射面（８２１）に対向して保持されている、前記［５］に記載の光アセンブリ（４）。

［７］前記［１］乃至［６］の何れか１つに記載された光アセンブリ（４）と、前記光アセンブリ（４）と電気的に接続される回路基板（２２）とを備えた光モジュール（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、光源部５０が４つの光源（第１乃至第４のＣＡＮパッケージ５１〜５４）を有する場合について説明したが、これに限らず、光源部５０が１つの光源のみを有していてもよい。なお、この場合には、コリメートレンズやミラーを用いなくてもよい。

また、上記実施の形態では、第１及び第２の反射面８２２，８２３が第１乃至第４の信号光Ｌ_１〜Ｌ_４を全反射するようにプリズム８２を構成した場合について説明したが、第１及び第２の反射面８２２，８２３からの光の漏れが問題とならない場合には、例えば入射面８２１´と第１の反射面８２２´とがなす角θ_１´、及び出射面８２４´と第２の反射面８２３´とがなす角θ_２´が共に４５°であるプリズム８２´を用いてもよい。ただし、入射面と第１の反射面とがなす角、及び出射面と第２の反射面とがなす角を４５．８°よりも大きくすれば、プリズム８２´を用いた場合に比較して、第１及び第２の反射面からの光の漏出が抑制される。

１…光モジュール
２１…第１の回路基板
２２…第２の回路基板
４ａ…光レセプタクル
４１…ハウジング
４２…プリズムホルダ
５０…光源部
５１〜５４…第１乃至第４のＣＡＮパッケージ（光源）
６１〜６４…第１乃至第４のコリメートレンズ
７１〜７４…第１乃至第４のミラー
８１…集光レンズ
８２…プリズム（光路変換部）
８２１…入射面
８２２…第１の反射面
８２３…第２の反射面
８２４…出射面
９０…光ファイバ
Ｌ_１〜Ｌ_４…第１乃至第４の信号光

Claims (7)

1. 信号光を発する光源部と、
   前記光源部で発した信号光を集光する集光レンズと、
   複数の反射面を有し、前記複数の反射面における反射によって前記信号光の光路を変換する光路変換部とを備え、
   前記集光レンズは、前記信号光の光路における前記光路変換部よりも前記光源部側に配置され、前記集光レンズを透過した集束光が前記光路変換部を経て光ファイバに入射する
   光アセンブリ。
2. 前記光源部は、互いに波長が異なる光を発する複数の光源を有し、
   前記複数の光源で発した信号光をそれぞれ平行化する複数のコリメートレンズ、及び前記平行化された信号光を前記集光レンズに向かって反射する複数のミラーをさらに備えた、
   請求項１に記載の光アセンブリ。
3. 前記光路変換部は、前記集光レンズを透過した光が入射する入射面と、入射面から入射した光を内部反射する前記複数の反射面と、前記複数の反射面で反射した光を前記光ファイバに向かって出射する出射面とを有するプリズムからなる、
   請求項１又は２に記載の光アセンブリ。
4. 前記プリズムは、前記入射面への入射光の光軸と前記出射面からの出射光の光軸とが平行であり、前記入射面から入射した光を反射する第１の反射面、及び前記第１の反射面で反射した光を前記出射面に向かって反射する第２の反射面を有し、
   前記第１の反射面は、前記入射面から入射した光を全反射し、前記第２の反射面は、前記第１の反射面で反射した光を全反射する、
   請求項３に記載の光アセンブリ。
5. 前記プリズムは、プリズムホルダに保持され、
   前記プリズムホルダに、前記光源部を保持するハウジング、及び光コネクタが着脱可能に嵌合する光レセプタクルが結合されている、
   請求項３又は４に記載の光アセンブリ。
6. 前記プリズムホルダには、前記集光レンズが前記プリズムの前記入射面に対向して保持されている、
   請求項５に記載の光アセンブリ。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載された光アセンブリと、
   前記光アセンブリと電気的に接続される回路基板とを備えた
   光モジュール。
   

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