(57)【要約】【課題】光素子と光ファイバとの接続において、構成が簡単で、製造が容易なミラー、光モジュールを実現することである。【解決手段】光モジュール１は、発光素子又は受光素子である光素子２０と、光ファイバ４０と、ミラー１０と、光ファイバ４０が実装されるＶ溝３２１を有し、光素子２０、ミラー１０及び光ファイバ４０が実装される基板３０と、を備え、ミラー１０は、発光素子である光素子２０から出射された光を反射して光ファイバ４０に入射させる反射面、又は光ファイバ４０から出射された光を反射して受光素子である光素子２０に入射させる反射面を有するミラー部と、前記ミラー部を支持し、基板３０に設置される支持部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子である光素子から出射された光を反射して光ファイバに入射させる反射面、又は光ファイバから出射された光を反射して受光素子である光素子に入射させる反射面を有するミラー部と、
前記ミラー部を支持し、光モジュールの基板に設置される支持部と、を備えるミラー。
【請求項２】
発光素子である光素子から出射された光を反射して光ファイバに入射させる反射面、又は光ファイバから出射された光を反射して受光素子である光素子に入射させる反射面を有する複数のミラー部と、
前記各ミラー部を支持し、光モジュールの基板に設置される複数の支持部と、を備え、
前記光ファイバの光軸方向において、前記各ミラー部の反射面の位置が互いに異なるミラー。
【請求項３】
前記ミラーの転倒支点の周りの前記支持部のモーメント量は、前記転倒支点の周りの前記ミラー部のモーメント量以上である請求項１又は２に記載のミラー。
【請求項４】
発光素子又は受光素子である光素子と、
光ファイバと、
ミラーと、
前記光ファイバが実装される溝を有し、前記光素子、前記ミラー及び前記光ファイバが実装される基板と、を備え、
前記ミラーは、
発光素子である前記光素子から出射された光を反射して前記光ファイバに入射させる反射面、又は前記光ファイバから出射された光を反射して受光素子である前記光素子に入射させる反射面を有するミラー部と、
前記ミラー部を支持し、前記基板に設置される支持部と、を有する光モジュール。
【請求項５】
発光素子又は受光素子である複数の光素子と、
複数の光ファイバと、
ミラーと、
前記各光ファイバが実装される複数の溝を有し、前記光素子、前記ミラー及び前記光ファイバが実装される基板と、を備え、
前記ミラーは、
発光素子である前記光素子から出射された光を反射して前記光ファイバに入射させる反射面、又は前記光ファイバから出射された光を反射して受光素子である前記光素子に入射させる反射面を有する単数又は複数のミラー部と、
前記ミラー部を支持し、前記基板に設置される単数又は複数の支持部と、を有する光モジュール。
【請求項６】
前記ミラー部は、複数であり、
前記光ファイバの光軸方向における前記各ミラー部の反射面の位置は、互いに異なることを有する請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記光素子及び前記ミラーは、前記基板の同一面に実装される請求項４から６のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記ミラーの転倒支点の周りの前記支持部のモーメント量は、前記転倒支点の周りの前記ミラー部のモーメント量以上である請求項４から７のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記基板は、前記ミラー及び前記光素子が挿入される孔部を有する請求項４から８のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記支持部は、上面よりも底面が広い請求項４から９のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記光素子、前記ミラー及び前記光ファイバの間の光の伝送路の空間に充填された充填部を備え、
前記充填部の屈折率は、空気の屈折率よりも高い請求項４から１０のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項１２】
前記光素子に接続される回路部と、
前記光素子、前記ミラー、前記基板及び前記回路部が収納されるケース部と、
前記回路部に接続される端子部と、を備える請求項４から１１のいずれか一項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミラー及び光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバを伝送路として通信を行う光モジュールが知られている。光モジュールは、光ファイバの情報送信側と情報受信側とに設けられる。情報送信側の光モジュールは、電気信号を光信号に変換して光ファイバに入力する発光素子と、発光素子を駆動するドライバＩＣ（Integrated Circuit）と、を備える。情報受信側の光モジュールは、光ファイバから入力された光信号を電気信号に変換する受光素子と、受光素子から出力された電気信号を増幅するアンプＩＣと、を備える。
【０００３】
また、光ファイバと、発光素子又は受光素子と、の接続に、光の反射を利用した光モジュールが知られている。例えば、光ファイバの先端を光軸に対し４５°の面でカットし、そのカット面を反射面とし、発光素子から出射された光が、光ファイバのカット面で反射され、光ファイバのコアに入射される光モジュールである。しかし、光ファイバの４５°のカット面で反射する構成では、反射面と発光面の面合わせと、光ファイバの光軸の調整と、光ファイバの実装と、光ファイバの先端の加工と、が困難であった。
【０００４】
このため、先端を通常にカットした（光軸に対し９０°の面でカットした）光ファイバと、発光素子又は受光素子と、の接続に、光の反射を利用した光モジュールも知られている。具体的には、シリコンの基部（基板）と、発光素子と、光ファイバと、蓋部と、を備え、基部又は蓋部に反射面を有する光モジュールが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。例えば、基部にＶ溝及び反射面が形成されており、基部のＶ溝に光ファイバが取り付けられ、発光素子の蓋部の凹部に収納された発光素子から出射された光が前記反射面により反射されて光ファイバに入射される構成である。あるいは、蓋部にＶ溝及び反射面が形成されており、蓋部のＶ溝に光ファイバが取り付けられ、基部の凹部に収納された発光素子から出射された光が前記反射面により反射されて光ファイバに入射される構成である。
【０００５】
また、基部、発光素子及び光ファイバを備え、基部に、光ファイバ用のＶ溝と、このＶ溝に接する反射面とを有する光モジュールが知られている（例えば、特許文献３参照）。発光素子は、基部上に設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−６６９８５号公報
【特許文献２】特許第４２５３２８６号公報
【特許文献３】特許第３４８４５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の先端を通常にカットした光ファイバを用いた光モジュールは、部品点数、加工工数が多く、構成が複雑であった。これに関し、従来の蓋部を有する光モジュールは、光ファイバ、発光素子等を覆う大きな蓋部を設けていたので、材料コストがかかっていた。また、従来の光モジュールは、光ファイバの実装にアクティブ実装が要求され、その作業負担が大きかった。
【０００８】
本発明の課題は、光素子と光ファイバとの接続において、構成が簡単で、製造が容易なミラー、光モジュールを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明のミラーは、
発光素子である光素子から出射された光を反射して光ファイバに入射させる反射面、又は光ファイバから出射された光を反射して受光素子である光素子に入射させる反射面を有するミラー部と、
前記ミラー部を支持し、光モジュールの基板に設置される支持部と、を備える。
【００１０】
請求項２に記載の発明のミラーは、
発光素子である光素子から出射された光を反射して光ファイバに入射させる反射面、又は光ファイバから出射された光を反射して受光素子である光素子に入射させる反射面を有する複数のミラー部と、
前記各ミラー部を支持し、光モジュールの基板に設置される複数の支持部と、を備え、
前記光ファイバの光軸方向において、前記各ミラー部の反射面の位置が互いに異なる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のミラーにおいて、
前記ミラーの転倒支点の周りの前記支持部のモーメント量は、前記転倒支点の周りの前記ミラー部のモーメント量以上である。
【００１２】
請求項４に記載の発明の光モジュールは、
発光素子又は受光素子である光素子と、
光ファイバと、
ミラーと、
前記光ファイバが実装される溝を有し、前記光素子、前記ミラー及び前記光ファイバが実装される基板と、を備え、
前記ミラーは、
発光素子である前記光素子から出射された光を反射して前記光ファイバに入射させる反射面、又は前記光ファイバから出射された光を反射して受光素子である前記光素子に入射させる反射面を有するミラー部と、
前記ミラー部を支持し、前記基板に設置される支持部と、を有する。
【００１３】
請求項５に記載の発明の光モジュールは、
発光素子又は受光素子である複数の光素子と、
複数の光ファイバと、
ミラーと、
前記各光ファイバが実装される複数の溝を有し、前記光素子、前記ミラー及び前記光ファイバが実装される基板と、を備え、
前記ミラーは、
発光素子である前記光素子から出射された光を反射して前記光ファイバに入射させる反射面、又は前記光ファイバから出射された光を反射して受光素子である前記光素子に入射させる反射面を有する単数又は複数のミラー部と、
前記ミラー部を支持し、前記基板に設置される単数又は複数の支持部と、を有する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光モジュールにおいて、
前記ミラー部は、複数であり、
前記光ファイバの光軸方向における前記各ミラー部の反射面の位置は、互いに異なることを有する。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項４から６のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子及び前記ミラーは、前記基板の同一面に実装される。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項４から７のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記ミラーの転倒支点の周りの前記支持部のモーメント量は、前記転倒支点の周りの前記ミラー部のモーメント量以上である。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項４から８のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記基板は、前記ミラー及び前記光素子が挿入される孔部を有する。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項４から９のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記支持部は、上面よりも底面が広い。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項４から１０のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子、前記ミラー及び前記光ファイバの間の光の伝送路の空間に充填された充填部を備え、
前記充填部の屈折率は、空気の屈折率よりも高い。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項４から１１のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子に接続される回路部と、
前記光素子、前記ミラー、前記基板及び前記回路部が収納されるケース部と、
前記回路部に接続される端子部と、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光素子と光ファイバとの接続において、構成が簡単で、製造が容易なミラー、光モジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る実施の形態の光モジュールの側面図である。
【図２】実施の形態の光モジュールの斜視図である。
【図３】実施の形態の光モジュールの上面図である。
【図４】光通信の全体構成における構成要素及び信号を示すブロック図である。
【図５】実施の形態のミラーの構成を示す図である。
【図６】製品としての光モジュール及びコネクタの斜視図である
【図７】実施の形態の光モジュールにおける各種長さを示す図である。
【図８】転倒しない条件で用いるミラーの長さ及び角度を示す図である。
【図９】反射に必要な条件で用いるミラー及びＶＣＳＥＬの長さ及び角度を示す図である。
【図１０】反射に必要な条件で用いるＶＣＳＥＬの長さ及び角度を示す図である。
【図１１】（ａ）は、マスク形成工程における基板の状態を示す図である。（ｂ）は、凹部形成工程における基板の状態を示す図である。（ｃ）は、ミラー実装工程におけるミラーの状態を示す図である。
【図１２】第１の変形例の光モジュールの上面図である。
【図１３】（ａ）は、第２の変形例の光モジュールの上面図である。（ｂ）は、第２の変形例のミラーの斜視図である。
【図１４】（ａ）は、第３の変形例の基板の斜視図である。（ｂ）は、第３の変形例の光モジュールの断面図であす。
【図１５】第４の変形例のミラーの斜視図である。
【図１６】第５の変形例の光モジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態、第１〜第５の変形例を順に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００２４】
図１〜図１１を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図１〜図６を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１に、本実施の形態の光モジュール１の側面の構成を示す。図２に、光モジュール１の斜視の構成を示す。図３に、光モジュール１の上面の構成を示す。
【００２５】
本実施の形態の光モジュール１は、光ファイバを用いる光通信において、光ファイバの送信側又は受信側に設けられる光モジュールである。
【００２６】
図１〜図３に示すように、本実施の形態の光モジュール１は、ミラー１０と、光素子２０と、基板３０と、光ファイバ４０と、を備える。
【００２７】
ミラー１０は、光素子２０からの出射光又は光素子２０への入射光を反射するシリコンの光部品である。光素子２０は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）、ＬＤ（LASER Diode）等の発光素子、又はＰＤ（Photo Diode）等の受光素子である。光素子２０は、発光素子である場合に、入力される電気信号に応じて発光し、出射光としての光信号を出力する。光素子２０は、受光素子である場合に、入力される光信号を光電変換し、この光信号に対応する電気信号を出力する。光素子２０には、金等のワイヤー２１が電気的に接続されている。
【００２８】
基板３０は、Ｓｉベンチ等の基板である。基板３０は、テラス部３１と、Ｖ溝部３２と、を有する。テラス部３１は、ミラー１０及び光素子２０を設置（実装）する平面部である。Ｖ溝部３２は、テラス部３１よりも高い平面を有する光ファイバ４０の台座部であり、Ｖ溝３２１を有する。Ｖ溝３２１は、光ファイバ４０を位置決めして固定するＶ字形状の溝である。光ファイバ４０を位置決めして固定する構成は、Ｖ溝３２１に限定されるものではなく、他の形状の溝としてもよい。
【００２９】
次いで、図４を参照して、光ファイバを用いた通信（光通信）の全体構成における光モジュール１を説明する。図４に、光通信の全体構成における構成要素及び信号を示す。
【００３０】
図４に示すように、光ファイバ４０を用いた光通信の全体構成として、情報の送信側から受信側へ、ドライバＩＣ５０ａ、ＶＣＳＥＬ２０ａ、光ファイバＦ、ＰＤ２０ｂ、アンプＩＣ５０ｂが、順に設けられている。
【００３１】
光通信の送信側において、先ず、制御回路（図示略）等で生成された伝送する情報を含む電気信号は、ドライバＩＣ５０ａに入力される。この情報を含む電気信号は、ドライバＩＣ５０ａにより、ＶＣＳＥＬ２０ａを駆動するための電気信号に変換されてＶＣＳＥＬ２０ａに出力される。この駆動するための電気信号は、ＶＣＳＥＬ２０ａにより、情報を含む光信号に変換されて光ファイバＦに出力される。この変換された光信号は、光ファイバＦを伝送される。
【００３２】
光通信の受信側において、光ファイバＦを伝送された光信号は、ＰＤ２０ｂに出力される。この光信号は、ＰＤ２０ｂにより、光電変換され、伝送する情報を含む電気信号に変換されてアンプＩＣ５０ｂに出力される。この変換された電気信号は、アンプＩＣ５０ｂにより、増幅されて制御回路（図示略）等に出力される。
【００３３】
光モジュール１は、上記構成における送信側又は受信側の光モジュールとして用いられる。光モジュール１が送信側の光モジュールである場合には、光素子２０がＶＣＳＥＬ２０ａである。また、光ファイバ４０は、光ファイバＦに含まれる送信側の光ファイバである。また、ワイヤー２１は、ＶＣＳＥＬ２０ａとドライバＩＣ５０ａとに接続される。また、ＶＣＳＥＬ２０ａにより発光されて出射された光信号は、ミラー１０により反射され、光ファイバ４０に入射される。
【００３４】
光モジュール１が受信側の光モジュールである場合には、光素子２０がＰＤ２０ｂである。また、光ファイバ４０は、光ファイバＦに含まれる受信側の光ファイバである。また、ワイヤー２１は、ＰＤ２０ｂとアンプＩＣ５０ｂとに接続される。また、光ファイバ４０を伝送された光信号は、ミラー１０により反射され、ＰＤ２０ｂに入射され、電気信号に変換される。その電気信号は、アンプＩＣ５０ｂに入力される。
【００３５】
以下、光モジュール１が送信側の光モジュールである場合として説明するが、光モジュール１が受信側の光モジュールであることとしてもよい。
【００３６】
次いで、図５を参照して、ミラー１０の構成を説明する。図５に、ミラー１０の構成を示す。
【００３７】
図５に示すように、ミラー１０は、支持部１１と、ミラー部１２と、を有する。支持部１１及びミラー部１２は、一定的に形成されている。支持部１１は、直方体の形状を有し、ミラー部１２を支持し、底面がテラス部３１に設置される。ミラー部１２は、台形状であり、支持部１１に接続され、光を反射する部分である。ミラー部１２は、後述するように、三角形状であってもよい。ミラー部１２は、光を反射する反射面１２１を有する。反射面１２１は、光素子２０の光軸（基板３０のテラス部３１の平面に垂直な方向）に対し、４５°の角度で設けられているものとする。また、反射面１２１は、光ファイバ４０の光軸（Ｖ溝３２１の延在方向）に対し、４５°の角度を有するように設けられている。
【００３８】
次いで、図６を参照して、光モジュール１等を含む製品としての光モジュール２の構成を説明する。図６に、光モジュール２及びコネクタ３の斜視の構成を示す。
【００３９】
図６に示すように、光モジュール２は、光モジュール１と、ドライバＩＣ５０ａ又はアンプＩＣ５０ｂとに、ケース部６１及び端子部６２が実装された光モジュールである。ケース部６１は、光モジュール１を収納するケースである。また、ケース部６１は、光モジュール２の接続先としてのコネクタ３に対する取外しのためのリリースボタン６１１を有する。端子部６２は、ドライバＩＣ５０ａ又はアンプＩＣ５０ｂの信号線及び電源線の端子を有する端子部である。雌コネクタとしてのコネクタ３に、雄コネクタとしての光モジュール２の端子部６２が接続される。この接続されている状態で、リリースボタン６１１が押下されることにより、コネクタ３から光モジュール２が取り外し可能となる。
【００４０】
次に、図７〜図１０を参照して、光モジュール１における配置及び形状の条件を説明する。図７に、光モジュール１における各種長さを示す。
【００４１】
ここでは、光素子２０がＶＣＳＥＬ２０ａである例を説明する。図７に示すように、光モジュール１において、距離Ｄｍ、距離Ｄａ、高さＨｍ、高さＨｆ、高さＨｖ、径Ｌｆをとる。ここで、光ファイバ４０の光軸方向をＺ軸方向とする。また、図７の鉛直方向にＹ軸をとり、奥行き方向にＸ軸をとる。
【００４２】
距離Ｄｍは、テラス部３１におけるＶ溝部３２側の端（テラス部３１におけるＶ溝部３２との境界）から、反射面１２１におけるＶ溝部３２側の端までのＺ軸方向の距離である。距離Ｄａは、テラス部３１におけるＶ溝部３２側の端から、アクティブエリア(ＶＣＳＥＬ２０ａの発光部（又はＰＤ２０ｂの受光部)）の中心点、またはミラー１０の反射点までのＺ軸方向の距離である。高さＨｍは、ミラー１０の（有効）高さであり、テラス部３１の上面から、反射面１２１におけるＶ溝部３２側の端までの高さ（Ｙ軸方向の長さ）である。高さＨｆは、光ファイバ４０の中心高さであり、テラス部３１の上面から、光ファイバ４０の中心までの高さ（Ｙ軸方向の長さ）である。高さＨｖは、ＶＣＳＥＬ２０ａの発光面の高さであり、テラス部３１の上面から、ＶＣＳＥＬ２０ａの上面（発光面）までの高さ（Ｙ軸方向の長さ）である。径Ｌｆは、光ファイバ４０の断面の直径である。
【００４３】
ここで、光モジュール１における光路長ＤＬは、次式（１）により最小値がとられる。
ＤＬ＝Ｈｆ−Ｈｖ＋Ｌｆ／２  …（１）
よって、光路長ＤＬは、次式（１’）により表される。
ＤＬ≧Ｈｆ−Ｈｖ＋Ｌｆ／２  …（１’）
また、ミラー１０の実装位置としての距離Ｄｍは、次式（２）により決定される。
Ｄｍ＝Ｄａ−（Ｈｍ−Ｈｆ）  …（２）
【００４４】
つまり、光モジュール１のミラー１０について、光学損失を少なくするため、光路長ＤＬを小さくとり、且つ式（２）により距離Ｄｍを決定し、決定した距離Ｄｍでミラー１０を配置する。
【００４５】
次いで、図８を参照して、ミラーが転倒しない条件を説明する。図８に、転倒しない条件で用いるミラー１０ａの長さ及び角度を示す。
【００４６】
ここでは、ミラー１０に代えて、ミラー１０ａを用いて説明する。ミラー１０ａは、ミラー１０において、反射面１２１より上の直方体部分を除いた構成を有する。ミラー１０ａは、支持部１１ａと、ミラー部１２ａと、を有する。ミラー部１２ａは、反射面１２１を有する。光モジュール１において、ミラー１０に代えて、ミラー１０ａを用いる構成としてもよい。
【００４７】
図８に示すように、ミラー１０ａにおいて、長さＡ、長さＢ、長さａ、長さａ１、長さｂ、長さｃをとる。長さＡは、ミラー１０ａ（支持部１１ａ）の高さ（Ｙ軸方向の長さ）である。長さＢは、ミラー１０ａの上面のＺ軸方向の長さである。長さａは、ミラー部１２ａの高さ（Ｙ軸方向の長さ）である。長さａ１は、ミラー部１２ａとの接続部分を除く支持部１１ａの高さ（Ｙ軸方向の長さ）である。長さｂは、支持部１１ａの底面のＺ軸方向の長さである。長さｃは、ミラー部１２ａの上面のＺ軸方向の長さである。
【００４８】
長さＡ、長さＢ、長さＤは、次式（３）〜（５）を満たす。
Ａ＝ａ＋ａ１  …（３）
Ｂ＝ｂ＋ｃ  …（４）
Ｄ＝ｃ／３  …（５）
【００４９】
また、ミラー１０ａにおいて、重心位置Ｇ１、重さｍ１、重心位置Ｇ２、重さｍ２、距離Ｄ、角度θｍを考える。重心位置Ｇ１は、支持部１１ａの重心位置である。重さｍ１は、支持部１１ａの重さである。重心位置Ｇ２は、ミラー部１２ａの重心位置である。重さｍ２は、ミラー部１２ａの重さである。距離Ｄは、重心位置Ｇ２と支持部１１ａのミラー部１２ａ側の面との間のＺ軸方向の距離である。角度θｍは、支持部１１ａのミラー部１２ａ側の面と反射面１２１との間の角度である。
【００５０】
ミラー１０ａを実装装置で基板３０に実装した際に、ミラー１０ａが自重により転倒しないためには、長さｂが次式（６）を満たすことが必要とされる。
（ｍ１・ｂ）／２−ｍ２・Ｄ≧０  …（６）
式（６）は、ミラー１０ａの転倒支点Ｐの周りの支持部１１ａの（重力による）モーメント量≧転倒支点Ｐの周りのミラー部１２ａの（重力による）モーメント量、であることを意味する。転倒支点Ｐとは、ミラー１０ａの転倒時に支点となる点である。
【００５１】
また、ミラー１０ａが、奥行き幅Ｌで一定で且つ同一の材料で形成されている場合に、式（６）に基づき、次式（７）の条件が必要である。
（Ａ・ｂ２）／２−（ａ・ｃ２）／６≧０
（Ａ・ｂ２）／２−ｃ３／（６tanθｍ）≧０  …（７）
【００５２】
次いで、図９及び図１０を参照して、ＶＣＳＥＬ２０ａから放出（出射）された光（ビーム）を反射するのに必要なミラー１０ａの条件を説明する。図９に、反射に必要な条件で用いるミラー１０ａ及びＶＣＳＥＬ２０ａの長さ及び角度を示す。図１０に、反射に必要な条件で用いるＶＣＳＥＬ２０ａの長さ及び角度を示す。
【００５３】
図９に示すように、ミラー１０ａにおいて、長さｃminをとる。長さｃminは、ＶＣＳＥＬ２０ａから放出された光の反射面１２１における反射領域のＺ軸方向の長さの最小値である。
【００５４】
図１０に示すように、ＶＣＳＥＬ２０ａは、レーザ光を発光する発光部２２を有する。ＶＣＳＥＬ２０ａにおいて、長さＬＮＦＰと、角度θｖとをとる。長さＬＮＦＰは、ＶＣＳＥＬ２０ａの発光ビーム幅であり、発光部２２のＺ軸方向の長さである。角度θｖは、ＶＣＳＥＬ２０ａの発光ビーム広がり角であり、発光部２２の出射光軸に対する出射光の広がり角である。
【００５５】
ミラー１０ａがＶＣＳＥＬ２０ａから放出された光（ビーム）を反射するのに必要なミラーを形成するために、長さｃについて次式（８）を満たす必要がある。
ｃmin＝（ａ１＋Ｈｍ−２Ｈｖ）tanθｖ＋ＬＮＦＰ 
ｃ≧（ａ１＋Ｈｍ−２Ｈｖ）tanθｖ＋ＬＮＦＰ  …（８）
【００５６】
また、高さＨｆの精度を±αとし、ＶＣＳＥＬ２０ａの実装精度を±βとし、これらのズレを考慮した場合に、式（８）により、長さｃについて次式（９）を満たす必要がある。
ｃ≧（ａ１＋Ｈｍ−２Ｈｖ）tanθｖ＋ＬＮＦＰ＋２（α＋β）  …（９）
【００５７】
次に、図１１を参照して、光モジュール２の製造方法を説明する。図１１（ａ）に、マスク形成工程における基板７１の状態を示す。図１１（ｂ）に、凹部形成工程における基板７１の状態を示す。図１１（ｃ）に、ミラー１０の実装工程におけるミラー１０の状態を示す。
【００５８】
光モジュール１のうち、基板３０は、周知の方法で、Ｓｉ基板にＶ溝３２１の空間部分とテラス部３１の上部分とが掘り込まれて作製され、その作製工程の説明を省略する。図１１を参照して、ミラー１０の作製を説明する。先ず、基板作製工程として、ミラー１０の材料となるＳｉウェハの基板７１が作製される。基板７１は、シリコンのインゴットがカットされることにより作製される。そのカット面のオフ角を９．７４°とする。
【００５９】
そして、図１１（ａ）に示すように、マスク形成工程として、フォトリソグラフィプロセスにより基板７１にＳｉＯ２等のマスク７２が形成される。マスク７２は、ミラー１０の支持部１１及びミラー部１２の上面の直方体部分に対応する部分に形成される。また、１枚のＳｉウェハの基板７１に、数万個のミラー１０に対応するマスク７２が形成可能である。
【００６０】
そして、図１１（ｂ）に示すように、凹部形成工程として、レジスト７２が形成された基板７１に凹部７３が形成される。具体的には、アルカリ溶液を用いた異方性ウエットエッチングにより、レジスト７２が形成された基板７１がエッチングされ、凹部７３が形成される。基板７１は、オフ角が９．７４°であるので、図１１（ａ）に示すように、基板７１の平面（（１００）面）に対する凹部７３の傾斜面（（１１１）面）の角度が４５°となるように、凹部７３が形成される。
【００６１】
そして、凹部７３が形成された基板７１において、マスク７２が除去される。マスク７２除去では、マスク７２がＳｉＯ２の場合はフッ酸ＨＦが使用される。マスク７２除去後に、ミラー切断工程として、ダイシングにより図１１（ｂ）の点線でカットされる。このようにして、複数個のミラー１０が一度に作製される。
【００６２】
また、作製されたミラー１０の反射面１２１は、シリコンの反射面となっている。しかし、これに限定されるものではなく、シリコンの反射面に、さらに金等の金属膜を形成し反射面１２１を鏡面加工することとしてもよい。シリコンの反射面に比べて、金属膜が形成された反射面は、反射率が高い。
【００６３】
なお、レジスト形成工程、凹部形成工程に代えて、基板作製工程で作製された基板７１に、４５°のブレードを用いたダイシングにより、凹部７３を形成する凹部形成工程を実行することとしてもよい。この場合、ダイシングにより形成された凹部７３のうち、反射面１２１に対応する部分を鏡面加工するために、ダイシング後の基板７１をアルカリ溶液につけて、凹部７３の表面の粗さが除去される。また、マスク７２に代えて、レジストを形成することとしてもよい。
【００６４】
次いで、光モジュール１の組み立ての流れを説明する。先ず、光素子実装工程が実行される。光素子実装工程において、Ｘ軸方向のアライメントとして、作成済の基板３０のＶ溝３２１のＺ軸方向の延長上に、光素子２０が発光点を合せて実装される。Ｙ軸方向のアライメントは、基板３０におけるテラス部３１の掘り込み量と、Ｖ溝３２１の深さとにより決定される。そして、ワイヤボンディングにより、光素子２０とドライバＩＣ５０ａ又はアンプＩＣ５０ｂとがワイヤー２１により電気的に接続される。
【００６５】
そして、図１１（ｃ）に示すように、ミラー実装工程として、実装装置８０を用いて、作製されたミラー１０が基板３０のテラス部３１の平面上に実装される。ミラー１０が実装される位置は、テラス部３１のＶ溝部３２側の端から式（２）によって決定される距離Ｄｍだけ離れた位置である。実装装置８０は、バキューム式等の実装装置である。光素子実装工程においても、ミラー実装工程での実装装置８０を共通して用いることができる。ミラー１０は、実装装置８０により、テラス部３１の適切な位置に配置され、接着剤によりテラス部３１に接着される。テラス部３１へのミラー１０の接合方法は、接着剤による接着だけでなく、スパッタした金属膜やはんだ等を利用した金属結合（超音波、加熱加圧）としてもよい。
【００６６】
そして、光ファイバ実装工程として、パッシブ実装により、基板３０のＶ溝３２１に光ファイバ４０が実装され、光ファイバ４０の光軸位置が調整される。その光ファイバ４０は、接着剤によりＶ溝３２１に接着される。このようにして、図１〜図３に示す光モジュール１が作製される。
【００６７】
そして、ケース及び端子取付工程として、作製された光モジュール１に、ケース部６１及び端子部６２が取り付けられて、製品としての光モジュール２が製造される。
【００６８】
以上、本実施の形態によれば、光モジュール１は、ミラー１０、光素子２０、基板３０及び先端が通常にカットされた光ファイバ４０を備える。ミラー１０は、光素子２０から出射された光を反射して、Ｖ溝３２１に取り付けられた光ファイバ４０に入射させる（又は光ファイバ４０から出射された光を反射して光素子２０に入射させる）反射面１２１を有するミラー部１２と、ミラー部１２を支持し、基板３０のテラス部３１に設置される支持部１１と、を有する。
【００６９】
このため、光素子２０と光ファイバ４０との接続において、光素子２０収納用の凹部を基板に設けたり、光素子２０等を収納する蓋部を形成する必要が無く、光モジュール１の構成を簡単にできる。特に、多くの材料が必要な蓋部を形成しないので、製造コストを低下することができる。
【００７０】
また、光ファイバ４０は、先端が通常にカット（光軸に９０°の面でカット）されるので、通常のへき開による切断でよく、光ファイバ４０の加工を簡便にできる。加えて、光ファイバ４０の実装時に、Ｖ溝３２１で光ファイバ４０が回転しても（θｚズレが生じても）問題が無いので、パッシブ実装により光ファイバ４０実装を容易にできる。また、ミラー１０と光素子２０とを同一の通常の実装装置８０で基板３０に実装でき、ミラー１０及び光素子２０の実装を容易にできる。また、ミラー１０及び光素子２０の実装精度を、実装装置８０によって高めることができる。
【００７１】
また、ウエットエッチングによるミラー１０の製造により、反射面１２１の研磨が不要であり、ミラー１０を容易に製造できる。また、反射面１２１の反射率が高いため、反射面１２１の反射による損失を低減でき、その分光軸ズレに対しての許容量を増加できる（実装トレランス増加）。また、反射面１２１に金属膜を成膜することにより、さらに高い反射率（９０％以上）を得ることができる。また、金属膜が成膜された反射面１２１は、空気との屈折率差により反射を行う方式では無いため（金属膜を利用した反射であるため）、反射面１２１への樹脂等の回り込みによるミラー機能の低下を防ぐことができる。
【００７２】
また、ミラー１０は、Ｓｉウェハからバッチ処理により製造できるので、ミラー１０を大量生産することができる。また、ミラー１０は、ダイシングにより製造可能であり、フォトリソグラフィを用いた製造に比べて、その製造を容易にできて製造時間を短くできるとともに、露光装置、現像装置等の高価な装置が不要で、製造コストを低減できる。
【００７３】
また、ミラー１０の実装に関して、先に実装された光素子２０の距離Ｄａと、光ファイバ４０の中心高さＨｆとを測定することにより、式（２）により、距離Ｄｍを算出してミラー１０の位置を決定するので、ミラー１０を容易且つ精度よく基板３０に実装できる。
【００７４】
また、光素子２０及びミラー１０は、基板３０の同一面であるテラス部３１の上面に実装されている。このため、テラス部３１に加工を加えることなく、ミラー１０を容易且つ精度よく基板３０に実装できる。
【００７５】
また、ミラー１０ａは、支持部１１ａ及びミラー部１２ａに関し、式（６）、（７）を満たす（支持部１１ａの重力のモーメント量≧ミラー部１２ａの重力のモーメント量）形状を有する。このため、ミラー１０の実装時に、ミラー１０が転倒することを防ぐことができる。
【００７６】
また、光モジュール１と、ドライバＩＣ５０ａ又はアンプＩＣ５０ｂとに、ケース部６１及び端子部６２を設けて、製品としての光モジュール２にでき、光モジュール２を容易に製造できる。
【００７７】
（第１の変形例）
図１２を参照して、上記実施の形態の第１の変形例を説明する。図１２に、本変形例の光モジュール１Ａの上面の構成を示す。
【００７８】
上記実施の形態の光モジュール１は、単方向で１チャンネルの光通信用の光モジュールであったが、本変形例の光モジュール１Ａは、双方向又は２チャンネルの光通信用の光モジュールである。なお、上記実施の形態で述べた光モジュールの各部と同じ部分には、同じ符号を付してその説明を省略し、以下の変形例でも同様であるとする。
【００７９】
図１２に示すように、光モジュール１Ａは、ミラー１０Ａと、光素子２０Ａ，２０Ｂと、基板３０Ａと、２本の光ファイバ（図示略）と、を備える。ミラー１０Ａは、ミラー１０と同様であり、奥行きの幅Ｌがミラー１０の幅よりも大きい。ミラー１０Ａは、Ｚ軸方向と、テラス部３１Ａの平面に垂直なＹ軸方向とに対し４５°の角度を有する反射面を有する。
【００８０】
光素子２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ、発光素子又は受光素子である。例えば、光モジュール１Ａが双方向の光通信用である場合に、光素子２０Ａ，２０Ｂは、順に、発光素子、受光素子の組合せ、又は受光素子、発光素子の組合せとなる。光モジュール１Ａが２チャンネルの送信用である場合に、光素子２０Ａ，２０Ｂは、ともに発光素子となる。光モジュール１Ａが２チャンネルの受信用である場合に、光素子２０Ａ，２０Ｂは、ともに受光素子となる。
【００８１】
基板３０は、テラス部３１Ａと、Ｖ溝部３２Ａと、を有する。テラス部３１Ａは、テラス部３１と同様であり、奥行きの幅がテラス部３１の幅よりも大きい。テラス部３１Ａには、ミラー１０Ａ及び光素子２０Ａ，２０Ｂが設置されている。Ｖ溝部３２Ａは、奥行きの幅がＶ溝部３２の幅よりも大きく、Ｖ溝３２１Ａ，３２１Ｂを有する。Ｖ溝３２１Ａは、延在方向がＺ軸方向であり、光素子２０Ａに対応する光ファイバ用のＶ溝である。Ｖ溝３２１Ｂは、延在方向がＺ軸方向であり、光素子２０Ｂに対応する光ファイバ用のＶ溝である。
【００８２】
ミラー１０Ａの反射面は、光素子２０Ａから出射された光を反射し、その反射光がＶ溝３２１Ａに設置された光ファイバに入射される。あるいは、ミラー１０Ａの反射面は、Ｖ溝３２１Ａに設置された光ファイバから出射された光を反射し、その反射光が光素子２０Ａに入射される。また、ミラー１０Ｂの反射面は、光素子２０Ｂから出射された光を反射し、その反射光がＶ溝３２１Ｂに設置された光ファイバに入射される。あるいは、ミラー１０Ｂの反射面は、Ｖ溝３２１Ｂに設置された光ファイバから出射された光を反射し、その反射光が光素子２０Ｂに入射される。
【００８３】
光モジュール１Ａと、ドライバＩＣ及び／又はアンプＩＣの２つのＩＣとに、双方向又は２チャンネルの光通信用のケース部及び端子部が取り付けられて、製品の光モジュールとして製造される。
【００８４】
以上、本変形例によれば、光モジュール１Ａは、上記実施の形態の光モジュール１と同様の効果を奏する。また、光モジュール１Ａによれば、双方向又は２チャンネルの光通信を容易に実現できる。
【００８５】
（第２の変形例）
図１３を参照して、上記実施の形態の第２の変形例を説明する。図１３（ａ）に、本変形例の光モジュール１Ｂの上面の構成を示す。図１３（ｂ）に、ミラー１０Ｂの斜視の構成を示す。
【００８６】
本変形例の光モジュール１Ｂは、第１の変形例の光モジュール１Ａと同様に、双方向又は２チャンネルの光通信用の光モジュールである。
【００８７】
図１３（ａ）に示すように、光モジュール１Ｂは、ミラー１０Ｂと、光素子２０Ａ，２０Ｂと、基板３０Ｂと、２本の光ファイバ（図示略）と、を備える。図１３（ｂ）に示すように、ミラー１０Ｂは、奥行きの幅Ｌが第１の変形例のミラー１０Ａと同様である段差付きのミラーである。ミラー１０Ｂは、光素子２０Ａに対応する支持部１１Ａ及びミラー部１２Ａと、光素子２０Ｂに対応する支持部１１Ｂ及びミラー部１２Ｂと、を有する。ミラー部１２Ａは、Ｚ軸方向と、テラス部３１Ｂの平面に垂直なＹ軸方向とに対し４５°の角度を有する反射面１２１Ａを有する。ミラー部１２Ｂは、Ｚ軸方向と、テラス部３１Ｂの平面に垂直なＹ軸方向とに対し４５°の角度を有する反射面１２１Ｂを有する。反射面１２１Ａ，１２１Ｂは、Ｚ軸方向の位置が互いに異なる。
【００８８】
光素子２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ、発光素子又は受光素子である。基板３０Ｂは、テラス部３１Ｂと、Ｖ溝部３２Ｂと、を有する。テラス部３１Ｂは、第１の変形例のテラス部３１Ａと同様である。テラス部３１Ｂには、ミラー１０Ｂ及び光素子２０Ａ，２０Ｂが設置されている。光素子２０Ａは、Ｚ軸方向について、光素子２０ＢよりもＶ溝部３２Ｂ側に設置されている。しかし、光素子２０Ａ，２０ＢのＺ軸方向の位置は、この逆としてもよく、互いに少なくともクロストークの発生を防ぐ距離があけられているものとする。Ｖ溝部３２Ａは、第１の変形例のＶ溝部３２Ｂと同様である。
【００８９】
ミラー１０Ｂの反射面１２１Ａは、光素子２０Ａから出射された光を反射し、その反射光がＶ溝３２１Ａに設置された光ファイバに入射される、又は、Ｖ溝３２１Ａに設置された光ファイバから出射された光を反射し、その反射光が光素子２０Ａに入射される。また、ミラー１０Ｂの反射面１２１Ｂは、光素子２０Ｂから出射された光を反射し、その反射光がＶ溝３２１Ｂに設置された光ファイバに入射される、又は、Ｖ溝３２１Ｂに設置された光ファイバから出射された光を反射し、その反射光が光素子２０Ｂに入射される。
【００９０】
光モジュール１Ｂと、ドライバＩＣ及び／又はアンプＩＣの２つのＩＣとに、双方向又は２チャンネルの光通信用のケース部及び端子部が取り付けられて、製品の光モジュールとして製造される。
【００９１】
以上、本変形例によれば、光モジュール１Ｂは、上記第１の変形例の光モジュール１Ａと同様の効果を奏する。また、光モジュール１Ｂは、ミラー１０Ｂが、支持部１１Ａ，１１Ｂと、ミラー部１２Ａ，１２Ｂとを有し、反射面１２１Ａ，１２１ＢのＺ軸方向の位置が互いに異なる。このため、クロストークの発生を防ぐことができる。
【００９２】
（第３の変形例）
図１４を参照して、上記実施の形態の第３の変形例を説明する。図１４（ａ）に、本変形例の基板３０Ｃの斜視の構成を示す。図１４（ｂ）に、本変形例の光モジュール１Ｃの断面の構成を示す。
【００９３】
本変形例の光モジュール１Ｃは、上記実施の形態の光モジュール１と同様に、単方向の光通信用の光モジュールである。
【００９４】
光モジュール１Ｃは、ミラー１０と、光素子２０と、基板３０Ｃと、光ファイバ（図示略）と、を備える。図１４（ａ）に示すように、基板３０Ｃは、テラス部３１Ｃと、Ｖ溝部３２Ｃと、を有する。テラス部３１Ｃは、上記実施の形態のテラス部３１と同様であり、さらに、孔部３１１，３１２を有する。孔部３１１は、テラス部３１Ｃにおいてミラー１０を実装する位置に設けられた孔部（凹部）である。孔部３１１の面積は、ミラー１０の底面の面積に対応している。孔部３１２は、テラス部３１Ｃにおいて光素子２０を実装する位置に設けられた孔部（凹部）である。孔部３１２の面積は、光素子２０の底面の面積に対応している。Ｖ溝部３２Ｃは、上記実施の形態のＶ溝部３２と同様にＶ溝３２１を備える。図１４（ｂ）に示すように、Ｖ溝３２１の高さは、孔部３１１，３１２の深さに対応して小さくとられている。また、孔部３１１，３１２は、溝状としてもよい。
【００９５】
ミラー１０の反射面１２１は、光素子２０Ａから出射された光を反射し、その反射光がＶ溝３２１に設置された光ファイバに入射される、又は、Ｖ溝３２１に設置された光ファイバから出射された光を反射し、その反射光が光素子２０に入射される。
【００９６】
光モジュール１Ｃは、ドライバＩＣ又はアンプＩＣとともに、単方向の光通信用のケース部６１及び端子部６２が取り付けられて、製品の光モジュールとして製造される。
【００９７】
以上、本変形例によれば、光モジュール１Ｃは、上記実施の形態の光モジュール１と同様の効果を奏する。また、光モジュール１Ｃは、基板３０Ｃのテラス部３１Ｃに、ミラー１０及び光素子２０を挿入するための孔部３１１，３１２を有する。このため、ミラー１０及び光素子２０の位置決めを容易にでき、ミラー１０及び光素子２０を容易に実装できる。
【００９８】
（第４の変形例）
図１５を参照して、上記実施の形態の第４の変形例を説明する。図１５に、本変形例のミラー１０Ｄの斜視の構成を示す。
【００９９】
本変形例の光モジュールは、上記実施の形態の光モジュール１のミラー１０を、ミラー１０Ｄに代えた構成を有する。
【０１００】
図１５に示すように、ミラー１０Ｄは、支持部１１Ｄと、ミラー部１２Ｄとを有する。ミラー部１２Ｄは、反射面１２１を有する。支持部１１Ｄ及びミラー部１２Ｄは、反射面１２１よりも上の高さの直方体部分がある構成であるが、この直方体部分がない構成としてもよい。
【０１０１】
支持部１１Ｄは、上記実施の形態の支持部１１Ａよりも、底面の長さがＺ軸方向のＶ溝部３２側に長さｄ１だけ長い。
【０１０２】
以上、本変形例によれば、ミラー１０Ｄを備える光モジュールは、上記実施の形態の光モジュール１と同様の効果を奏する。また、ミラー１０Ｄは、上面よりも底面が広い支持部１１Ｄを有する。このため、ミラー１０Ｄの実装時の転倒をより防ぐことができる。
【０１０３】
（第５の変形例）
図１６を参照して、上記実施の形態の第５の変形例を説明する。図１６に、本変形例の光モジュール１Ｅの側面の構成を示す。
【０１０４】
本変形例の光モジュール１Ｅは、上記実施の形態の光モジュール１と同様に、ミラー１０と、光素子２０と、基板３０と、光ファイバ４０と、を備える。また、光モジュール１Ｅは、ミラー１０（反射面１２１）、光素子２０及び基板３０の間の光伝送路を含む空間に、充填部９０を備える。充填部９０の材料は、紫外線硬化樹脂等であり、その屈折率が空気の屈折率（屈折率＝１）よりも高い。屈折率が高いと、充填部９０を伝送される光の広がりを防ぐことができる。
【０１０５】
また、ミラー１０（反射面１２１）、光素子２０及び基板３０の間の光伝送路を含む空間が微小であり、硬化前の充填部９０は、適切な粘度を有する。このため、充填部９０の充填時に、その粘度及び表面張力により、ミラー１０（反射面１２１）、光素子２０及び基板３０の間の光伝送路を含む空間に、充填部９０が留まる。
【０１０６】
以上、本変形例によれば、光モジュール１Ｅは、上記実施の形態の光モジュール１と同様の効果を奏する。また、光モジュール１Ｅは、ミラー１０（反射面１２１）、光素子２０及び基板３０の間の光伝送路を含む空間に、屈折率が空気の屈折率よりも高い充填部９０を備える。このため、伝送される光の広がりを防いで、光の損失を低下できる。
【０１０７】
なお、上記実施の形態及び各変形例における記述は、本発明に係るミラー及び光モジュールの一例であり、これに限定されるものではない。
【０１０８】
例えば、上記実施の形態及び各変形例の構成、及び下記の構成のうち、少なくとも２つを組み合わせることとしてもよい。
【０１０９】
また、上記第１、第２の変形例において、双方向又は２チャンネルの光通信の光モジュール１Ａ，１Ｂを説明したが、これに限定されるものではない。単方向又は双方向の３チャンネル以上の光通信の光モジュールとして構成してもよい。
【０１１０】
また、上記実施の形態及び各変形例において、ミラーの材質をシリコンとして説明したが、これに限定されるものではない。ミラーの材質を、ガラス等、他の材質としてもよい。
【０１１１】
その他、上記実施の形態及び各変形例における光モジュールの細部構成及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｅ，２  光モジュール
１０，１０ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ  ミラー
１１，１１ａ，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ  支持部
１２，１２ａ，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｄ  ミラー部
１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ  反射面
２０，２０Ａ，２０Ｂ  光素子
２０ａ  ＶＣＳＥＬ
２０ｂ  ＰＤ
２１  ワイヤー
２２  発光部
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  基板
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ  テラス部
３１１，３１２  孔部
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ  Ｖ溝部
３２１，３２１Ａ，３２１Ｂ  Ｖ溝
４０，Ｆ  光ファイバ
５０ａ  ドライバＩＣ
５０ｂ  アンプＩＣ
６１  ケース部
６１１  リリースボタン
６２  端子部
７１  基板
７２  マスク
７３  凹部
８０  実装装置
９０  充填部
３  コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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