(57)【要約】      （修正有）【課題】光導波路と光素子との間の光結合効率を容易に高められる光路変換部品、光導波路と光素子との間の光結合効率が高く製造が容易な光路変換部品付き光導波路、光導波路と光素子との間の損失が小さく製造が容易な光モジュール、および、かかる光モジュールを備える電子機器を提供すること。【解決手段】光路変換部品５は、互いに表裏の関係を有する第１面５０ａおよび第２面５０ｂと、第２面に開口し光素子を収納可能な凹部５０ｃと、を有する本体部５０と、凹部の底面に設けられている第１レンズ部５４１と、第１面から突出するプリズム部５３と、を有し、第１面は、光導波路１を載置可能であり、かつ、第１面に光導波路が載置されたとき、プリズムは、光導波路と光学的に接続可能になっており、第１レンズ部およびプリズム部は、互いに光学的に接続されていることを特徴とする。【選択図】図２
2020056894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに表裏の関係を有する第１面および第２面と、前記第２面に開口し光素子を収納可能な凹部と、を有する本体部と、
前記凹部の底面に設けられている第１レンズ部と、
前記第１面から突出するプリズム部と、
を有し、
前記第１面は、光導波路を載置可能であり、かつ、前記第１面に前記光導波路が載置されたとき、前記プリズム部は、前記光導波路と光学的に接続可能になっており、
前記第１レンズ部および前記プリズム部は、互いに光学的に接続されていることを特徴とする光路変換部品。
【請求項２】
前記本体部、前記第１レンズ部および前記プリズム部は、一体になっている請求項１に記載の光路変換部品。
【請求項３】
前記プリズム部は、光を反射する光反射面と、光を透過させる光透過面と、を有する請求項１または２に記載の光路変換部品。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光路変換部品と、
前記第１面に載置され、前記プリズム部と光学的に接続されている光導波路と、
を有することを特徴とする光路変換部品付き光導波路。
【請求項５】
基材と、
前記基材と前記第２面とが接続されるように設けられている請求項４に記載の光路変換部品付き光導波路と、
前記凹部内に設けられ、前記第１レンズ部と光学的に接続されている第１光素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
前記光導波路は、導波部と、反射により前記導波部の光路を変換する反射部と、を備えており、
前記凹部内に設けられ、前記本体部を介して前記反射部と光学的に接続されている第２光素子をさらに有する請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記光路変換部品は、前記反射部と前記第２光素子とを結ぶ光路に設けられている第２レンズ部をさらに有する請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記導波部は、本線コア部と、前記本線コア部から分岐している支線コア部と、を含み、
前記プリズム部は、前記本線コア部と光学的に接続されており、
前記反射部は、前記支線コア部の光路を変換するように配置されており、
前記第１光素子は、発光素子であり、
前記第２光素子は、受光素子である請求項６または７に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記受光素子は、前記発光素子から出射した光の一部を受光するモニター用である請求項８に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記導波部は、互いに並列する第１本線コア部および第２本線コア部を含み、
前記プリズム部は、前記第１本線コア部と光学的に接続されており、
前記反射部は、前記第２本線コア部の光路を変換するように配置されており、
前記第１光素子は、発光素子および受光素子のいずれか一方であり、
前記第２光素子は、前記第１光素子が発光素子である場合は受光素子であり、前記第１光素子が受光素子である場合は発光素子である請求項６または７に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記導波部は、互いに並列する第１本線コア部および第２本線コア部を含み、
前記プリズム部は、前記第１本線コア部と光学的に接続されており、
前記反射部は、前記第２本線コア部の光路を変換するように配置されており、
前記第１光素子は、発光素子および受光素子のいずれか一方であり、
前記第２光素子は、前記第１光素子が発光素子である場合は発光素子であり、前記第１光素子が受光素子である場合は受光素子である請求項６または７に記載の光モジュール。
【請求項１２】
請求項５ないし１１のいずれか１項に記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光路変換部品、光路変換部品付き光導波路、光モジュールおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信においては、外部環境や経時変化等の理由によって発光素子の特性が変化し、それに伴って光ファイバーや光導波路に入射する光強度が変化することがある。このような光強度の変化は、光通信の安定性を低下させる原因となる。
【０００３】
そこで、特許文献１には、発光素子および発光素子から発光された光をモニターするための受光素子を備えた光電変換装置と、光ファイバーと、を光学的に結合可能にするレンズアレイが開示されている。
【０００４】
このレンズアレイでは、発光素子から出射したレーザー光の一部をモニター光として受光素子に向けて反射させ、他部を光ファイバー側に透過させる。すなわち、特許文献１に記載の光電変換装置およびレンズアレイでは、レーザー光の一部をモニター光として監視することができる。これにより、例えば外部環境や経時変化等の理由によって発光素子の出力特性が変化した場合でも、それを速やかに察知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１０８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載の構造では、レンズアレイ本体とプリズムとを組み合わせてレンズアレイが構成されている。すなわち、レンズアレイ本体に設けられた凹部内に、縦断面が台形状をなすプリズムが配置されている。レンズアレイ本体とプリズムとの位置合わせには高い精度が要求されるため、組み立てに手間と時間がかかるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、光導波路と光素子との間の光結合効率を容易に高められる光路変換部品、光導波路と光素子との間の光結合効率が高く製造が容易な光路変換部品付き光導波路、光導波路と光素子との間の損失が小さく製造が容易な光モジュール、および、かかる光モジュールを備える電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１）  互いに表裏の関係を有する第１面および第２面と、前記第２面に開口し光素子を収納可能な凹部と、を有する本体部と、
前記凹部の底面に設けられている第１レンズ部と、
前記第１面から突出するプリズム部と、
を有し、
前記第１面は、光導波路を載置可能であり、かつ、前記第１面に前記光導波路が載置されたとき、前記プリズム部は、前記光導波路と光学的に接続可能になっており、
前記第１レンズ部および前記プリズム部は、互いに光学的に接続されていることを特徴とする光路変換部品。
【０００９】
（２）  前記本体部、前記第１レンズ部および前記プリズム部は、一体になっている上記（１）に記載の光路変換部品。
【００１０】
（３）  前記プリズム部は、光を反射する光反射面と、光を透過させる光透過面と、を有する上記（１）または（２）に記載の光路変換部品。
【００１１】
（４）  上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光路変換部品と、
前記第１面に載置され、前記プリズム部と光学的に接続されている光導波路と、
を有することを特徴とする光路変換部品付き光導波路。
【００１２】
（５）  基材と、
前記基材と前記第２面とが接続されるように設けられている上記（４）に記載の光路変換部品付き光導波路と、
前記凹部内に設けられ、前記第１レンズ部と光学的に接続されている第１光素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。
【００１３】
（６）  前記光導波路は、導波部と、反射により前記導波部の光路を変換する反射部と、を備えており、
前記凹部内に設けられ、前記本体部を介して前記反射部と光学的に接続されている第２光素子をさらに有する上記（５）に記載の光モジュール。
【００１４】
（７）  前記光路変換部品は、前記反射部と前記第２光素子とを結ぶ光路に設けられている第２レンズ部をさらに有する上記（６）に記載の光モジュール。
【００１５】
（８）  前記導波部は、本線コア部と、前記本線コア部から分岐している支線コア部と、を含み、
前記プリズム部は、前記本線コア部と光学的に接続されており、
前記反射部は、前記支線コア部の光路を変換するように配置されており、
前記第１光素子は、発光素子であり、
前記第２光素子は、受光素子である上記（６）または（７）に記載の光モジュール。
【００１６】
（９）  前記受光素子は、前記発光素子から出射した光の一部を受光するモニター用である上記（８）に記載の光モジュール。
【００１７】
（１０）  前記導波部は、互いに並列する第１本線コア部および第２本線コア部を含み、
前記プリズム部は、前記第１本線コア部と光学的に接続されており、
前記反射部は、前記第２本線コア部の光路を変換するように配置されており、
前記第１光素子は、発光素子および受光素子のいずれか一方であり、
前記第２光素子は、前記第１光素子が発光素子である場合は受光素子であり、前記第１光素子が受光素子である場合は発光素子である上記（６）または（７）に記載の光モジュール。
【００１８】
（１１）  前記導波部は、互いに並列する第１本線コア部および第２本線コア部を含み、
前記プリズム部は、前記第１本線コア部と光学的に接続されており、
前記反射部は、前記第２本線コア部の光路を変換するように配置されており、
前記第１光素子は、発光素子および受光素子のいずれか一方であり、
前記第２光素子は、前記第１光素子が発光素子である場合は発光素子であり、前記第１光素子が受光素子である場合は受光素子である上記（６）または（７）に記載の光モジュール。
【００１９】
（１２）  上記（５）ないし（１１）のいずれかに記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光導波路と光素子との間の光結合効率を容易に高められる光路変換部品が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、光導波路と光素子との間の光結合効率が高く製造が容易な光路変換部品付き光導波路が得られる。
【００２２】
さらに、本発明によれば、光導波路と光素子との間の損失が小さく製造が容易な光モジュール、および、かかる光モジュールを備える電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１に示す光モジュールのうち筐体やレセプタクルを除く部位を示す平面図である。
【図４】図３に示す光導波路の平面図である。
【図５】図４に示す光導波路の部分拡大斜視図である。
【図６】本発明の光モジュールの第２実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【図７】本発明の光モジュールの第３実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【図８】本発明の光モジュールの第４実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【図９】本発明の光モジュールの第５実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【図１０】本発明の光路変換部品付き光導波路の第６実施形態を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の光路変換部品、光路変換部品付き光導波路、光モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
≪第１実施形態≫
＜光モジュール＞
まず、本発明の光モジュールの第１実施形態、本発明の光路変換部品付き光導波路の第１実施形態、および、本発明の光路変換部品の第１実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図である。図２は、図１の部分拡大図である。図３は、図１に示す光モジュールのうち筐体やレセプタクルを除く部位を示す平面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１中の上方を「上」、下方を「下」として説明する。
【００２７】
図１に示す光モジュール１００（第１実施形態に係る光モジュール）は、光導波路１（第１実施形態に係る光導波路）と、電気基板２（基材）と、光導波路１と光学的に接続されている発光素子３１（第１光素子）および受光素子３２（第２光素子）と、制御素子４と、光路変換部品５と、レセプタクル６１と、筐体７と、を有している。また、図３に示す光導波路１は、本線コア部１９３とそこから分岐した支線コア部１９４とを備えている。このような光モジュール１００では、発光素子３１で出射した光を光導波路１に導入するとともに、光導波路１の内部で通信用の光とモニター用の光とに分配する。そして、モニター用の光を受光素子３２で受光し、その光強度を監視することにより、発光素子３１の健全性を確認することができ、高品質な光通信を可能な状態を維持しやすくなる。
【００２８】
このうち、図１に示す電気基板２は、絶縁基板２１と、絶縁基板２１の上面に設けられた導電層２２および接点２３と、を備えている。
【００２９】
また、図１に示す電気基板２の上面には、発光素子３１と、受光素子３２と、制御素子４と、が搭載されている。これらの素子と導電層２２との間は、図示しないボンディングワイヤーを介して電気的に接続されている。なお、この接続構造は、ボンディングワイヤーに限定されず、その他の構造、例えばフリップチップボンディング等で代替されてもよい。
【００３０】
発光素子３１としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子等が挙げられる。
【００３１】
また、受光素子３２としては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）、フォトトランジスター等が挙げられる。
【００３２】
また、制御素子４としては、例えば、ドライバーＩＣ、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）、またはこれらの素子を複合したコンビネーションＩＣ等が挙げられる。
【００３３】
なお、電気基板２には、上述した素子以外に、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）、ＬＳＩ、ＩＣ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等が搭載されていてもよい。
【００３４】
また、図１に示す電気基板２の右端には、導電層２２と電気的に接続された接点２３が設けられている。そして、この接点２３が設けられた部分は、図１に示す電気配線８１の左端に取り付けられた電気コネクター８２に挿入され、嵌合している。これにより、電気コネクター８２を介して電気基板２と電気配線８１とが電気的に接続されている。その結果、光モジュール１００に対して外部からの電気的接続が図られる。
【００３５】
一方、図１〜３に示す光導波路１は、シート状をなしており、図３に示すように、光導波路１の内部に形成されたコア部１４が導光路になっている。
【００３６】
また、図１に示す光導波路１の左端には、ＭＴ型光コネクター６２が装着されている。このＭＴ型光コネクター６２は、筐体７に固定されたレセプタクル６１に対してその右側から挿入されている。すなわち、レセプタクル６１の右側には、ＭＴ型受容部６１１が形成されており、そのＭＴ型受容部６１１に対してＭＴ型光コネクター６２が挿入されている。
【００３７】
また、光導波路１には、反射によってコア部１４の光路を変換する反射部１６ｂが形成されている。この反射部１６ｂを介して図２の左右方向に延在する光路Ｐ１が、図２の上下方向に延在する光路Ｐ２に変換されている。そして、この光路Ｐ２により、光導波路１と受光素子３２との間が光学的に接続されている。なお、図２に示す光路Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ光が伝搬する経路の一例を示している。また、図２は、光路Ｐ１、Ｐ２を含み、かつ、シート状をなす光導波路１の主面に直交する面で切断されてなる断面図である。
【００３８】
光路変換部品５は、光導波路１と電気基板２との間に設けられている。図２に示す光路変換部品５は、互いに表裏の関係を有する上面５０ａ（第１面）および下面５０ｂ（第２面）と、下面５０ｂに開口する凹部５０ｃと、を有する本体部５０を備える。換言すれば、本体部５０の凹部５０ｃは、その上方および側方が、底部５１および底部５１の縁から下方に向かって立設された壁部５２で囲まれている。
【００３９】
そして、本体部５０の下面５０ｂが電気基板２の上面に接合されている。これにより、凹部５０ｃは、底部５１、壁部５２および電気基板２で取り囲まれることとなる。そして、この凹部５０ｃには、前述した発光素子３１、受光素子３２および制御素子４が収められている。これにより、発光素子３１、受光素子３２および制御素子４を外部環境や異物付着等から保護することができる。
【００４０】
なお、このときの凹部５０ｃは、完全な閉空間であってもよいが、完全には閉じられていない空間であってもよい。つまり、底部５１や壁部５２の一部が欠損していてもよく、その欠損部を介して凹部５０ｃの内部と外部とがつながっていてもよい。
【００４１】
一方、本体部５０の上面５０ａには、光導波路１が載置されている。すなわち、上面５０ａの一部は、光導波路１を載置可能な載置面５０１ａになっている。本実施形態に係る光導波路１は、前述したようにシート状をなしていることから、本実施形態に係る載置面５０１ａは平坦面になっている。
【００４２】
また、光路変換部品５のうち、少なくとも底部５１は図１の上下方向において光透過性を有している。これにより、底部５１を介して光路Ｐ２を通過させることができる。その結果、底部５１を介して、光導波路１に形成された反射部１６ｂと、凹部５０ｃ内に設けられた受光素子３２と、を光学的に接続することができる。
【００４３】
また、本体部５０の上面５０ａには、いわゆる直角プリズムとして機能するプリズム部５３が設けられている。すなわち、プリズム部５３は、上面５０ａから上方に突出しており、底面が直角三角形をなす柱状体形状をなしている。なお、この柱状体の軸線は、上面５０ａに平行であり、かつ、光路Ｐ１と直交するように配置されている。
【００４４】
また、このプリズム部５３は、上面５０ａのうち、載置面５０１ａに隣接する位置に配置されている。このため、載置面５０１ａに光導波路１が載置されたとき、プリズム部５３は、自ずと光導波路１に近接することとなる。その結果、光導波路１とプリズム５３とが光学的に接続されている。
【００４５】
また、プリズム部５３は、その表面に、上面５０ａに対して直交する直交面５３ａと、上面５０ａに対して傾斜する傾斜面５３ｂと、を有している。載置面５０１ａに光導波路１が載置されたとき、図１に示す光導波路１の端面１ａと直交面５３ａとが互いに対向する。すなわち、端面１ａと直交面５３ａとがほぼ平行になる。これにより、光導波路１とプリズム部５３とが光学的に接続される。なお、本明細書における「平行」とは、完全な平行だけでなく、双方の面同士がなす角度が３°以下である状態も含む。
【００４６】
また、端面１ａと直交面５３ａとの間は互いに接していてもよいが、図２に示すように互いに離れていてもよい。また、必要に応じて、端面１ａと直交面５３ａとの間に、介在物を配置するようにしてもよい。介在物としては、例えば接着剤、屈折率調整剤等が挙げられる。
【００４７】
また、プリズム部５３の柱状体の底面の形状は、前述した直角三角形に限定されず、例えば内角の１つが直角である台形や、その他の多角形であってもよい。
【００４８】
また、凹部５０ｃの底面５０ｄには、第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２が設けられている。この第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２は、それぞれ、例えば凸レンズであり、光路Ｐ２を伝搬する光を目的とする位置に集束させる機能を有する。なお、「底面５０ｄに第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２が設けられる」とは、例えば、図２に示すように底面５０ｄから下方に向かって第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２が突出している形態のほか、底部５１に第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２が埋め込まれている形態も含む。
【００４９】
そして、第１レンズ部５４１およびプリズム部５３は、互いに光学的に接続されている。これにより、第１レンズ部５４１およびプリズム部５３を介して、光導波路１と発光素子３１とが光学的に接続される。
【００５０】
一方、第２レンズ部５４２および反射部１６ｂも、互いに光学的に接続されている。すなわち、反射部１６ｂと第２レンズ部５４２との位置が合うように、光導波路１と光路変換部品５との位置合わせがなされている。これにより、第２レンズ部５４２を介して、光導波路１と受光素子３２とが光学的に接続される。
【００５１】
以上のように、光路変換部品５は、互いに表裏の関係を有する上面５０ａ（第１面）および下面５０ｂ（第２面）と、下面５０ｂに開口し、発光素子３１および受光素子３２を収納可能な凹部５０ｃと、を有する本体部５０と、凹部５０ｃの底面５０ｄに設けられている第１レンズ部５４１と、上面５０ａから突出するプリズム部５３と、を有している。そして、上面５０ａは、光導波路１を載置可能であり、かつ、上面５０ａに光導波路１が載置されたとき、プリズム部５３が光導波路１と光学的に接続可能になっている。加えて、第１レンズ部５４１およびプリズム部５３は、互いに光学的に接続されている。
【００５２】
このような光路変換部品５には、光導波路１が載置される載置面５０１ａが設けられており、この載置面５０１ａにはプリズム部５３が隣接している。このため、この載置面５０１ａに光導波路１が載置されると、光導波路１の端面１ａは、自ずとプリズム部５３の直交面５３ａに向き合うことになる。そうすると、光路変換部品５に対して光導波路１の位置合わせをするとき、載置面５０１ａ上における光導波路１の位置を２次元で調整することのみで、位置合わせを完了させることができる。このため、精度の高い位置合わせを比較的容易に行うことができる。
【００５３】
一方、プリズム部５３および第１レンズ部５４１は、いずれも本体部５０に設けられているため、これらの間はあらかじめ高精度に位置決め可能である。したがって、上記の効果と合わせて、光路変換部品５によれば、光導波路１と発光素子３１との間の光結合効率の向上を図ることができる。
【００５４】
また、光路変換部品５は、その上面５０ａを平面視したとき、上面５０ａから突出したプリズム部５３を容易に視認することができる。このため、プリズム部５３に対して光導波路１の位置を調整する際、その作業が容易になり、短時間で高精度の位置合わせを行うことができる。
【００５５】
さらに、上面５０ａからプリズム部５３が突出しているため、仮に、光導波路１と載置面５０１ａとの間を、未硬化時には液状である接着剤６で接着するとき、突出したプリズム部５３が堰となり、接着剤６の広がりを規制することができる。つまり、光導波路１と載置面５０１ａとの間からはみ出した接着剤６が流れ出しにくくなる。このため、例えばプリズム部５３の傾斜面５３ｂにも接着剤６が付着しにくくなり、プリズム部５３における光の反射率の低下を抑制することができる。その結果、プリズム部５３における光路変換の損失を抑制することができる。
【００５６】
その一方、はみ出した接着剤６が光導波路１とプリズム部５３との隙間に留まりやすくなるという作用もある。このようにして接着剤６が留まると、光導波路１とプリズム部５３との間のフレネル反射が抑えられる。その結果、光導波路１とプリズム部５３との間の光結合効率を高めやすくなるという利点もある。特に、接着剤６として、その硬化時の屈折率がコア部１４の屈折率とプリズム部５３の屈折率との間に位置する接着剤を用いることにより、接着剤６に屈折率調整作用を付与することができる。これにより、光結合効率のさらなる向上を図ることができる。
【００５７】
光路変換部品５の構成材料としては、例えば、ガラス材料、樹脂材料、結晶性材料等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１つを含む複合材料であってもよい。このうち、樹脂材料が好ましく用いられる。樹脂材料によれば、各種成形法により、寸法精度が高く、光導波路１と発光素子３１との間の光結合効率を高め得る光路変換部品５を容易に製造することができる。また、光透過性を有する材料を用いることにより、光路変換部品５全体を一体で形成することが可能になる。
【００５８】
樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等が挙げられる。
【００５９】
なお、光路変換部品５の表面には、必要に応じて、反射防止膜、多層膜コーティング等の各種コーティングを施すようにしてもよい。
【００６０】
また、光路変換部品５の表面には、必要に応じて、微小な凹凸を形成するようにしてもよい。この際、凹凸のピッチや深さ（高さ）を、光路変換部品５に入射する光の波長以下にすることで、凹凸が形成された領域の屈折率を、空気の屈折率と光路変換部品５の構成材料の屈折率との中間の値としてみなすことができるようになる。したがって、光路変換部品５に光が入射するときの入射面における光の反射が抑制され、光の入射効率を高めることができる。
【００６１】
また、光路変換部品５は、本体部５０、第１レンズ部５４１およびプリズム部５３は、互いに別体であってもよいが、一体になっているのが好ましい。すなわち、本体部５０、第１レンズ部５４１およびプリズム部５３は、互いに接着剤等を介して接着されてなる構造体であってもよいが、一体の構造体であるのが好ましい。
【００６２】
これにより、この構造体を、例えば射出成形法、押出成形法、プレス成形法のような成形法により製造することが可能になる。このため、寸法精度の高い構造体が得られる。すなわち、本体部５０、第１レンズ部５４１およびプリズム部５３の相互の位置合わせを高精度に行えるため、光導波路１と発光素子３１または受光素子３２との間の光結合効率を特に高めることができる。
【００６３】
なお、「一体」とは、本体部５０、第１レンズ部５４１およびプリズム部５３が、互いに同じ材料で構成され、かつ、界面が存在しないことをいう。
【００６４】
また、プリズム部５３は、光を反射する傾斜面５３ｂ（光反射面）と、光を透過する直交面５３ａ（光透過面）と、を有する。例えば、発光素子３１から出射した光は、光路Ｐ２を経て、プリズム部５３の傾斜面５３ｂに到達する。傾斜面５３ｂでは、全反射によって光の伝搬方向が変換される。すなわち、光路Ｐ２は光路Ｐ１に変換される。光路変換後の光は、直交面５３ａを透過し、光導波路１に入射する。したがって、直交面５３ａは光透過面として機能し、傾斜面５３ｂは光反射面として機能する。
【００６５】
このようなプリズム部５３は、例えば成形法により形成可能であるため、傾斜面５３ｂや直交面５３ａの面精度を高めやすい。このため、プリズム部５３を介した光導波路１と発光素子３１との光結合効率をより高めることができる。
【００６６】
また、直交面５３ａが光透過面であれば、載置面５０１ａに光導波路１を載置したとき、光導波路１の端面１ａに対して直交面５３ａを正対させやすくなる。しかも、直交面５３ａに対しては光路Ｐ１が直交するため、光の屈折が生じにくい。このため、光導波路１とプリズム部５３との間に隙間が生じた場合でも、屈折に伴う損失が発生しにくくなり、光結合効率が低下しにくくなる。よって、図２の左右方向における光導波路１の端面１ａとプリズム部５３との間の相対的な位置精度が緩和され、位置合わせ作業が容易になる。換言すれば、図２の左右方向において、光導波路１の端面１ａとプリズム部５３との位置合わせよりも、光導波路１の反射部１６ｂと第２レンズ部５４２との位置合わせを優先したとしても、全体として光結合効率が低下しにくくなる。このため、位置合わせ作業の難易度を低下させることができる。
【００６７】
なお、直交面５３ａと本体部５０の上面５０ａとが空間側においてなす角度は、９０°にできるだけ近い方がよいが、好ましくは８５〜９５°に設定される。この範囲内であれば、光の屈折を最小限に留め、光導波路１とプリズム部５３との光結合効率の低下を抑えることができる。また、光導波路１の端面１ａについても、上面５０ａに対する角度を上記範囲と同程度にすればよいので、光導波路１の主面に対して直交するように切り出すことで端面１ａを形成しやすいという利点もある。
【００６８】
一方、傾斜面５３ｂと本体部５０の上面５０ａとが空間側においてなす角度は、好ましくは１３０〜１４０°に設定される。これにより、光路Ｐ１と光路Ｐ２との間の角度が９０°に近くなるため、光路変換部品５の形状の設計が容易になる。
【００６９】
また、プリズム部５３の突出長さ、すなわち、上面５０ａからプリズム部５３の先端までの距離は、特に限定されないが、少なくとも直交面５３ａが光導波路１の光路Ｐ１と交差する程度の突出長さであればよい。さらに、かかる観点に加え、接着剤６の回り込みを抑制するという観点も踏まえると、プリズム部５３の突出長さは、光導波路１の厚さの０．５倍以上２倍以下であるのが好ましく、０．７倍以上１．５倍以下であるのがより好ましい。これにより、光導波路１とプリズム部５３との光結合損失を抑えつつ、接着剤６の回り込みも抑制することができる。
【００７０】
一方、図３の左右方向におけるプリズム部５３の長さは、図３の左右方向における光導波路１の幅より短くても、等しくても、長くてもよい。
【００７１】
本実施形態に係る第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２は、それぞれ、図２の下方に突出する曲面を有する凸レンズである。このうち、第１レンズ部５４１は、そのレンズ中心を、プリズム部５３と発光素子３１とを結ぶ光路Ｐ２に合わせるように配置されている。また、第２レンズ部５４２は、そのレンズ中心を、反射部１６ｂと受光素子３２とを結ぶ光路Ｐ２に合わせるように配置されている。
【００７２】
この曲面の形状は、特に限定されず、球面であっても、非球面であってもよい。非球面の例としては、例えば、放物線回転面、双曲線回転面、多次関数曲線回転面等が挙げられる。また、図２に示す第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２は、それぞれ平凸レンズであるが、両凸レンズであってもよいし、フレネルレンズであってもよい。
【００７３】
また、載置面５０１ａは、シート状をなす光導波路１の主面のうち、少なくとも端面１ａや反射部１６ｂに対応する部分を支持し得る大きさの面であれば、その大きさは特に限定されない。なお、載置面５０１ａは、平坦面であるのが好ましい。これにより、光導波路１の主面を均一に支持することができるので、支持が偏ることがなく、局所的に応力が集中しにくくなる。その結果、光導波路１の伝搬効率が低下するのを抑制することができる。
【００７４】
なお、プリズム部５３、第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２は、光路変換部品５に１組設けられていてもよく、複数組設けられていてもよい。後者の場合、多チャンネルの光導波路１にも適用可能な光路変換部品５を実現することができる。
【００７５】
また、光路変換部品５には、さらに、回折格子、偏光子、フィルター等が設けられていてもよい。
【００７６】
筐体７は、電気配線８１および電気コネクター８２ならびに光ファイバー９１およびＭＰＯ型光コネクター９２を除く各部を収納する箱状の部材である。このような筐体７に収納することにより、各部を外部環境から保護し、光モジュール１００の信頼性および可搬性を高めることができる。
【００７７】
なお、図１に示す筐体７の一部には貫通孔が設けられ、そこから電気基板２の接点２３が設けられた部分が突出している。これにより、接点２３に対して電気コネクター８２を容易に装着することができる。また、同様に、筐体７の一部に設けられた貫通孔には、ＭＴ型受容部６１１およびＭＰＯ型受容部６１２を備えるレセプタクル６１が固定されており、筐体７の外部にはＭＰＯ型受容部６１２が露出している。
【００７８】
ＭＰＯ型受容部６１２には、図１に示すように、光ファイバー９１の右端に取り付けられたＭＰＯ型光コネクター９２が挿入され、嵌合している。これにより、光ファイバー９１と光導波路１との間が光学的に接続されている。その結果、光モジュール１００に対して外部からの光学的接続が図られる。
【００７９】
筐体７の構成材料としては、例えばステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金のような金属材料の他、各種樹脂材料、各種セラミックス材料等が挙げられる。なお、筐体７は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。
【００８０】
なお、前述した光路変換部品５と、本体部５０の上面５０ａの一部、すなわち載置面５０１ａに載置されプリズム部５３と光学的に接続されている光導波路１と、により、光路変換部品付き光導波路１Ａを構成することができる。
【００８１】
このような光路変換部品付き光導波路１Ａは、光路変換部品５の凹部５０ｃを、発光素子３１および受光素子３２に被せるように配置することにより、光導波路１と発光素子３１および受光素子３２との間の光学的な接続を容易に図ることができる。これにより、光モジュール１００を効率よく製造することができる。また、このような光路変換部品付き光導波路１Ａは、前述したように、光導波路１と光路変換部品５との位置合わせが容易であることから、光結合効率が高く製造が容易である。
なお、光路変換部品付き光導波路１Ａには、上記以外の要素が含まれていてもよい。
【００８２】
また、光モジュール１００は、電気基板２と、電気基板２と光路変換部品５の下面５０ｂ（第２面）とが接続されるように設けられた光路変換部品付き光導波路１Ａと、凹部５０ｃ内に設けられ、第１レンズ部５４１および第２レンズ部５４２と光学的に接続されている発光素子３１（第１光素子）および受光素子３２（第２光素子）と、を有する。
【００８３】
これにより、光導波路１と発光素子３１および受光素子３２との間の損失が小さく、かつ製造が容易な光モジュール１００が得られる。
【００８４】
なお、光モジュール１００には、上記以外の要素が含まれていてもよい。また、発光素子３１や受光素子３２の搭載位置は、電気基板２の上面に限定されず、例えば光路変換部品５の一部に搭載されていてもよい。
【００８５】
また、前述したように、本実施形態に係る光導波路１は、図２に示すように、導波部１０と、反射により導波部１０の光路を変換する反射部１６ｂと、を備えている。一方、光モジュール１００は、凹部５０ｃ内に設けられ、本体部５０を介して反射部１６ｂと光学的に接続されている受光素子３２（第２光素子）をさらに有している。
【００８６】
このように、反射部１６ｂを備えることにより、例えば導波部１０の端面でなく、導波部１０の延在方向の途中（図２の左右方向の途中）において光路Ｐ１と光路Ｐ２とを相互に変換することができる。これにより、発光素子３１の位置と受光素子３２の位置とを、導波部１０の延在方向において互いにずらすことができ、発光素子３１と受光素子３２との間の物理的干渉を避け、光素子の高密度配置が可能になる。その結果、光モジュール１００の小型化および多チャンネル化を実現することができる。また、発光素子３１と受光素子３２との間の電気的干渉も抑制されるため、高品質な光通信を実現することができる。
【００８７】
さらに、前述したように、光路変換部品５は、反射部１６ｂと受光素子３２（第２光素子）とを結ぶ光路Ｐ２に設けられている第２レンズ部５４２をさらに有している。
【００８８】
このような第２レンズ部５４２を設けることにより、反射部１６ｂと受光素子３２（第２光素子）とを結ぶ光路Ｐ２の損失が抑制されるため、反射部１６ｂと受光素子３２との間の光結合効率をより高めることができる。
【００８９】
また、前述したように、本実施形態に係る光モジュール１００では、導波部１０が、本線コア部１９３とそこから分岐した支線コア部１９４とを含んでいる。また、光路変換部品５のプリズム部５３は、本線コア部１９３と光学的に接続されており、一方、光導波路１が備える反射部１６ｂは、支線コア部１９４の光路Ｐ１と光路Ｐ２とを相互に変換するように配置されている。そして、第１光素子として発光素子３１を有し、第２光素子として受光素子３２を有している。
【００９０】
このような光モジュール１００によれば、発光素子３１で出射した光を光導波路１に導入するとともに、光導波路１の内部で通信用の光とモニター用の光とに分配することができる。そして、モニター用の光を受光素子３２で受光し、その光強度を監視することにより、発光素子３１の健全性を確認することができる。その結果、高品質な光通信を可能な状態を維持しやすくなる。また、発光素子３１の劣化が認められた場合には、発光素子３１や光モジュール１００を迅速に交換または修理することで、光通信への影響を最小限に抑えることができる。
【００９１】
したがって、本実施形態に係る受光素子３２は、発光素子３１から出射した光の一部を受光するモニター用の光素子である。このような目的の光素子を設けることにより、光モジュール１００の信頼性を高めることができる。
【００９２】
＜光導波路＞
次に、光導波路１について説明する。
【００９３】
図４は、図３に示す光導波路の平面図である。また、図５は、図４に示す光導波路の部分拡大斜視図である。
【００９４】
前述したように、光導波路１は、シート状をなしており、例えば、図４の上から下に向かって出射された光を、コア部１４に入射させ、通信することが可能になっている。
【００９５】
本実施形態に係る光導波路１は、図５の下側から、下側保護層１７、クラッド層１１、コア層１３、クラッド層１２、および上側保護層１８がこの順で積層されてなる導波部１０を備えている。また、コア層１３中には、図４の上下方向に延在する長尺状のコア部１４と、コア層１３の厚さ方向から見てコア部１４の側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５と、が形成されている。
【００９６】
一方、図４、５に示す光導波路１は、前述したように、図２に示す光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換する反射部１６ｂを備えている。この反射部１６ｂでは、屈折率差に基づくフレネル反射によって光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換することができる。具体的には、図１の左右方向に延在する光路Ｐ１と、図１の上下方向に延在する光路Ｐ２と、の間が相互に変換される。
【００９７】
以下、光導波路１の各部についてさらに詳述する。
−コア層−
図５に示すコア層１３中に形成されているコア部１４は、その側面が、側面クラッド部１５およびクラッド層１１、１２で囲まれている。そして、コア部１４の屈折率は、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。これにより、コア部１４に光を閉じ込めて伝搬させることができる。
【００９８】
コア層１３において、光路Ｐ１に直交する面内における屈折率分布は、いかなる分布であってもよく、例えば屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。
【００９９】
また、コア部１４の光路Ｐ１に直交する面による断面形状は、特に限定されず、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、その他の異形状であってもよい。
【０１００】
コア層１３の平均厚さは、特に限定されないが、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の伝送効率の低下を抑えつつ光導波路１の薄型化を図ることができる。
【０１０１】
コア層１３の構成材料（主材料）としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。なお、樹脂材料には、異なる組成のものを組み合わせた複合材料も用いられる。
【０１０２】
−クラッド層−
クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド層１１、１２としての機能が確保される。
【０１０３】
また、クラッド層１１、１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。
【０１０４】
なお、クラッド層１１、１２は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。このとき、例えばコア層１３が外気（空気）に曝されていれば、その外気がクラッド層１１、１２として機能する。
【０１０５】
−保護層−
図５に示す光導波路１では、下側保護層１７および上側保護層１８がコア層１３やクラッド層１１、１２を保護し、外部環境等に起因したコア部１４の伝送効率の低下を抑制することができる。
【０１０６】
下側保護層１７および上側保護層１８の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。
【０１０７】
下側保護層１７および上側保護層１８の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。
【０１０８】
また、下側保護層１７および上側保護層１８は、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。なお、下側保護層１７および上側保護層１８は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、少なくとも一方が省略されていてもよい。
【０１０９】
−分岐パターン−
図４に示す光導波路１は、分岐構造を含むコア部１４と拡幅部１４２とが形成されたコア層１３を有している。すなわち、コア層１３は、分岐パターン１９に形成されたコア部１４と、それに隣接する拡幅部１４２と、を有している。
【０１１０】
この分岐パターン１９に形成されているコア部１４は、本線コア部１９３と、その途中から分岐している支線コア部１９４と、を備えている。これにより、コア部１４における光路Ｐ１も、本線コア部１９３側の光路Ｐ１と、支線コア部１９４側の光路Ｐ１とに、分岐している。
【０１１１】
このような分岐パターン１９が形成されていることにより、例えば端面１ａから入射した光は、２つに分配され、本線コア部１９３と支線コア部１９４からそれぞれ出射する。したがって、例えば図４における本線コア部１９３の下端を出射点とするとき、その出射点から通信用の光を取り出すことができる一方、支線コア部１９４の出射点である反射部１６ｂからモニター用の光を取り出し、受光素子３２に受光させることができる。このモニター用の光は、通信用の光に影響を与えることなく、例えば端面１ａから入射した光の品質を検査するために用いられる。したがって、例えばモニター用の光の強度を検出することにより、発光素子３１の健全性を監視することができる。
【０１１２】
また、本実施形態に係るコア層１３は、上記のような分岐パターン１９を複数備えている。これにより、各分岐パターン１９に対して、互いに独立した複数の光信号を同時に入射することができるので、例えば多チャンネルの光ファイバーに対しても接続可能になり、大容量の光通信が可能になる。併せて、チャンネルごとに発光素子３１の健全性を監視することができる。なお、コア層１３中に形成される分岐パターン１９の数は、特に限定されないが、１〜１００本程度であるのが好ましい。なお、分岐パターン１９の数が多い場合は、必要に応じて光導波路１を多層化してもよい。具体的には、図５に示すクラッド層１２上に、さらにコア層とクラッド層とを交互に重ねることにより多層化することができる。
【０１１３】
なお、分岐パターン１９の形状は、図示した形状に限定されず、いかなる形状であってもよい。
【０１１４】
−溝部−
溝部１６１は、図１に示す光路Ｐ１と光路Ｐ２とを相互に変換する反射部１６ｂを備えている。この反射部１６ｂは、図５に示すように、導波部１０の上面に開口し、コア層１３を貫通する溝部１６１の内面の一部である。すなわち、反射部１６ｂは、空洞である溝部１６１とコア部１４との界面の一部であり、空気とコア部１４との屈折率差に基づく全反射によって光路Ｐ１と光路Ｐ２とを相互に変換する。
【０１１５】
このような溝部１６１は、支線コア部１９４の端部、すなわち分岐点とは反対側の端部に設けられている。そして、溝部１６１の内面に設けられた反射部１６ｂは、支線コア部１９４の光路Ｐ１に対して傾斜する面である。この反射部１６ｂの傾斜角度に応じて、光路Ｐ１の変換角度を調整することができる。
【０１１６】
図５に示す溝部１６１は、コア層１３の面内において光路Ｐ１と直交する方向から見たとき、下方に頂点を持つ三角形に準じた形状をなしている。そして、反射部１６ｂは、図５に示すように、クラッド層１１からコア層１３およびクラッド層１２を経て上側保護層１８に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。なお、溝部１６１の形状は、図５に示す形状に限定されず、いかなる形状であってもよい。
【０１１７】
また、反射部１６ｂの傾斜角度は、特に限定されないが、図１に示す光導波路１の下面を基準面としたとき、基準面と反射部１６ｂとがなす角度の鋭角側は、３０〜６０°程度であるのが好ましく、４０〜５０°程度であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、反射部１６ｂにおいて支線コア部１９４の光路Ｐ１を効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。
【０１１８】
なお、溝部１６１の最深部の位置、すなわち三角形の頂点の位置は、特に限定されないが、少なくともコア層１３よりもクラッド層１１側であるのが好ましい。
【０１１９】
また、本実施形態に係るコア層１３には、溝部１６１に対応する位置に設けられ、コア部１４よりも幅が広い拡幅部１４２が形成されている。すなわち、図４に示すように、コア層１３を平面視したとき、拡幅部１４２は、溝部１６１を内包するような長方形をなしており、かつ、支線コア部１９４の端部に隣接している。この拡幅部１４２の屈折率は、コア部１４と同様、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。このような拡幅部１４２を設けることにより、反射部１６ｂのうち、コア層１３の断面に露出する材料は、コア部１４を構成する材料、すなわち、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２よりも屈折率の高い材料となる。このため、反射部１６ｂにおける屈折率差をより大きくすることができ、反射率を高めるとともに、反射損失を低減することができる。
なお、拡幅部１４２は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。
【０１２０】
また、本実施形態では、溝部１６１内を空気が占めているが、その代わりに支線コア部１９４よりも低屈折率の材料で占められていてもよい。
【０１２１】
また、溝部１６１に代えて、コア層１３の厚さ方向に光路を曲げる湾曲導波路が設けられていてもよい。
【０１２２】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第２実施形態、本発明の光路変換部品付き光導波路の第２実施形態、および、本発明の光路変換部品の第２実施形態について説明する。
【０１２３】
図６は、本発明の光モジュールの第２実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【０１２４】
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図６において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２５】
第２実施形態は、光導波路１のコア部１４の線形が異なる以外、第１実施形態と同様である。すなわち、第１実施形態に係る光導波路１は、４チャンネルであるのに対し、本実施形態に係る光導波路１では、分岐部が省略されたことにより、８チャンネルになるようにコア部１４の線形が設定されている。換言すれば、図７に示すコア部１４では、第１実施形態が備える分岐部が省略され、通信用の光のみが伝搬するようになっている。
【０１２６】
具体的には、本実施形態に係る導波部１０は、本線コア部１９３として、図６に示す光導波路１の端面１ａまで到達している第１本線コア部１９３ａと、端面１ａまで到達していない第２本線コア部１９３ｂと、を含んでいる。第１本線コア部１９３ａおよび第２本線コア部１９３ｂは、互いに並列している。
【０１２７】
また、プリズム部５３（図２参照）は、第１本線コア部１９３ａと光学的に接続されている一方、反射部１６ｂは、第２本線コア部１９３ｂの光路を変換するように配置されている。これにより、本実施形態では、全てのコア部１４を通信用の光が伝搬するように構成されている。すなわち、本実施形態では、第１光素子である発光素子３１から出射した光が、プリズム部５３および第１本線コア部１９３ａを介して図１に示す光ファイバー９１に送出される。一方、光ファイバー９１から送出された光は、第２本線コア部１９３ｂおよび反射部１６ｂを介して第２光素子である受光素子３２に受光される。これにより、本実施形態では、双方向の光通信が可能で、かつ高密度化が図られた光モジュール１００を実現することができる。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２８】
なお、上記の構成では、第１光素子として発光素子３１を用い、第２光素子として受光素子３２を用いているが、これらは互いに反対であってもよい。すなわち、第１光素子は、発光素子３１および受光素子３２のいずれか一方であり、第２光素子は、第１光素子が発光素子３１である場合には受光素子３２であり、第１光素子が受光素子３２である場合には発光素子３１であればよい。
【０１２９】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第３実施形態、本発明の光路変換部品付き光導波路の第３実施形態、および、本発明の光路変換部品の第３実施形態について説明する。
【０１３０】
図７は、本発明の光モジュールの第３実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【０１３１】
以下、第３実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図７において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３２】
第３実施形態は、光導波路１のコア部１４の線形が異なるとともに、受光素子３２に代えて発光素子３１が設けられている以外、第１実施形態と同様である。すなわち、前述した第１実施形態に係る光導波路１は、４チャンネルであるのに対し、本実施形態に係る光導波路１では、８チャンネルになるようにコア部１４の線形が設定されている。そして、本実施形態は、各チャンネルに対応するように８つの発光素子３１が設けられている。このうち、４つの発光素子３１ａ（第１光素子）については、プリズム部５３を介して第１本線コア部１９３ａと光学的に接続され、残る４つの発光素子３１ｂ（第２光素子）については、反射部１６ｂを介して第２本線コア部１９３ｂと光学的に接続されている。
【０１３３】
具体的には、本実施形態に係る導波部１０は、本線コア部１９３として、図７に示す光導波路１の端面１ａまで到達している第１本線コア部１９３ａと、端面１ａまで到達していない第２本線コア部１９３ｂと、を含んでいる。第１本線コア部１９３ａおよび第２本線コア部１９３ｂは、互いに並列している。
【０１３４】
また、プリズム部５３（図２参照）は、第１本線コア部１９３ａと光学的に接続されており、反射部１６ｂは、第２本線コア部１９３ｂの光路を変換するように配置されている。これにより、本実施形態では、全てのコア部１４を通信用の光が伝搬するように構成されている。すなわち、本実施形態では、第１光素子である発光素子３１ａから出射した光は、プリズム部５３および第１本線コア部１９３ａを介して図１に示す光ファイバー９１に送出される。一方、第２光素子である発光素子３１ｂから出射した光は、反射部１６ｂおよび第２本線コア部１９３ｂを介して光ファイバー９１に送出される。このようにして、送信専用であり、かつ高密度化が図られた光モジュール１００を実現することができる。
以上のような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３５】
≪第４実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第４実施形態、本発明の光路変換部品付き光導波路の第４実施形態、および、本発明の光路変換部品の第４実施形態について説明する。
【０１３６】
図８は、本発明の光モジュールの第４実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【０１３７】
以下、第４実施形態について説明するが、第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図８において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３８】
第４実施形態は、光導波路１のコア部１４の線形が異なるとともに、発光素子３１に代えて受光素子３２が設けられている以外、第３実施形態と同様である。すなわち、前述した第３実施形態では、各チャンネルに対応するように８つの発光素子３１が設けられていたのに対し、本実施形態では、各チャンネルに対応するように８つの受光素子３２が設けられている。このうち、４つの受光素子３２ａ（第１光素子）については、プリズム部５３を介してコア部１４と光学的に接続され、残る４つの受光素子３２ｂ（第２光素子）については、反射部１６ｂを介してコア部１４と光学的に接続されている。
【０１３９】
具体的には、本実施形態に係る導波部１０は、本線コア部１９３として、図８に示す光導波路１の端面１ａまで到達している第１本線コア部１９３ａと、端面１ａまで到達していない第２本線コア部１９３ｂと、を含んでいる。第１本線コア部１９３ａおよび第２本線コア部１９３ｂは、互いに並列している。
【０１４０】
また、プリズム部５３（図２参照）は、第１本線コア部１９３ａと光学的に接続されており、反射部１６ｂは、第２本線コア部１９３ｂの光路を変換するように配置されている。これにより、本実施形態では、全てのコア部１４を通信用の光が伝搬するように構成されている。すなわち、本実施形態では、図１に示す光ファイバー９１から送出された光が、第１本線コア部１９３ａおよびプリズム部５３を介して第１光素子である受光素子３２ａに受光される。一方、光ファイバー９１から送出された別の光は、第２本線コア部１９３ｂおよび反射部１６ｂを介して第２光素子である受光素子３２ｂに受光される。このようにして、受信専用であり、かつ高密度化が図られた光モジュール１００を実現することができる。
以上のような第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４１】
≪第５実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第５実施形態、本発明の光路変換部品付き光導波路の第５実施形態、および、本発明の光路変換部品の第５実施形態について説明する。
【０１４２】
図９は、本発明の光モジュールの第５実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【０１４３】
以下、第５実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図９において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４４】
第５実施形態は、光導波路１のコア部１４の線形が異なるとともに、受光素子３２が省略されている以外、第１実施形態と同様である。すなわち、図９に示す光導波路１のコア部１４では、支線コア部１９４が省略され、本線コア部１９３のみで構成されている。したがって、このような光導波路１と光路変換部品５との位置合わせを行う際には、光導波路１の端面１ａと光路変換部品５のプリズム部５３（図２参照）とを位置合わせすればよい。
【０１４５】
このような第５実施形態は、発光素子３１のみを備えた、送信専用の光モジュールとして機能する。
【０１４６】
なお、図示しないが、本実施形態に係る光路変換部品については、第２レンズ部が省略されていてもよい。
以上のような第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４７】
また、発光素子３１に代えて受光素子３２を用いるようにしてもよい。この場合、本実施形態は、受信専用の光モジュールとして機能する。
【０１４８】
≪第６実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第６実施形態、本発明の光路変換部品付き光導波路の第６実施形態、および、本発明の光路変換部品の第６実施形態について説明する。
【０１４９】
図１０は、本発明の光路変換部品付き光導波路の第６実施形態を示す分解斜視図である。
【０１５０】
以下、第６実施形態に係る光路変換部品付き光導波路１Ａについて説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１０において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１５１】
第６実施形態は、光路変換部品５の形状が異なる以外、第１実施形態と同様である。
すなわち、図１０に示す光路変換部品５は、本体部５０の上面５０ａ（第１面）から突出するように設けられた壁部５５をさらに有している。この壁部５５は、上面５０ａを平面視したとき、光導波路１が載置される載置面５０１ａおよびプリズム部５３の三方を囲むように配置されている。これにより、壁部５５は、載置面５０１ａに光導波路１を載置するとき、光導波路１が載置面５０１ａからずれるのを規制するように作用する。すなわち、壁部５５は、光導波路１の位置を案内するガイド部として機能する。したがって、壁部５５を設けることにより、光路変換部品５に対する光導波路１の位置合わせが容易になる。
【０１５２】
また、プリズム部５３の三方を囲むように壁部５５を設けたことにより、プリズム部５３を補強することができる。具体的には、上面５０ａから突出するように設けられたプリズム部５３に対し、壁部５５とプリズム部５３とが接続されることにより、プリズム部５３を機械的に補強する。その結果、プリズム部５３の欠損等が発生しにくくなり、光路変換部品５の機械的強度を高めることができる。
【０１５３】
さらに、光導波路１におけるコア部１４の延在方向に直交する方向を幅方向とするとき、幅方向における壁部５５同士の距離は、プリズム部５３の近傍で部分的に長くなっている。換言すれば、プリズム部５３の直交面５３ａの近傍において、壁部５５が幅方向に後退してなる後退部５５１が設けられており、それに伴って後退部５５１の範囲では幅方向における壁部５５同士の距離が長くなっている。このような後退部５５１は、例えば接着剤６（図２参照）を介して載置面５０１ａに光導波路１を接着する際、余分な接着剤６を溜める貯留部として機能する。このような貯留部が設けられることにより、例えば余分な接着剤６が傾斜面５３ｂ側に回り込みにくくなり、プリズム部５３の機能低下を抑制する。
【０１５４】
また、本実施形態に係る載置面５０１ａには、溝５６が形成されている。このような溝５６を形成することにより、溝５６に接着剤６が入り込み、接着面積が拡大することによる接着力の増強が図られる。
【０１５５】
また、図１０に示す溝５６は、本体部５０の側面に露出するように形成されている。これにより、溝５６は、紫外線を含む光を通すための経路としても利用される。このため、接着剤６として光硬化性のものを用いた場合、光導波路１と載置面５０１ａとの間に薄く延ばされた接着剤６に対し、溝５６を経由して十分な光量の光を届けることができる。その結果、接着剤６を短時間に硬化させ、かつ、十分な接着力を得ることができる。
【０１５６】
なお、溝５６の本数や形状、占有面積等は、特に限定されず、必要とする接着力や硬化時間等に応じて適宜変更可能である。例えば、光硬化性が十分に高い場合には、溝５６ではなく単なる凹みであってもよい。同様に、熱硬化性の接着剤を用いた場合にも、溝５６ではなく凹みであってもよい。
【０１５７】
一方、上面５０ａを平面視したとき、溝５６とコア部１４とが互いにずれていることが好ましい。これにより、溝５６に入り込んだ接着剤６が硬化するときの影響が、コア部１４に及びにくくなる。つまり、硬化収縮によってコア部１４に何らかの応力が加わる可能性を低くすることができる。その結果、コア部１４における伝送効率の低下を最小限に留めることができる。
【０１５８】
＜電子機器＞
上述したような本発明によれば、前述したように、光導波路１と発光素子３１または受光素子３２との間の損失が小さく、かつ製造が容易な光モジュール１００が得られる。このため、かかる光モジュール１００を備えることにより、信頼性の高い電子機器を実現することができる。光導波路１は、過剰損失が小さく、かつ、小型化が図られているため、高品質な光通信が可能で、かつ、電子機器の小型化を容易にする。
【０１５９】
本発明の電子機器としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、サーバー、スーパーコンピューター等の電子機器類が挙げられる。
【０１６０】
以上、本発明の光路変換部品、光路変換部品付き光導波路、光モジュールおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１６１】
例えば、前記実施形態では、光路変換部品を筐体内に収納しているが、この筐体は必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。
【０１６２】
また、光モジュールが備える光コネクターの形状は、特に限定されず、いかなる形状であってもよい。また、光コネクターは、必要に応じて設けられればよく、例えば光導波路と光ファイバーとが直接接続されていてもよいし、光導波路に設けられた反射部を介して光ファイバーと接続されていてもよい。
【０１６３】
また、電気基板には、リジッド基板、フレキシブル基板のような樹脂基板がよく用いられるが、セラミックス基板やガラス基板等であってもよい。
【符号の説明】
【０１６４】
１          光導波路
１Ａ        光路変換部品付き光導波路
１ａ        端面
２          電気基板
４          制御素子
５          光路変換部品
６          接着剤
７          筐体
１０        導波部
１１        クラッド層
１２        クラッド層
１３        コア層
１４        コア部
１５        側面クラッド部
１６ｂ      反射部
１７        下側保護層
１８        上側保護層
１９        分岐パターン
２１        絶縁基板
２２        導電層
２３        接点
３１        発光素子
３１ａ      発光素子
３１ｂ      発光素子
３２        受光素子
３２ａ      受光素子
３２ｂ      受光素子
５０        本体部
５０ａ      上面
５０ｂ      下面
５０ｃ      凹部
５０ｄ      底面
５１        底部
５２        壁部
５３        プリズム部
５３ａ      直交面
５３ｂ      傾斜面
５５        壁部
５６        溝
６１        レセプタクル
６２        ＭＴ型光コネクター
８１        電気配線
８２        電気コネクター
９１        光ファイバー
９２        ＭＰＯ型光コネクター
１００      光モジュール
１４２      拡幅部
１６１      溝部
１９３      本線コア部
１９３ａ    第１本線コア部
１９３ｂ    第２本線コア部
１９４      支線コア部
５０１ａ    載置面
５４１      第１レンズ部
５４２      第２レンズ部
５５１      後退部
６１１      ＭＴ型受容部
６１２      ＭＰＯ型受容部
Ｐ１        光路
Ｐ２        光路
【図１】
2020056894.tif 000003
【図２】
2020056894.tif 000004
【図３】
2020056894.tif 000005
【図４】
2020056894.tif 000006
【図５】
2020056894.tif 000007
【図６】
2020056894.tif 000008
【図７】
2020056894.tif 000009
【図８】
2020056894.tif 000010
【図９】
2020056894.tif 000011
【図１０】
2020056894.tif 000012