(57)【要約】【課題】光ファイバに結合されるレンズの直径等の設計の自由度を向上させることが可能な光結合器を提供することを目的とする。【解決手段】光結合器１Ａは、光ファイバ２Ａと同数のレンズ３Ａが形成されたレンズ基板３０Ａと、光ファイバ２Ａとレンズ３Ａとを光学的に結合させる光導波路４Ａとを備える。光導波路４Ａは、光が伝送されるコア４０の伸びる方向に沿った一端を傾斜させて、コア４０の一端側のコア端面４０ａを露出させた反射面４２を有すると共に、コア４０の伸びる方向に沿った他端に、コア４０の他端側と光学的に結合される光ファイバ２Ａが挿入されるファイバガイド溝４４を備える。レンズ基板３０Ａは、光導波路４Ａが実装される面の裏面側に、コア端面４０ａと対向する位置に合わせてレンズ３Ａを備える。レンズ３Ａは、光導波路４Ａの平面に沿った水平な向きに形成される。【選択図】        図１
2008158001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が伝送されるコアの伸びる方向に沿った一端を傾斜させて、前記コアの一端側のコア端面を露出させた反射面を有すると共に、前記コアの伸びる方向に沿った他端に、前記コアの他端側と光学的に結合される光ファイバが接続された平面型の光導波路と、
前記光導波路の前記反射面と対向する面を支持して、前記光導波路が実装されると共に、前記光導波路が実装された面の裏面側に、前記光導波路の前記反射面に露出した前記コア端面と対向する位置に合わせてレンズが形成された薄膜基板と
を備えたことを特徴とする光結合器。
【請求項２】
前記光導波路は、前記コアの伸びる方向に沿った他端に、前記光ファイバが挿入される形状で開口すると共に、挿入された前記光ファイバを前記コアに対して位置合わせして結合させる溝幅及び溝深さを有したファイバガイド溝を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光結合器。
【請求項３】
複数の前記光ファイバのピッチに対して、複数の前記レンズのピッチが異ならせて配置され、前記光導波路は、前記コアに曲線部分を有して、前記光ファイバと前記レンズとの間でピッチが変換される
ことを特徴とする請求項１記載の光結合器。
【請求項４】
レンズと光ファイバを光導波路で光学的に結合した導波路デバイスと、
レンズと光素子を有すると共に、前記導波路デバイスが着脱可能に接続され、前記導波路デバイスが接続されると、一対の前記レンズが対向して、前記光ファイバと前記光素子が前記光導波路を介して結合される光素子デバイスとを備え、
前記導波路デバイスは、前記レンズが形成された薄膜基板に前記光導波路が実装され、
前記光導波路は、光が伝送されるコアの伸びる方向に沿った一端を傾斜させて、前記コアの一端側のコア端面を露出させた反射面を有すると共に、前記コアの伸びる方向に沿った他端に、前記コアの他端側と結合されて前記光ファイバが接続され、
前記薄膜基板は、前記光導波路の前記反射面と対向する面を支持して、前記光導波路が実装された面の裏面側に、前記光導波路の前記反射面に露出した前記コア端面と対向する位置に合わせて前記レンズが形成され、前記光素子デバイスに対する前記導波路デバイスの着脱をガイドする嵌合部を側端に備えると共に、前記光素子デバイスに対する前記導波路デバイスの位置を合わせる突き当て面を先端に備え、
前記光素子デバイスは、前記レンズが形成されたレンズ筐体が、前記光素子が実装された回路基板に、前記レンズを前記光素子に対向させた位置で実装され、
前記レンズ筐体は、前記導波路デバイスの前記嵌合部が嵌る嵌合受け部を備えると共に、前記嵌合受け部でガイドされた前記導波路デバイスの前記突き当て面が突き当てられると、前記導波路デバイスと前記光素子デバイスの一対の前記レンズを対向させる位置合わせ面を備えた
ことを特徴とする光結合器。
【請求項５】
前記導波路デバイスは、前記光導波路の前記コアの伸びる方向に沿った他端に、前記光ファイバが挿入される形状で開口すると共に、挿入された前記光ファイバを前記コアに対して位置合わせして結合させる溝幅及び溝深さを有したファイバガイド溝を備えた
ことを特徴とする請求項４記載の光結合器。
【請求項６】
前記導波路デバイスは、複数の前記光ファイバのピッチに対して、複数の前記レンズのピッチが異ならせて配置され、前記光導波路は、前記コアに曲線部分を有して、前記光ファイバと前記レンズとの間でピッチが変換される
ことを特徴とする請求項４記載の光結合器。
【請求項７】
レンズと光ファイバを光導波路で光学的に結合した第１の導波路デバイスと、
レンズと光ファイバを光導波路で光学的に結合すると共に、前記第１の導波路デバイスが着脱可能に接続され、前記第１の導波路デバイスが接続されると、一対の前記レンズが対向して、前記光ファイバが前記光導波路を介して結合される第２の導波路デバイスとを備え、
前記第１の導波路デバイス及び前記第２の導波路デバイスは、前記レンズが形成された薄膜基板に前記光導波路が実装され、
前記光導波路は、光が伝送されるコアの伸びる方向に沿った一端を傾斜させて、前記コアの一端側のコア端面を露出させた反射面を有すると共に、前記コアの伸びる方向に沿った他端に、前記コアの他端側と結合されて前記光ファイバが接続され、
前記薄膜基板は、前記光導波路の前記反射面と対向する面を支持して、前記光導波路が実装された面の裏面側に、前記光導波路の前記反射面に露出した前記コア端面と対向する位置に合わせて前記レンズが形成され、
前記第１の導波路デバイスは、前記第２の導波路デバイスに対する着脱をガイドする嵌合部を前記薄膜基板の側端に備えると共に、前記第２の導波路デバイスに対する位置を合わせる突き当て面を前記薄膜基板に先端に備え、
前記第２の導波路デバイスは、前記第１の導波路デバイスの前記嵌合部が嵌る嵌合受け部を有すると共に、前記嵌合受け部でガイドされた前記第１の導波路デバイスの前記突き当て面が突き当てられると、前記第１の導波路デバイスと前記第２の導波路デバイスの一対の前記レンズを対向させる位置合わせ面を有したフェルール筐体を備えた
ことを特徴とする光結合器。
【請求項８】
前記第１の導波路デバイス及び前記第２の導波路デバイスは、それぞれの前記光導波路の前記コアの伸びる方向に沿った他端に、前記光ファイバが挿入される形状で開口すると共に、挿入された前記光ファイバを前記コアに対して位置合わせして結合させる溝幅及び溝深さを有したファイバガイド溝を備えた
ことを特徴とする請求項７記載の光結合器。
【請求項９】
前記第１の導波路デバイス及び前記第２の導波路デバイスは、対向する複数の前記レンズのピッチが等しく配置されると共に、複数の前記光ファイバのピッチに対して、複数の前記レンズのピッチが異ならせて配置され、前記光導波路は、前記コアに曲線部分を有して、前記光ファイバと前記レンズとの間でピッチが変換される
ことを特徴とする請求項７記載の光結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号が伝送される光ファイバとレンズを光学的に結合させた光結合器に関する。詳しくは、光導波路を介して光ファイバとレンズを結合することで、レンズ設計や、光ファイバとレンズとの間の光路の設計の自由度を向上させたものである。
【背景技術】
【０００２】
光信号が伝送される光ファイバ同士を結合する場合、あるいは、光ファイバと各種光デバイスを結合する場合等に、レンズを用いることで結合効率を向上させる技術が提案され、単数あるいは複数の光ファイバとレンズを結合させる光結合器が提案されている。
【０００３】
従来の光結合器では、複数のレンズを有したレンズ基板の裏面にレンズの位置に合わせて形成された凹部に、それぞれ光ファイバを挿入して固定し、光ファイバとレンズ基板を直接結合する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７９１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の光結合器では、結合効率を向上させるためにレンズを大径化すると、レンズの直径に応じて高さ方向の寸法が増加してしまい、薄型化が困難であるという問題があった。
【０００６】
また、従来の光結合器では、光ファイバとレンズが直接結合されるので、光ファイバとレンズとの間において所望の光路を形成することができず、レンズの配置や光路設計等の自由度が低いという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、光ファイバに結合されるレンズの直径等の設計の自由度を向上させることが可能な光結合器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明の光結合器は、光が伝送されるコアの伸びる方向に沿った一端を傾斜させて、コアの一端側のコア端面を露出させた反射面を有すると共に、コアの伸びる方向に沿った他端に、コアの他端側と光学的に結合される光ファイバが接続された平面型の光導波路と、光導波路の反射面と対向する面を支持して、光導波路が実装されると共に、光導波路が実装された面の裏面側に、光導波路の反射面に露出したコア端面と対向する位置に合わせてレンズが形成された薄膜基板とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の光結合器では、レンズから入射した光は、薄膜基板を透過して略垂直方向から光導波路に入射し、反射面と同一面に露出したコア端面に集光する。コア端面に集光した光は、コア端面で反射して光路が略９０度曲げられ、コアの一端側から入射する。コアの一端側から光導波路に入射した光は、コアを他端側に向けて伝送され、コアの他端側に結合された光ファイバに入射して、光ファイバを伝送される。
【００１０】
これに対し、光ファイバを伝送される光は、コアの他端側から光導波路に入射し、コアを反射面に向けて伝送される。コアを反射面に向けて伝送される光は、反射面に露出したコア端面で反射して、光路が略９０度曲げられ、光導波路から略垂直方向に出射する。光導波路から略垂直方向に出射した光は、薄膜基板を透過して、レンズで例えばコリメートされて出射される。
【００１１】
また、本発明の光結合器は、レンズと光ファイバを光導波路で光学的に結合した導波路デバイスと、レンズと光素子を有すると共に、導波路デバイスが着脱可能に接続され、導波路デバイスが接続されると、一対のレンズが対向して、光ファイバと光素子が光導波路を介して結合される光素子デバイスとを備え、導波路デバイスは、レンズが形成された薄膜基板に光導波路が実装され、光導波路は、光が伝送されるコアの伸びる方向に沿った一端を傾斜させて、コアの一端側のコア端面を露出させた反射面を有すると共に、コアの伸びる方向に沿った他端に、コアの他端側と結合されて光ファイバが接続され、薄膜基板は、光導波路の反射面と対向する面を支持して、光導波路が実装された面の裏面側に、光導波路の反射面に露出したコア端面と対向する位置に合わせてレンズが形成され、光素子デバイスに対する導波路デバイスの着脱をガイドする嵌合部を側端に備えると共に、光素子デバイスに対する導波路デバイスの位置を合わせる突き当て面を先端に備え、光素子デバイスは、レンズが形成されたレンズ筐体が、光素子が実装された回路基板に、レンズを光素子に対向させた位置で実装され、レンズ筐体は、導波路デバイスの嵌合部が嵌る嵌合受け部を備えると共に、嵌合受け部でガイドされた導波路デバイスの突き当て面が突き当てられると、導波路デバイスと光素子デバイスの一対のレンズを対向させる位置合わせ面を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の光結合器では、光素子デバイスの嵌合受け部に、導波路デバイスの嵌合部を挿入し、嵌合受け部をガイドとして導波路デバイスを挿入方向にスライドさせると、光素子デバイスの位置合わせ面に、導波路デバイスの突き当て面が突き当たる。
【００１３】
導波路デバイスの突き当て面が、光素子デバイスの位置合わせ面に突き当たる位置まで導波路デバイスが挿入されると、導波路デバイスのレンズと光素子デバイスのレンズが対向して、光学的に結合する位置に合わせられ、光素子デバイスに導波路デバイスが接続された形態となる。
【００１４】
導波路デバイスが接続された光素子デバイスは、光素子が発光素子である構成では、電気信号が発光素子に入力され、光信号に変換されて出射される。発光素子から出射された光は、レンズ筐体を透過し、レンズで例えばコリメートされて出射される。
【００１５】
光素子デバイスのレンズから出射された光は、対向する導波路デバイスのレンズに入射する。導波路デバイスのレンズに入射した光は、薄膜基板を透過して略垂直方向から光導波路に入射し、反射面と同一面に露出したコア端面に集光する。コア端面に集光した光は、コア端面で反射して光路が略９０度曲げられ、コアの一端側から入射する。コアの一端側から光導波路に入射した光は、コアを他端側に向けて伝送され、コアの他端側に結合された光ファイバに入射して、光ファイバを伝送される。
【００１６】
光素子が受光素子である構成では、導波路デバイスに接続された光ファイバを伝送される光は、コアの他端側から光導波路に入射し、コアを反射面に向けて伝送される。コアを反射面に向けて伝送される光は、反射面に露出したコア端面で反射して、光路が略９０度曲げられ、光導波路から略垂直方向に出射する。光導波路から略垂直方向に出射した光は、薄膜基板を透過して、レンズで例えばコリメートされて出射される。
【００１７】
導波路デバイスのレンズから出射された光は、対向する光素子デバイスのレンズに入射する。光素子デバイスのレンズに入射した光は、レンズ筐体を透過して受光素子に集光し、受光素子で光信号が電気信号に変換されて出力される。
【００１８】
そして、光素子デバイスに導波路デバイスが接続された形態から、導波路デバイスを取り外す場合、光素子デバイスの嵌合受け部をガイドとして導波路デバイスを抜き取り方向にスライドさせると、導波路デバイスの嵌合部が光素子デバイスの嵌合受け部から抜け、導波路デバイスが光素子デバイスから取り外される。
【００１９】
更に、本発明の光結合器は、レンズと光ファイバを光導波路で光学的に結合した第１の導波路デバイスと、レンズと光ファイバを光導波路で光学的に結合すると共に、第１の導波路デバイスが着脱可能に接続され、第１の導波路デバイスが接続されると、一対のレンズが対向して、光ファイバが光導波路を介して結合される第２の導波路デバイスとを備え、第１の導波路デバイス及び第２の導波路デバイスは、レンズが形成された薄膜基板に光導波路が実装され、光導波路は、光が伝送されるコアの伸びる方向に沿った一端を傾斜させて、コアの一端側のコア端面を露出させた反射面を有すると共に、コアの伸びる方向に沿った他端に、コアの他端側と結合されて光ファイバが接続され、薄膜基板は、光導波路の反射面と対向する面を支持して、光導波路が実装された面の裏面側に、光導波路の反射面に露出したコア端面と対向する位置に合わせてレンズが形成され、第１の導波路デバイスは、第２の導波路デバイスに対する着脱をガイドする嵌合部を薄膜基板の側端に備えると共に、第２の導波路デバイスに対する位置を合わせる突き当て面を薄膜基板に先端に備え、第２の導波路デバイスは、第１の導波路デバイスの嵌合部が嵌る嵌合受け部を有すると共に、嵌合受け部でガイドされた第１の導波路デバイスの突き当て面が突き当てられると、第１の導波路デバイスと第２の導波路デバイスの一対のレンズを対向させる位置合わせ面を有したフェルール筐体を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の光結合器では、第２の導波路デバイスのフェルール筐体の嵌合受け部に、第１の導波路デバイスの嵌合部を挿入し、嵌合受け部をガイドとして第１の導波路デバイスを挿入方向にスライドさせると、第２の導波路デバイスのフェルール筐体の位置合わせ面に、第１の導波路デバイスの突き当て面が突き当たる。
【００２１】
第１の導波路デバイスの突き当て面が、第２の導波路デバイスの位置合わせ面に突き当たる位置まで第１の導波路デバイスが挿入されると、第１の導波路デバイスのレンズと第２の導波路デバイスのレンズが対向して、光学的に結合する位置に合わせられ、第２の導波路デバイスに第１の導波路デバイスが接続された形態となる。
【００２２】
第１の導波路デバイスと第２の導波路デバイスが接続されると、例えば第２の導波路デバイスに接続された光ファイバを伝送される光は、コアの他端側から光導波路に入射し、コアを反射面に向けて伝送される。コアを反射面に向けて伝送される光は、反射面に露出したコア端面で反射して、光路が略９０度曲げられ、光導波路から略垂直方向に出射する。光導波路から略垂直方向に出射した光は、薄膜基板を透過して、レンズで例えばコリメートされて出射される。
【００２３】
第２の導波路デバイスのレンズから出射された光は、対向する第１の導波路デバイスのレンズに入射する。第１の導波路デバイスのレンズに入射した光は、薄膜基板を透過して略垂直方向から光導波路に入射し、反射面と同一面に露出したコア端面に集光する。コア端面に集光した光は、コア端面で反射して光路が略９０度曲げられ、コアの一端側から入射する。コアの一端側から光導波路に入射した光は、コアを他端側に向けて伝送され、コアの他端側に結合された光ファイバに入射して、光ファイバを伝送される。
【００２４】
そして、第２の導波路デバイスに第１の導波路デバイスが接続された形態から、第２の導波路デバイスを取り外す場合、第２の導波路デバイスの嵌合受け部をガイドとして第１の導波路デバイスを抜き取り方向にスライドさせると、第１の導波路デバイスの嵌合部が第２の導波路デバイスの嵌合受け部から抜け、第１の導波路デバイスが第２の導波路デバイスから取り外される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光結合器によれば、光ファイバとレンズを光導波路を介して結合したので、光ファイバとレンズとの間において所望の光路を構成することができる。これにより、簡単な構成で複数の光路のピッチ変換が可能となり、レンズの配置やレンズ径等の設計の自由度を向上させることができる。
【００２６】
また、光導波路に対して水平方向にレンズが配置されるので、レンズの口径を大きくしても、高さ方向の寸法の増加が抑えられ、薄型化が可能である。
【００２７】
これにより、複数の光ファイバとレンズとを結合する光結合器において、光ファイバのピッチの制約を受けることなく、かつ、高さ方向の寸法を増加させることなく、大口径のレンズを使用することが可能となり、結合トレランスを緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の光結合器の実施の形態について説明する。
【００２９】
＜第１の実施の形態の光結合器の構成例＞
図１〜図４は、第１の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図で、図１は、第１の実施の形態の光結合器１Ａの一例を示す側断面図、図２は、光結合器１Ａの一例を示す平面図、図３及び図４は、光結合器１Ａの一例を示す斜視図である。
【００３０】
第１の実施の形態の光結合器１Ａは導波路デバイスの一例で、複数本の光ファイバ２Ａを並べて構成されるファイバアレイ２０Ａと、本例では光ファイバ２Ａの本数と同数のレンズ３Ａが形成されたレンズ基板３０Ａを備えると共に、異なるピッチで配置された光ファイバ２Ａとレンズ３Ａとを光学的に結合させる光路を構成する光導波路４Ａとを備える。
【００３１】
ファイバアレイ２０Ａは、複数本の光ファイバ２（ファイバ素線）をアレイ状に並べて被覆したリボンファイバであり、リボンファイバの先端部分の被覆を剥がす等によって、個々の光ファイバ２Ａを露出させている。ファイバアレイ２０Ａは、本例では、光ファイバ２Ａとしてマルチモード光ファイバが用いられる。また、ファイバアレイ２０Ａは、本例では４本の光ファイバ２Ａを備え、光ファイバ２Ａのピッチは、約２５０μｍである。
【００３２】
レンズ基板３０Ａは薄膜基板の一例で、熱膨張係数が光導波路４Ａと同等程度で、所望の波長の光を透過する例えば透明な樹脂材料で構成される。レンズ基板３０Ａは、板状部材の一方の面である上面に、光導波路４Ａが接着固定等によって実装され、光導波路４Ａが実装された面の裏面側となる下面に、複数のレンズ３Ａが所定のピッチで１列に並んで形成される。
【００３３】
各レンズ３Ａは、例えば、入射した光は集光し、出射する光はコリメート（平行光化）する凸レンズを、金型を用いたモールド成形等でレンズ基板３０Ａと一体に形成して構成される。
【００３４】
各レンズ３Ａは、ファイバアレイ２０Ａの光ファイバ２Ａのピッチ（約２５０μｍ）に比較して、大径のレンズで構成されている。これは、レンズ３Ａを大径にすることで、光結合器１Ａを結合する際の結合トレランスが緩和されるためである。そこで、レンズ３Ａの直径は、一例として約４５０μｍとした。このため、レンズ３Ａのピッチは、約５００μｍとした。これにより、ファイバアレイ２０Ａにおける光ファイバ２Ａのピッチと、レンズ基板３０Ａにおけるレンズ３Ａのピッチは異なっている。
【００３５】
光導波路４Ａは、ファイバアレイ２０Ａの各光ファイバ２Ａと、レンズ基板３０Ａの各レンズ３Ａを光学的に結合するコア４０と、コア４０を覆うクラッド４１を備える。コア４０及びクラッド４１は、アクリル系有機溶剤等の感光性を有した高分子材料で作製され、クラッド４１を形成するアンダークラッド４１ａ上に、光ファイバ２Ａ及びレンズ３Ａと同数、本例では４本のコア４０が、互いに分岐もしくは合流することなく所定のパターンで形成される。また、アンダークラッド４１ａ上のコア４０が、クラッド４１を形成するオーバークラッド４１ｂで覆われて、埋め込み型の導波路を構成している。ここで、コア４０は断面形状が四角形で、コア径は本例では４０×４０μｍとした。
【００３６】
光導波路４Ａは、コア４０とクラッド４１の比屈折率差を約２．２％として、コア４０の屈折率がクラッド４１の屈折率より若干大きくなるようにして、コア４０に結合された光が、コア４０に閉じ込められて伝送される構成である。
【００３７】
光導波路４Ａは四角形状で、コア４０の伸びる方向に沿った一の端面を傾斜させて反射面４２を備える。反射面４２は、光導波路４Ａに対して約４５度の傾斜を有し、各コア４０の一方のコア端面４０ａが、レンズ３Ａと同じピッチで同一面に露出する。
【００３８】
光導波路４Ａは、反射面４２に対向した面を下面として、レンズ基板３０Ａの上面に載置され、反射面４２に露出した各コア４０のコア端面４０ａを、レンズ基板３０Ａの下面に形成された各レンズ３Ａに位置合わせして、例えば紫外線硬化型で所定の波長の光は透過する接着剤によって、レンズ基板３０Ａに接着固定される。
【００３９】
これにより、光導波路４Ａは、反射面４２に対向した下面全体がレンズ基板３０Ａに支持されて、レンズ基板３０Ａの上面に実装され、反射面４２の下側のアンダークラッド４１ａの下面が、レンズ基板３０Ａの上面に接触し、かつ、各コア４０のコア端面４０ａがそれぞれレンズ３Ａと対向する。
【００４０】
このような構成により、例えば、コア４０のコア端面４０ａに向けて、レンズ基板３０Ａのレンズ３Ａに入射した光は、レンズ基板３０Ａを透過して光導波路４Ａの下面に略垂直方向から入射し、光導波路４Ａのアンダークラッド４１ａを透過して、反射面４２に露出したコア４０のコア端面４０ａに集光される。
【００４１】
反射面４２は、光の入射方向に対して所定の角度で傾斜しており、コア端面４０ａに集光した光は、本例では空気との境界となるコア端面４０ａで全反射して光路が略９０度曲げられ、コア４０に入射する。
【００４２】
また、反射面４２に向けてコア４０を伝送される光は、コア端面４０ａで全反射して光路が略９０度曲げられ、光導波路４Ａのアンダークラッド４１ａを略垂直方向に透過して、光導波路４Ａの下面からレンズ基板３０Ａに入射し、レンズ３Ａでコリメートされて出射される。
【００４３】
光導波路４Ａは、コア４０の伸びる方向に沿った他の端面に、光ファイバ２Ａが挿入されるファイバガイド溝４４を備える。ファイバガイド溝４４は、断面形状が四角形で、光ファイバ２Ａの直径に合わせた幅と深さを有した開口が、光導波路４Ａの他の端面から直線状に伸びて、それぞれ対応するコア４０と繋がる。ファイバガイド溝４４の奥行き方向の終端は、コア４０に対して垂直な面で、コア４０の他方の端面が露出している。なお、ファイバガイド溝４４は、光導波路４Ａの作製工程で、例えばフォトリソグラフィプロセスによって形成される。
【００４４】
ファイバガイド溝４４は、光導波路４Ａの厚み方向において、オーバークラッド４１ｂの上面から、アンダークラッド４１ａの下面まで到達し、光導波路４Ａが実装されたレンズ基板３０Ａの上面でファイバガイド溝４４の底面が構成される。
【００４５】
そして、ファイバガイド溝４４の深さが、光ファイバ２Ａの直径より若干浅くなるように、光導波路４Ａの厚さが設定される。また、ファイバガイド溝４４の幅は、光ファイバ２Ａの直径と略同等に設定される。ここで、ファイバガイド溝４４の幅は、本例では、光ファイバ２の直径より若干大きく、約１２８μｍとした、また、ファイバガイド溝４４の奥行き方向の長さは、本例では約２０００μｍとした。
【００４６】
これにより、光導波路４Ａは、ファイバガイド溝４４に光ファイバ２Ａが挿入されると、光ファイバ２Ａの外周面とファイバガイド溝４４の内壁面との間にはほとんど隙間が形成されず、光ファイバ２Ａの径方向の移動が規制される。
【００４７】
そして、光導波路４Ａは、光ファイバ２Ａがファイバガイド溝４４に挿入されると、光導波路４Ａのコア４０と、光ファイバ２Ａのコア２１の光軸が合うように、ファイバガイド溝４４の形成位置等が設定される。
【００４８】
従って、光導波路４Ａは、光ファイバ２Ａがファイバガイド溝４４に挿入されると、光ファイバ２Ａのコア２１が、コア４０に対して光軸が一致するように位置調芯されて、光ファイバ２Ａとコア４０が光学的に結合される構成となっている。
【００４９】
これにより、光導波路４Ａと光ファイバ２Ａとの結合を、実際に光を入出射させて損失が最小となる結合位置を決めるアクティブアライメントではなく、機械的な位置決め精度によるパッシブアライメントで行うことが可能である。
【００５０】
なお、光導波路４Ａのファイバガイド溝４４に挿入されて位置調芯された光ファイバ２Ａは、例えば紫外線硬化型で所定の波長の光は透過する接着剤で、光導波路４Ａに接着固定される。
【００５１】
ここで、アンダークラッド４１ａの下面にバッファクラッド層を形成して、ファイバガイド溝４４の底面が、レンズ基板３０Ａに露出しないような構成としても良い。このような構成とすると、光ファイバ２Ａを接着固定する工程において、光導波路４Ａとレンズ基板３０Ａとの間への接着剤の回り込みを防ぎ、光導波路４Ａのレンズ基板３０Ａからの剥離を防止することが可能となる。
【００５２】
さて、光導波路４Ａの各コア４０は、反射面４２側ではレンズ基板３０Ａの各レンズ３Ａと結合されるため、反射面４２側における各コア４０のピッチは、レンズ３Ａのピッチと等しく構成される。本例では、反射面４２側における各コア４０のピッチは、約５００μｍである。
【００５３】
また、光導波路４Ａの各コア４０は、ファイバガイド溝４４側ではファイバアレイ２０Ａの各光ファイバ２Ａと結合されるため、ファイバガイド溝４４側における各コア４０のピッチは、光ファイバ２Ａのピッチと等しく構成される。本例では、ファイバガイド溝４４側における各コア２Ａのピッチは、約２５０μｍである。
【００５４】
本例の光結合器１Ａでは、ファイバアレイ２０Ａにおける光ファイバ２Ａのピッチと、レンズ基板３０Ａにおけるレンズ３Ａのピッチが上述したように異なり、レンズ３Ａのピッチが光ファイバ２Ａのピッチより広い。
【００５５】
このため、各コア４０は、ファイバガイド溝４４側から反射面４２に向かうに従って、徐々に間隔が広がるように曲線部分を有したＳ字型導波路である。なお、各コア４０は、曲線部分での損失を抑えるため、曲率半径は例えば２ｍｍ以上となるように構成され、損失が大きくなるような半径が小さい曲線部分や、角度がきつい折り曲げ部分が光路中に存在しない滑らかな曲線で繋がった形状である。
【００５６】
更に、ファイバガイド溝４４のピッチは、コア４０のピッチと等しく構成され、本例では約２５０μｍである。これにより、ファイバガイド溝４４を直線状として、各光ファイバ２Ａのファイバガイド溝４４に挿入される部分には曲線部分を形成することなく、ファイバアレイ２０Ａと光導波路４Ａを接続することが可能となる。
【００５７】
＜第１の実施の形態の光結合器の効果例＞
第１の実施の形態の光結合器１Ａでは、光ファイバ２Ａとレンズ３Ａとの結合を、光導波路４Ａを介して行い、光導波路４Ａにおいては、コア４０のピッチを光ファイバ２Ａと結合される側とレンズ３Ａと結合される側とで変えている。
【００５８】
このため、例えば汎用のリボンファイバ等、光ファイバのピッチが予め決まっている多芯ファイバと、ファイバピッチと異なるピッチでレンズが配置されたレンズ基板とを、光ファイバを曲げる等の作業を伴うことなく、一括で実装することが可能となる。
【００５９】
これにより、ファイバアレイ２０Ａにおけるファイバピッチと、レンズ基板３０Ａにおけるレンズピッチを統一する必要が無くなるため、レンズ設計の制約が少なくなり、径の大きなレンズや、より性能の高いレンズを使用することができる。
【００６０】
なお、コア４０の間隔を広げたり、狭くするために、コア４０を急激に曲げたり、曲率半径の小さな曲線部分がつながるような形状とすると、損失が大きくなる。そこで、コア４０を、損失を抑えることができるような曲率半径を有した滑らかな曲線部分で繋がった形状とすることで、コア４０のピッチを変えることに伴う損失の発生を抑えることができる。
【００６１】
なお、光結合器１Ａでは、結合する光ファイバ２Ａ及びレンズ３Ａの数は４チャンネルとしたが、２チャンネル以上の任意の多チャンネルの光結合器に適用可能である。
【００６２】
また、コア４０のパターンとして、Ｙ状に分岐あるいは合流した構成とすれば、光ファイバ２Ａとレンズ３Ａとの間で光の合分波を行うことが可能となる。これにより、より高機能なデバイスを実現することが可能となる。
【００６３】
更に、光導波路４Ａにおいて、レンズ３Ａと結合される側に斜め加工を施して反射面４２を形成し、光路変換を行っている。これにより、レンズ３Ａを、光導波路４Ａの面に沿ってレンズ基板３０Ａに水平に並べることができる。
【００６４】
一般的に、凸レンズの厚み方向はレンズの直径に比べて薄い。また、光導波路４Ａも薄膜であるため、本例のように、光導波路４Ａに対して水平方向にレンズ３Ａを並べる構成とすることで、大口径のレンズを採用しても、デバイス全体を薄くすることができ、小型集積化に有利となる。
【００６５】
また、レンズ基板３０Ａは、レンズ３Ａの配置によらず正方形に近い形状とすることができるので、熱等による応力を緩和できる。
【００６６】
更に、レンズ基板３０Ａの平面に光導波路４Ａを載置して実装する形態とすることで、平面同士のつき合わせで光導波路４Ａを実装できる。光ファイバや光導波路と、レンズを光学的に結合する場合、光軸のθ方向のずれ（傾き）に対する要求は厳しい。これに対して、本例では、レンズ基板３０Ａの平面と光導波路４Ａの平面をつき合わせて実装することで、簡単な構成で、レンズ３Ａの光軸と、反射面４２で光路変換される光の光軸を傾斜させることなく一致させることができ、結合損失の増加を抑えることができる。
【００６７】
ここで、光導波路４Ａとレンズ３Ａの平面方向の位置精度、及び距離方向の位置精度は、傾き方向の精度に比べると、位置ずれに対する要求は緩和されている。よって、光導波路４Ａ及びレンズ基板３０Ａにマーカ等を形成して、マーカを基準に光導波路４Ａをレンズ基板３０Ａに実装すれば、光導波路４Ａとレンズ基板３０Ａの実装をパッシブアライメントで行うことが可能となる。
【００６８】
なお、光導波路４Ａにファイバガイド溝４４を形成し、ファイバガイド溝４４に光ファイバ２Ａが挿入されると、光ファイバ２Ａと光導波路４Ａのコア４０が光学的に結合されるようにしたので、ファイバアレイ２０Ａと光導波路４Ａの結合をパッシブアライメントで行うことが可能となる。
【００６９】
これにより、ファイバアレイ２０Ａ等の実装が簡易かつ短時間で行うことができることから、実装コストの低コスト化を図ることができる。更に、光ファイバ２Ａとレンズ３Ａとの間のピッチ変換をコア４０で行うことで、ファイバガイド溝４４を直線状としたので、ファイバアレイ２０Ａの実装がより簡易となる。
【００７０】
また、光導波路４Ａを、感光性を有した高分子材料で作製することで、溝等の形成が容易に行え、ファイバガイド溝４４を、露光と現像のみのフォトリソグラフィプロセスによって形成が可能となる。これにより、溝形成に際してＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やウエットエッチング等の作業が不要となり、短時間かつ低コストで高精度なファイバガイド溝４４の形成が可能となる。
【００７１】
更に、反射面をレーザ加工で形成すれば、反射面の形成位置をコア毎に前後にずらすことが可能で、反射面の形成位置を前後にずらすことで、レンズを前後方向に位置をずらして交互に並列することが可能となる。これにより、レンズのピッチをレンズ径より狭くしても、隣接するレンズ同士が接しないようにすることができ、大口径のレンズを使用しても、レンズのピッチを狭くすることが可能となる。
【００７２】
＜第２の実施の形態の光結合器の構成例＞
図５〜図７は、第２の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図で、図５は、第２の実施の形態の光結合器１Ｂの一例を示す側断面図、図６及び図７は、光結合器１Ｂの一例を示す斜視図である。
【００７３】
第２の実施の形態の光結合器１Ｂは、光コネクタ１０Ａと光通信モジュール１０Ｂを備え、光通信モジュール１０Ｂに対して光コネクタ１０Ａが着脱可能に構成される。
【００７４】
光コネクタ１０Ａは導波路デバイスの一例で、図１〜図４で説明した第１の実施の形態の光結合器１Ａと同じ構成である。光コネクタ１０Ａは、レンズ基板３０Ａに形成されたレンズ３Ａの光軸に直交すると共に、レンズ基板３０Ａに実装された光導波路４Ａのコア４０の伸びる方向に沿って挿抜されて、光通信モジュール１０Ｂに対して着脱される。
【００７５】
光コネクタ１０Ａは、レンズ基板３０Ａの両側端に、光通信モジュール１０Ｂに対する光コネクタ１０Ａの着脱をガイドする嵌合凸部３１を備える。また、レンズ基板３０Ａの先端に、光通信モジュール１０Ｂに対する光コネクタ１０Ａの位置を合わせる突き当て面３２を備える。
【００７６】
嵌合凸部３１は嵌合部の一例で、レンズ基板３０Ａの左右両側に、光コネクタ１０Ａの挿抜方向に沿って伸びる本例では断面形状が四角形の凸部を形成して構成される。
【００７７】
突き当て面３２は、光コネクタ１０Ａの光通信モジュール１０Ｂに対する挿入方向に沿って、光導波路４Ａの反射面４２より突出したレンズ基板３０Ａの端面で構成される。
【００７８】
光通信モジュール１０Ｂは光素子デバイスの一例で、面発光型レーザ５が実装された回路基板５０と、レンズ６が形成されたレンズ筐体６０を備える。
【００７９】
面発光型レーザ５（ＶＣＳＥＬ）は光素子の一例で、入力された電気信号を光信号に変換して、基板に対して垂直方向へ出射する。面発光型レーザ５は、光通信モジュール１０Ｂに接続される光コネクタ１０Ａに合わせて、本例では４チャンネルのレーザアレイである。
【００８０】
回路基板５０は、例えばガラスエポキシで作製され、上面に面発光型レーザ５が実装される。また、回路基板５０は、面発光型レーザ５と電気的に接続される配線パターン５１等を備える。
【００８１】
レンズ筐体６０は、レンズ６が形成されたレンズ形成部６１と、レンズ形成部６１を支持する側壁部６２を備え、所定の波長の光を透過する例えば樹脂材料で構成されたレンズ形成部６１と側壁部６２が一体に形成される。
【００８２】
レンズ６は、レンズ形成部６１の上面に、面発光型レーザ５の発光点の配置に合わせて凸レンズを一体に形成して構成される。本例では、４個のレンズ６が一列に並び、各レンズ６の直径は、光コネクタ１０Ａ側のレンズ３Ａと同じ約４５０μｍである。また、レンズ６のピッチも、光コネクタ１０Ａ側のレンズ３Ａと同じ約５００μｍである。
【００８３】
レンズ形成部６１は、左右の側部が側壁部６２で支持され、レンズ形成部６１の下側に、面発光型レーザ５が入る空間が形成される。
【００８４】
側壁部６２は、レンズ形成部６１の上面側の内側面に、光コネクタ１０Ａの嵌合凸部３１が嵌る嵌合溝６３を備える。また、嵌合溝６３でガイドされた光コネクタ１０Ａの突き当て面３２が突き当てられる位置合わせ面６４を備える。
【００８５】
嵌合溝６３は嵌合受け部の一例で、側壁部６２の左右の内側面の対向する位置に、回路基板５０と略平行となる光コネクタ１０Ａの挿抜方向に沿って伸びる本例では断面形状が四角形の凹部を形成して構成される。
【００８６】
嵌合溝６３の断面形状は、光コネクタ１０Ａの嵌合凸部３１の断面形状と略合致し、嵌合溝６３に嵌った嵌合凸部３１が、光コネクタ１０Ａの挿抜方向に沿って摺動可能である。また、レンズ筐体６０において、嵌合溝６３が形成された部位の間隔は、光コネクタ１０Ａにおいて、嵌合凸部３１が形成された部位のレンズ基板３０Ａの幅と略同等に形成される。
【００８７】
これにより、光コネクタ１０Ａのレンズ基板３０Ａに形成された嵌合凸部３１と、光通信モジュール１０Ｂのレンズ筐体６０に形成された嵌合溝６３が嵌ると、光コネクタ１０Ａは、レンズ３Ａの光軸に沿った方向、及び、レンズ３Ａの光軸に直交し、かつ光コネクタ１０Ａの挿抜方向に直交した左右方向の位置が規制される。
【００８８】
位置合わせ面６４は、光コネクタ１０Ａの光通信モジュール１０Ｂに対する挿入方向に沿った先端側に立設される側壁部６２の端面で構成され、嵌合溝６３に嵌合凸部３１が嵌められてガイドされる光コネクタ１０Ａの突き当て面３２が突き当てられる。
【００８９】
そして、光通信モジュール１０Ｂの嵌合溝６３に嵌合凸部３１が嵌められて、嵌合溝６３でガイドされる光コネクタ１０Ａの突き当て面３２が、光通信モジュール１０Ｂの位置合わせ面６４に突き当てられる位置まで光コネクタ１０Ａが挿入されると、光コネクタ１０Ａのレンズ３Ａと光通信モジュール１０Ｂのレンズ６が対向して、光学的に結合する位置に合わせられるように、嵌合溝６３と位置合わせ面６４の形状及び形成位置等が設定される。
【００９０】
レンズ筐体６０は、レンズ６を上に向けて回路基板５０の上面に載置され、レンズ６を面発光型レーザ５と対向させ、光学的に結合されるように位置合わせして、例えば紫外線硬化型の接着剤によって、回路基板５０に接着固定される。
【００９１】
＜第２の実施の形態の光結合器の動作例＞
次に、図５〜図７等を参照して、第２の実施の形態の光結合器１Ｂの動作例について説明する。
【００９２】
光結合器１Ｂは、光通信モジュール１０Ｂの嵌合溝６３に、光コネクタ１０Ａの嵌合凸部３１を嵌め、嵌合溝６３をガイドとして光コネクタ１０Ａを挿入方向にスライドさせると、光通信モジュール１０Ｂの位置合わせ面６４に、光コネクタ１０Ａの突き当て面３２が突き当たる。
【００９３】
光コネクタ１０Ａの突き当て面３２が、光通信モジュール１０Ｂの位置合わせ面６４に突き当たる位置まで光コネクタ１０Ａが挿入されると、光コネクタ１０Ａのレンズ３Ａと光通信モジュール１０Ｂのレンズ６が対向して、光学的に結合する位置に合わせられ、光通信モジュール１０Ｂに光コネクタ１０Ａが接続された形態となる。
【００９４】
光コネクタ１０Ａが接続された光通信モジュール１０Ｂは、電気信号が面発光型レーザ５に入力され、面発光型レーザ５は、入力された電気信号を光信号に変換して出射する。
【００９５】
面発光型レーザ５から出射された光信号は、レンズ筐体６０のレンズ形成部６１を透過し、レンズ６でコリメートされて出射される。レンズ６から出射された光信号（平行光）は、レンズ６に対向する光コネクタ１０Ａのレンズ３Ａに入射する。
【００９６】
光コネクタ１０Ａのレンズ３Ａに入射した光は、レンズ基板３０Ａを透過して光導波路４Ａの下面に略垂直方向から入射し、光導波路４Ａのアンダークラッド４１ａを透過して、反射面４２に露出したコア４０のコア端面４０ａに集光される。
【００９７】
コア端面４０ａに集光した光は、全反射して光路が略９０度曲げられ、コア４０に入射して、コア４０を伝送される。コア４０を伝送された光は、ファイバガイド溝４４に接続された光ファイバ２Ａに入射し、光ファイバ２Ａを伝送されて、図示しない対向機器で受信される。
【００９８】
光通信モジュール１０Ｂに光コネクタ１０Ａが接続された形態から、光コネクタ１０Ａを取り外す場合、光通信モジュール１０Ｂの嵌合溝６３をガイドとして光コネクタ１０Ａを抜き取り方向にスライドさせると、光コネクタ１０Ａの嵌合凸部３１が嵌合溝６３から抜け、光コネクタ１０Ａが光通信モジュール１０Ｂから取り外される。
【００９９】
このように、第２の実施の形態の光結合器１Ｂは、光通信モジュール１０Ｂの嵌合溝６３に対して光コネクタ１０Ａを抜き差しすることで、着脱可能な光コネクタを有する光デバイスとして機能する。
【０１００】
＜第２の実施の形態の光結合器の効果例＞
第２の実施の形態の光結合器１Ｂでは、光通信モジュール１０Ｂのレンズ筐体６０に形成された嵌合溝６３に、光コネクタ１０Ａのレンズ基板３０Ａに形成された嵌合凸部３１を嵌める。そして、光コネクタ１０Ａを、レンズ基板３０Ａに形成された突き当て面３２が、レンズ筐体６０に形成された位置合わせ面６４に突き当たる位置まで挿入したときに、光通信モジュール１０Ｂと光コネクタ１０Ａが光学的に結合される構成である。
【０１０１】
これにより、光ファイバ２Ａと面発光型レーザ５との間で、着脱可能な光コネクタを有する光モジュールを提供することができる。また、光通信モジュール１０Ｂに対して着脱可能な光コネクタ１０Ａは、光ファイバ２Ａとレンズ３Ａとの結合に光導波路４Ａを使用しているので、第１の実施の形態で説明したような、ピッチ変換や光の合分波等の高機能化を図ることができる。
【０１０２】
そして、光コネクタ１０Ａでは、光導波路４Ａに対して水平方向にレンズ３Ａを並べる構成とすることで、大口径のレンズを採用しても、モジュール全体を薄くすることができ、小型化に有利となる。
【０１０３】
なお、光結合器１Ｂでは、光素子として面発光型レーザ５を備えた光通信モジュール１０Ｂを例に説明したが、光素子として、フォトダイオードを備えた光通信モジュールでも良い。また、発光素子と受光素子の双方を備えた光モジュールでも良い。
【０１０４】
＜第３の実施の形態の光結合器の構成例＞
図８〜図１０は、第３の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図で、図８は、第３の実施の形態の光結合器１Ｃの一例を示す側断面図、図９及び図１０は、光結合器１Ｃの一例を示す斜視図である。
【０１０５】
第３の実施の形態の光結合器１Ｃは、第１の光コネクタ１１Ａと、第１の光コネクタ１１Ａが着脱可能に接続される第２の光コネクタ１１Ｂを備える。
【０１０６】
第１の光コネクタ１１Ａは第１の導波路デバイスの一例で、図１〜図４で説明した第１の実施の形態の光結合器１Ａと同じ構成である。第１の光コネクタ１１Ａは、レンズ基板３０Ａに形成されたレンズ３Ａの光軸に直交すると共に、レンズ基板３０Ａに実装された光導波路４Ａのコア４０の伸びる方向に沿って挿抜されて、第２の光コネクタ１１Ｂに対して着脱される。
【０１０７】
第１の光コネクタ１１Ａは、レンズ基板３０Ａの下面にレンズ３Ａが形成されると共に、レンズ基板３０Ａの上面に光導波路４Ａが実装される。光導波路４Ａは、コア４０が伸びる方向に沿った一方の端面に、コア端面４０ａを露出させた反射面４２を備え、コア端面４０ａを介して、コア４０とレンズ３Ａが光学的に結合される。
【０１０８】
また、光導波路４Ａは、コア４０が伸びる方向に沿った他の端面を開口してファイバガイド溝４４を備え、ファイバガイド溝４４に光ファイバ２Ａが挿入されて接着固定されており、レンズ３Ａと光ファイバ２Ａが光導波路４Ａを介して光学的に結合している。
【０１０９】
更に、レンズ基板３０Ａは、第２の光コネクタ１１Ｂに対する第１の光コネクタ１１Ａの着脱をガイドする嵌合凸部３１を、左右の両側端に備えると共に、第２の光コネクタ１１Ｂに対する第１の光コネクタ１１Ａの位置を合わせる突き当て面３２を先端に備える。
【０１１０】
第２の光コネクタ１１Ｂは第２の導波路デバイスの一例で、レンズ３Ｂが形成されたレンズ基板３０Ｂと、光ファイバ２Ａとレンズ３Ｂとを光学的に結合させる光路を構成する光導波路４Ｂと、第１の光コネクタ１１Ａの着脱をガイドするフェルール筐体７を備える。
【０１１１】
レンズ基板３０Ｂと光導波路４Ｂは、第１の実施の形態の光結合器１Ａにおけるレンズ基板３０Ａ及び光導波路４Ａと同じ構成で、レンズ基板３０Ｂの下面にレンズ３Ｂが形成されると共に、レンズ基板３０Ｂの上面に光導波路４Ｂが実装される。
【０１１２】
光導波路４Ｂは、コア４０が伸びる方向に沿った一方の端面に、コア端面４０ａを露出させた反射面４２を備え、コア端面４０ａとレンズ３Ｂが対向して、コア４０とレンズ３Ｂがコア端面４０ａを介して光学的に結合される。
【０１１３】
また、光導波路４Ｂは、コア４０が伸びる方向に沿った他の端面を開口してファイバガイド溝４４を備え、ファイバガイド溝４４に光ファイバ２Ａが挿入されて接着固定されており、レンズ３Ｂと光ファイバ２Ａが光導波路４Ｂを介して光学的に結合している。
【０１１４】
更に、レンズ基板３０Ｂは、フェルール筐体７に対する位置合わせを行う嵌合凸部３１を、左右の両側端に備える。
【０１１５】
フェルール筐体７は、第１の光コネクタ１１Ａの着脱をガイドする第１の嵌合溝７０ａと、第２の光コネクタ１１Ｂ側のレンズ基板３０Ｂを支持する第２の嵌合溝７０ｂと、第１の嵌合溝７０ａでガイドされる第１の光コネクタ１１Ａの突き当て面３２が突き当てられる位置合わせ面７１が形成された側壁部７２を備える。
【０１１６】
第１の嵌合溝７０ａは嵌合受け部の一例で、側壁部７２の左右の内側面の対向する位置に、第１の光コネクタ１１Ａの挿抜方向に沿って伸びる本例では断面形状が四角形の凹部を形成して構成される。
【０１１７】
第１の嵌合溝７０ａの断面形状は、第１の光コネクタ１１Ａの嵌合凸部３１の断面形状と略合致し、第１の嵌合溝７０ａに嵌った嵌合凸部３１が、第１の光コネクタ１１Ａの挿抜方向に沿って摺動可能である。また、フェルール筐体７において、第１の嵌合溝７０ａが形成された部位の間隔は、第１の光コネクタ１１Ａにおいて、嵌合凸部３１が形成された部位のレンズ基板３０Ａの幅と略同等に形成される。
【０１１８】
これにより、第１の光コネクタ１１Ａのレンズ基板３０Ａに形成された嵌合凸部３１と、第２の光コネクタ１１Ｂのフェルール筐体７に形成された第１の嵌合溝７０ａが嵌ると、第１の光コネクタ１１Ａは、レンズ３Ａの光軸に沿った方向、及び、レンズ３Ａの光軸に直交し、かつ第１の光コネクタ１１Ａの挿抜方向に直交した左右方向の位置が規制される。
【０１１９】
第２の嵌合溝７０ｂは、第１の嵌合溝７０ａの下側で、側壁部７２の左右の内側面の対向する位置に、第１の光コネクタ１１Ａの挿抜方向に沿って伸びる本例では断面形状が四角形の凹部を形成して構成される。
【０１２０】
第２の嵌合溝７０ｂの断面形状は、第２の光コネクタ１１Ｂを構成するレンズ基板３０Ｂの嵌合凸部３１の断面形状と略合致する。また、フェルール筐体７において、第２の嵌合溝７０ｂが形成された部位の間隔は、第２の光コネクタ１１Ｂにおいて、嵌合凸部３１が形成された部位のレンズ基板３０Ｂの幅と略同等に形成される。
【０１２１】
これにより、第２の光コネクタ１１Ｂを構成するレンズ基板３０Ｂに形成された嵌合凸部３１と、フェルール筐体７に形成された第２の嵌合溝７０ｂが嵌ると、レンズ基板３０Ｂは、レンズ３Ｂの光軸に沿った方向、及び、レンズ３Ｂの光軸に直交した左右方向の位置が規制される。
【０１２２】
そして、第２の光コネクタ１１Ｂでは、レンズ基板３０Ｂが上側になり、光導波路４Ｂが下側になる向きとして、レンズ基板３０Ｂの嵌合凸部３１が、フェルール筐体７の第２の嵌合溝７０ｂに嵌められ、所定の位置で接着固定されて、レンズ基板３０Ｂとフェルール筐体７が一体となっている。
【０１２３】
位置合わせ面７１は、第１の光コネクタ１１Ａの第２の光コネクタ１１Ｂに対する挿入方向に沿った先端側に立設される側壁部７２の端面で構成され、第１の嵌合溝７０ａに嵌合凸部３１が嵌められてガイドされる第１の光コネクタ１１Ａの突き当て面３２が突き当てられる。
【０１２４】
そして、フェルール筐体７の第１の嵌合溝７０ａに嵌合凸部３１が嵌められて、第１の嵌合溝７０ａでガイドされる第１の光コネクタ１１Ａの突き当て面３２が、フェルール筐体７の位置合わせ面７１に突き当てられる位置まで第１の光コネクタ１１Ａが挿入されると、第１の光コネクタ１１Ａのレンズ３Ａと第２の光コネクタ１１Ｂのレンズ３Ｂが対向して、光学的に結合する位置に合わせられるように、第１の嵌合溝７０ａと位置合わせ面７１の形状及び形成位置等が設定される。
【０１２５】
＜第３の実施の形態の光結合器の動作例＞
次に、図８〜図１０等を参照して、第３の実施の形態の光結合器１Ｃの動作例について説明する。
【０１２６】
光結合器１Ｃは、フェルール筐体７の第１の嵌合溝７０ａに、光導波路４Ａが上側になり、レンズ基板３０Ａが下側になる向きとして、第１の光コネクタ１１Ａの嵌合凸部３１を嵌め、第１の嵌合溝７０ａをガイドとして第１の光コネクタ１１Ａを挿入方向にスライドさせると、フェルール筐体７の位置合わせ面７１に、第１の光コネクタ１１Ａの突き当て面３２が突き当たる。
【０１２７】
第１の光コネクタ１１Ａの突き当て面３２が、フェルール筐体７の位置合わせ面７１に突き当たる位置まで第１の光コネクタ１１Ａが挿入されると、第１の光コネクタ１１Ａのレンズ３Ａと第２の光コネクタ１１Ｂのレンズ３Ｂが対向して、光学的に結合する位置に合わせられ、第２の光コネクタ１１Ｂに第１の光コネクタ１１Ａが接続された形態となる。
【０１２８】
例えば、第２の光コネクタ１１Ｂが、光ファイバ２Ａを介して図示しない送信装置と接続されている構成では、図示しない送信装置から出力され、光ファイバ２Ａを伝送された光信号は、光導波路４Ｂのコア４０に入射して、コア４０を反射面４２に向けて伝送される。
【０１２９】
反射面４２に向けてコア４０を伝送される光は、コア端面４０ａで全反射して光路が略９０度曲げられ、レンズ基板３０Ｂを通りレンズ３Ｂでコリメートされて、光導波路４Ｂに対して略垂直方向に出射される。
【０１３０】
第２の光コネクタ１１Ｂのレンズ３Ｂから出射された光信号（平行光）は、レンズ３Ｂに対向する第１の光コネクタ１１Ａのレンズ３Ａに入射する。
【０１３１】
第１の光コネクタ１１Ａのレンズ３Ａに入射した光は、レンズ基板３０Ａを透過して光導波路４Ａに略垂直方向から入射し、反射面４２に露出したコア４０のコア端面４０ａに集光される。
【０１３２】
コア端面４０ａに集光した光は、全反射して光路が略９０度曲げられ、コア４０に入射して、コア４０を伝送される。コア４０を伝送された光は、ファイバガイド溝４４に接続された光ファイバ２Ａに入射し、光ファイバ２Ａを伝送されて、図示しない対向機器で受信される。
【０１３３】
なお、第１の光コネクタ１１Ａが、光ファイバ２Ａを介して図示しない送信装置と接続されている構成でも、同様の動作となる。
【０１３４】
第２の光コネクタ１１Ｂに第１の光コネクタ１１Ａが接続された形態から、第１の光コネクタ１１Ａを取り外す場合、フェルール筐体７の第１の嵌合溝７０ａをガイドとして第１の光コネクタ１１Ａを抜き取り方向にスライドさせると、第１の光コネクタ１１Ａの嵌合凸部３１が第１の嵌合溝７０ａから抜け、第１の光コネクタ１１Ａが第２の光コネクタ１１Ｂから取り外される。
【０１３５】
このように、第３の実施の形態の光結合器１Ｃは、フェルール筐体７の第１の嵌合溝７０ａに対して第１の光コネクタ１１Ａを抜き差しすることで、着脱可能な光コネクタとして機能する。
【０１３６】
＜第３の実施の形態の光結合器の効果例＞
第３の実施の形態の光結合器１Ｃでは、第２の光コネクタ１１Ｂに備えたフェルール筐体７に形成された第１の嵌合溝７０ａに、第１の光コネクタ１１Ａのレンズ基板３０Ａに形成された嵌合凸部３１を嵌める。そして、第１の光コネクタ１１Ａを、レンズ基板３０Ａに形成された突き当て面３２が、フェルール筐体７に形成された位置合わせ面７１に突き当たる位置まで挿入したときに、第１の光コネクタ１１Ａと第２の光コネクタ１１Ｂが光学的に結合される構成である。
【０１３７】
これにより、光ファイバ２Ａ同士の着脱が可能な光コネクタを提供することができる。また、第１の光コネクタ１１Ａ及び第２の光コネクタ１１Ｂは、光ファイバ２Ａとレンズ３Ａとの結合に光導波路４Ａを使用し、光ファイバ２Ａとレンズ３Ｂとの結合に同様な構成の光導波路４Ｂを使用しているので、第１の実施の形態で説明したような、ピッチ変換や光の合分波等の高機能化を図ることができる。
【０１３８】
そして、第１の光コネクタ１１Ａでは、光導波路４Ａに対して水平方向にレンズ３Ａを並べ、同様に、第２の光コネクタ１１Ｂでは、光導波路４Ｂに対して水平方向にレンズ３Ｂを並べる構成とすることで、大口径のレンズを採用しても、コネクタ全体を薄くすることができ、小型化に有利となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、家庭等で光ファイバを利用した光通信システムを構築する際に使用される光コネクタ等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】第１の実施の形態の光結合器の一例を示す側断面図である。
【図２】第１の実施の形態の光結合器の一例を示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態の光結合器の一例を示す斜視図である。
【図４】第１の実施の形態の光結合器の一例を示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態の光結合器の一例を示す側断面図である。
【図６】第２の実施の形態の光結合器の一例を示す斜視図である。
【図７】第２の実施の形態の光結合器の一例を示す斜視図である。
【図８】第３の実施の形態の光結合器の一例を示す側断面図である。
【図９】第３の実施の形態の光結合器の一例を示す斜視図である。
【図１０】第３の実施の形態の光結合器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１Ａ〜１Ｃ・・・光結合器、１０Ａ・・・光コネクタ、１０Ｂ・・・光通信モジュール、１１Ａ・・・第１の光コネクタ、１１Ｂ・・・第２の光コネクタ、２Ａ・・・光ファイバ、２０Ａ・・・ファイバアレイ、３Ａ，３Ｂ・・・レンズ、３０Ａ，３０Ｂ・・・レンズ基板、３１・・・嵌合凸部、３２・・・突き当て面、４Ａ，４Ｂ・・・光導波路、４０・・・コア、４０ａ・・・コア端面、４１・・・クラッド、４２・・・反射面、４４・・・ファイバガイド溝、５・・・面発光型レーザ、５０・・・回路基板、６・・・レンズ、６０・・・レンズ筐体、６３・・・嵌合溝、６４・・・位置合わせ面、７・・・フェルール筐体、７０ａ・・・第１の嵌合溝、７０ｂ・・・第２の嵌合溝、７１・・・位置合わせ面
【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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