(57)【要約】【課題】光ファイバと例えば投光素子、受光素子を光学的に接続するために利用される光学素子を提供して当該光学素子を用いることで光トランシーバなどの光学装置を小型化する。【解決手段】光トランシーバ１３０を構成する投光素子３１から出射された光は、光路変換部３７ａの側面光路変換面３９ａで反射され、次に正面光路変換面３８ａでも反射されてコア２４に入射し、光ファイバ３４に入射する。また、光ファイバ３５の内部を伝搬してきた光は、コア２５に入射して、光路変換部３７ｂの正面光路変換面３８ｂで反射し、次に側面光路変換面３９ｂで反射してその下方に設けられた受光素子３２に入射する。【選択図】      図９
2004226430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバから入射した光を受光用部品の配置される方向へ導き、投光用部品の配置される方向から入射した光を光ファイバの方向へ導くための光学素子であって、
光ファイバから入射する光の光軸と光ファイバへ導かれる光の光軸は、透光性材料からなる素子本体の一方において、互いに平行となるように設定され、
前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸は、前記素子本体の他方において、前記光ファイバに入出射する光の光軸に対して垂直な平面内にほぼ位置するように設定され、
光ファイバから入射して受光用部品へ導かれる光を反射させてその光路をほぼ９０°曲げるための第１の偏向面と、投光用部品の方向から入射して光ファイバへ導かれる光を反射させてその光路をほぼ９０°曲げるための第２の偏向面とが前記素子本体の外面に形成され、
前記第１の偏向面と前記第２の偏向面は、少なくとも一方が実質的に湾曲した面、又は、同一平面上にない２平面によって構成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸は、前記素子本体の他方において、互いに平行となるように設定され、
前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸との間隔を、光ファイバから入射する光の光軸と光ファイバへ導かれる光の光軸との間隔よりも広くするための導光用コアを前記素子本体内に埋め込んでいることを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記コアは、内部を通過する光の光軸に沿って１箇所で湾曲又は屈曲していることを特徴とする、請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記コアの一部を素子本体の外面に露出させ、当該コアの露出部分によって前記第１又は第２の偏向面を形成したことを特徴とする、請求項２に記載の光学素子。
【請求項５】
前記コアは分岐した形状を有し、光を出射する前記光ファイバと光を入射される前記光ファイバが同一の光ファイバであって、コアの非分岐側端面が光を入出射する当該光ファイバに結合され、コアの分岐側端面が前記第１及び第２の偏向面に対向させられていることを特徴とする、請求項２に記載の光学素子。
【請求項６】
前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸は、前記素子本体の他方において、互いに平行となるように設定され、
前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸との間隔を、光ファイバから入射する光の光軸と光ファイバへ導かれる光の光軸との間隔よりも広くするための光反射面を前記素子本体の外面に設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項７】
前記光反射面は実質的に湾曲した面によって形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸は、前記素子本体の他方における前記光ファイバに入出射する光の光軸にほぼ垂直な面内で、投光用部品及び受光用部品が配置される側で広がるように設定され、
前記第１の偏向面は、その偏向面に入射した光を第２の偏向面に入射する光と非平行となる方向へ向けて反射させるように形成され、
前記第２の偏向面は、その偏向面に入射した光を第１の偏向面に入射する光と平行となる方向に向けて反射させるように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項９】
前記第１の偏向面及び前記第２の偏向面と光ファイバとの間で光が直進することを特徴とする、請求項８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記素子本体は、前記投光用部品又は前記受光用部品のうち少なくとも一方を納めるための引っ込み部を有していることを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記素子本体に設けた窪み又は孔の内面に前記第１又は第２の偏向面を形成したことを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項１２】
請求項１に記載した光学素子と、
前記光学素子の他方において前記第１の偏向面に結合させるように設けられた受光用部品と、
前記光学素子の他方において前記第２の偏向面に結合させるように設けられた投光用部品とを備えた光送受信モジュール
【請求項１３】
請求項１２に記載した光送受信モジュールと、
プラグの光ファイバが前記光送受信モジュールと接続される位置でプラグを保持するレセプタとを備えたコネクタ。
【請求項１４】
請求項１に記載した光学素子と、
光学素子の他方において配列された複数個の受光素子からなる受光用部品と、
光学素子の他方において配列された複数個の投光素子からなる投光用部品と、光学素子の一方において配列された、前記受光素子と結合させるための複数本の光ファイバと、
光学素子の一方において配列された、前記投光素子と結合させるための複数本の光ファイバとを備えたインターコネクション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバと投光用部品、受光用部品を光学的に接続するために利用される光学素子および当該光学素子を用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】疋田誠、ＮＴＴ光エレクトロニクス研究所、「最近のポリマー光導波路デバイスの研究動向」１９９８年電子情報通信学会総合大会、電子通信学会発行、第３６１頁
【０００３】
図１は、上記非特許文献１に示されているインターコネクション構造の光トランシーバ１の斜視図、図２はこの光トランシーバ１の光ファイバ結合側の端面を示す拡大正面図である。この光トランシーバ１は、光導波路２、投光用部品３および受光用部品４によって構成されている。光導波路２は、透明フィルムによって構成されたクラッド部５の内部に、クラッド部５よりも高屈折率の透明樹脂からなるコア６ａ、６ｂをそれぞれ複数本埋め込んだものである。クラッド部５の一方端面は垂直面（光ファイバ接続側端面７）となっており、他方端面は４５度の角度に傾斜した傾斜面８となっている。各コア６ａ、６ｂの一方端面は、クラッド部５の光ファイバ接続側端面７で露出しており、各コア６ａ、６ｂの他方端面はクラッド部の傾斜面８で露出している。
【０００４】
また、傾斜面８の下方には、複数個の投光素子を配列させた投光用部品３と、複数個の受光素子を配列させた受光用部品４とが配置されている。投光用部品３は一組のコア６ａと対をなすように配置されており、投光用部品３を構成する各投光素子は各コア６ａの端面の垂直下方に位置している。同様に、受光用部品４は別な一組のコア６ｂと対をなすように配置されており、受光用部品４を構成する各受光素子は各コア６ｂの端面の垂直下方に位置している。図示しないが、光ファイバ接続側端面７においては、各コア６ａ、６ｂの端面には光ファイバが接続される。
【０００５】
図３（ａ）（ｂ）は上記光トランシーバ１において光信号が伝搬する様子を説明する概略断面図である。図３（ａ）は投光用部品３と光導波路２との結合する様子を説明する図であって、投光用部品３から真上に向けて出射された光はクラッド部５の下面を透過してコア６ａ内に進入し、コア６ａの端面（傾斜面）で全反射することによってコア６の光軸方向に進行方向を曲げる。こうしてコア６内を伝搬した光は、コア６の他端に対向している光ファイバに結合する。
【０００６】
光ファイバから出射され、受光用部品４と対をなしているコア６ｂの端面からコア６ｂ内に入った光は、図３（ｂ）に示すようにコア６ｂ内を伝搬し、コア６ｂの他端（傾斜面）で全反射することによって下方へ進行方向を曲げ、クラッド部５の下面から出射して受光用部品４で受光される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構造の光トランシーバ１においては、投光用部品３から出射した光と受光用部品４へ入射する光を一つの平面（傾斜面８）で反射させているので、傾斜面８側におけるコア６ａの端部とコア６ｂの端部の間の間隔は、投光用部品３と受光用部品４の間の間隔と等しくなる。一方、投光側と受光側との間におけるクロストークを防止するためには、投光用部品３や受光用部品４の間に所定の間隔が必要とされる。よって、傾斜面８側におけるコア６ａとコア６ｂの端部間にも投光用部品３及び受光用部品４と同じだけの広い間隔が必要とされる。これに対し、送信用の光ファイバと受信用の光ファイバはファイバアレイやコネクタとして束ねられていることが多いので、光ファイバどうしの間隔は狭く、それに伴って光ファイバ接続側端面７側におけるコア６ａとコア６ｂの端部間は間隔が狭くなっている。
【０００８】
そのため、従来の光トランシーバ１では、光ファイバ接続側端面７付近でコア６ａの端部とコア６ｂの端部を平行に揃えると共にそのコア間隔を狭くし、傾斜面８の付近でコア６ａの端部とコア６ｂの端部を平行に揃えると共にコア間隔を広くし、このように間隔の異なるコア６ａ、６ｂの端部どうしを結ぶため、コア６ａ、６ｂの途中にＳ字状に湾曲した部分を形成している。
【０００９】
しかしながら、このようにコア６ａ、６ｂの中間部分にＳ字状に湾曲した部分を形成するためには、コア６ａ、６ｂを２箇所（コア間隔を広げる部分とコアどうしを平行に戻す部分）で弧状に湾曲させなければならず、しかも、コア６ａ、６ｂとクラッド部５との間の屈折率の差は比較的小さいため、光ファイバを大きな曲率で曲げると光がコア６ａ、６ｂから漏れて損失が大きくなる。そのため、曲げ部分を大きな曲率で曲げることができず、コア６ａ、６ｂの途中に２箇所で緩やかにＳ字状に湾曲した部分を形成しなければならないので、光トランシーバ１が長くなり、コア長さ方向の寸法を短くすることが困難であった。
【００１０】
【発明の開示】
本発明は、上記従来例の解決課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１及び第２の偏向面と光ファイバ側との間で光の光路を２度以上曲げる必要をなくし、光ファイバから入射する光又は光ファイバへ出射する光の光軸方向における寸法の短い光学素子と当該光学素子を用いた光送受信用モジュールやコネクタ等の光学装置を提供することにある。
【００１１】
本発明にかかる光学素子は、光ファイバから入射した光を受光用部品の配置される方向へ導き、投光用部品の配置される方向から入射した光を光ファイバの方向へ導くための光学素子であって、光ファイバから入射する光の光軸と光ファイバへ導かれる光の光軸は、透光性材料からなる素子本体の一方において、互いに平行となるように設定され、前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸は、前記素子本体の他方において、前記光ファイバに入出射する光の光軸に対して垂直な平面内にほぼ位置するように設定され、光ファイバから入射して受光用部品へ導かれる光を反射させてその光路をほぼ９０°曲げるための第１の偏向面と、投光用部品の方向から入射して光ファイバへ導かれる光を反射させてその光路をほぼ９０°曲げるための第２の偏向面とが前記素子本体の外面に形成され、前記第１の偏向面と前記第２の偏向面は、少なくとも一方が実質的に湾曲した面、又は、同一平面上にない２平面によって構成されていることを特徴としている。ここで、投光用部品とは、１個又は複数個の発光素子などであるが、これに限るものではない。受光用部品とは、１個又は複数個の受光素子などであるが、これに限るものではない。第１及び第２の偏向面は、入射した光を全反射させるものでもよく、ミラーによって反射させるものでもよい。また、実質的に湾曲した面とは、多面体によって全体として湾曲した形状になっている場合も含むものである。
【００１２】
本発明の光学素子によれば、素子本体の外面に形成された第１の偏向面により、光ファイバから入射して受光用部品へ導かれる光を反射させてその光路を曲げると共に、前記素子本体の外面に形成された第２の偏向面により、投光用部品の方向から入射して光ファイバへ導かれる光を反射させてその光路を曲げるようにした光学素子において、第１の偏向面と第２の偏向面のうち少なくとも一方を曲面とするか、あるいは、同一平面上にない２平面によって構成しているので、第１及び第２の偏向面によって光をほぼ９０度の大きな角度で曲げることができると共に第１の偏向面と第２の偏向面により光を曲げる方向もそれぞれ互いに単独で設計することができる。よって、第１の偏向面と第２の偏向面によって光路を短い距離で大きな角度曲げることが可能になり、かつ、光の曲げ方向の自由度も高くなり、第１及び第２の偏向面と素子本体の光ファイバ側端面との間において光を１度曲げるだけ、あるいは全く曲げないで構成することができる。この結果、光学素子の長さを短くすることができる。なお、第１又は第２の偏向面を曲面とすれば、その偏向面に光の集光作用を持たせることができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００１３】
本発明の実施態様による光学素子においては、前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸は、前記素子本体の他方において、互いに平行となるように設定され、前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸との間隔を、光ファイバから入射する光の光軸と光ファイバへ導かれる光の光軸との間隔よりも広くするための導光用コアを前記素子本体内に埋め込んでいる。このような実施態様によれば、コアを１箇所で湾曲又は屈曲させてコア間の間隔を広げるだけで投受光用部品側において光軸間の間隔を広くすることができ、しかも、第１及び第２の偏向面で光を反射させることにより光をほぼ９０度の角度で大きく曲げて投受光用部品側の光軸を平行に揃えることができる。よって、コアを１箇所で湾曲又は屈曲させるだけで、両側で光軸が平行となった光学素子を実現することができ、光学素子の長さを短くすることができる。
【００１４】
素子本体内にコアを埋め込まれた上記実施態様においては、前記コアの一部を素子本体の外面に露出させ、当該コアの露出部分によって前記第１又は第２の偏向面を形成してもよい。このように構成すれば、第１及び第２の偏向面の近傍においても光の閉じ込め効果を高くすることができる。
【００１５】
素子本体内にコアを埋め込まれた上記実施態様においては、前記コアを分岐した形状とし、光を出射する前記光ファイバと光を入射される前記光ファイバを同一の光ファイバとし、コアの非分岐側端面を光ファイバに結合させ、コアの分岐側端面を第１及び第２の偏向面に対向させてもよい。このような構成によれば、送信用と受信用を１本の光ファイバで構成することができる。
【００１６】
また、本発明の別な実施態様による光学素子によれば、前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸は、前記素子本体の他方において、互いに平行となるように設定され、前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸との間隔を、光ファイバから入射する光の光軸と光ファイバへ導かれる光の光軸との間隔よりも広くするための光反射面を前記素子本体の外面に設けている。
【００１７】
このような実施態様によれば、素子本体の外面に露出している光反射面によって短い距離で入射側の光路と出射側の光路との間隔を大きく広げることができ、さらに第１及び第２の偏向面によって短い距離で光路を大きく曲げて平行に揃えることができるので、第１及び第２の偏向面と素子本体の光ファイバ側端面との間において素子本体内にコアが必要なくなるか、あるいは、コアを用いる場合でもコアを曲げる必要がなくなり、光学素子の長さを短くすることができる。この実施態様において、前記光反射面を実質的に湾曲した面によって形成すれば、光反射面に集光作用を持たせることができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明のさらに別な実施態様によれば、前記投光用部品の配置される方向から入射する光の光軸と前記受光用部品の配置される方向へ導かれる光の光軸は、前記素子本体の他方における前記光ファイバに入出射する光の光軸にほぼ垂直な面内で、投光用部品及び受光用部品が配置される側で広がるように設定され、前記第１の偏向面は、その偏向面に入射した光を第２の偏向面に入射する光と非平行となる方向へ向けて反射させるように形成され、前記第２の偏向面は、その偏向面に入射した光を第１の偏向面に入射する光と平行となる方向に向けて反射させるように形成されていることを特徴としている。
【００１９】
このような実施態様によれば、第１及び第２の偏向面で光を反射させることにより、光をほぼ９０度の大きな角度で曲げることができると共に投受光用部品側で光軸どうしを非平行として光路間の間隔を広げることができる。よって、このような実施態様では、素子本体内で光を直進させてもよいので、第１及び第２の偏向面と素子本体の光ファイバ側端面との間において素子本体内にコアを設けることなく光を直進させるか、あるいは、コアを用いる場合でもコアを曲げる必要がなくなり、光学素子の長さを短くすることができる。
【００２０】
また、本発明のさらに別な実施態様によれば、前記素子本体は、前記投光用部品又は前記受光用部品のうち少なくとも一方を納めるための引っ込み部を有している。素子本体に投光用部品又は受光用部品を納めるための引っ込み部を設けておけば、光学素子が投光用部品又は受光用部品と重なる場合でも、投光用部品、受光用部品を引っ込み部に納めることにより、投光用部品、受光用部品及び光学素子を同じ面上に実装することが可能になり、実装性ないし組立性がより良好になる
【００２１】
また、本発明のさらに別な実施態様によれば、前記素子本体に設けた窪み又は孔の内面に前記偏向面を形成している。このような実施態様は、特に偏向面を複数個設ける場合で、素子本体の表面にすべての偏向面を設けることができないときに有効である。
【００２２】
本発明にかかる光送受信用モジュールは、本発明にかかる光学素子と、前記光学素子の他方において前記第１の偏向面に結合させるように設けられた受光用部品と、前記光学素子の他方において前記第２の偏向面に結合させるように設けられた投光用部品とを備えたものである。
【００２３】
本発明にかかるコネクタは、本発明にかかる光送受信モジュールと、プラグの光ファイバが前記光送受信モジュールと接続される位置でプラグを保持するレセプタとを備えたものである。
【００２４】
本発明にかかるインターコネクションは、本発明にかかる光学素子と、光学素子の他方において配列された複数個の受光素子からなる受光用部品と、光学素子の他方において配列された複数個の投光素子からなる投光用部品と、光学素子の一方において配列された、前記受光素子と結合させるための複数本の光ファイバと、光学素子の一方において配列された、前記投光素子と結合させるための複数本の光ファイバとを備えたものである。
【００２５】
本発明の光学素子の長さが短くなる結果、これらの送受信用モジュール、コネクタ、インターコネクションを小型化することが可能になる。
【００２６】
なお、この発明の以上説明した構成要素は、可能な限り組み合わせることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図４は、本発明の一実施形態による光学素子２０の概略斜視図である。本発明の光学素子２０は、透光性を有する樹脂材料やガラス等からなる素子本体をベースとして形成されている。光学素子２０は、透明樹脂やガラスなどの透明材料でなる下クラッド２１と、透明材料でなる上クラッド２６と、下クラッド２１の表面に設けられた溝２２、２３内に形成されたコア２４及び２５と、透明材料でなる光路変換部２７とから構成されている。この実施形態では、下クラッド２１、上クラッド２６及び光路変換部２７によって素子本体が構成されており、コア２４、２５は素子本体よりも屈折率の高い透明樹脂やガラスなどの透明材料からなる。また、光路変換部２７は下クラッド２１と一体に成形されており、両端に略１／８球面状若しくは略１／８非球面状の偏向面２８ａ、２８ｂを備えている。光路変換部２７の下面には、集光レンズ２９ａ、２９ｂが設けられている。
【００２８】
コア２４、２５は、下クラッド２１の背面側の端面から正面に向かって互いに平行に伸び、１箇所の曲げ部３６ａ、３６ｂで屈曲又は湾曲して次第に離間するように伸びている。そのため、両コア２４、２５の間隔は下クラッド２１の背面側の端面付近よりも、下クラッド２１の正面側の端面付近のほうで広くなっている。
【００２９】
図５は、光学素子２０を用いた光トランシーバ１２０の概略斜視図である。また、図６（ａ）（ｂ）は、光トランシーバ１２０の平面図及び正面図である。この光トランシーバ１２０は、発光ダイオード等の投光素子（投光用部品）３１とフォトダイオード等の受光素子（受光用部品）３２と光学素子２０とからなる。投光素子３１及び受光素子３２は、それぞれ発光面及び受光面を上にして回路基板（図示せず）などに実装され、光学素子２０も投光素子３１及び受光素子３２と共に回路基板などの上に固定される。投光素子３１と受光素子３２は光路変換部２７の下方に配置され、集光レンズ２９ａの光軸と投光素子３１の中心とが一致し、集光レンズ２９ｂの光軸と受光素子３２の受光面の中心とが一致するように配置されている。また、このように配置された投光素子３１と受光素子３２はクロストークが発生しない程度に離れている。コア２４の光出射端には光ファイバ３４を光学的に接続し、コア２５の光入射端には光ファイバ３５を光学的に接続している。
【００３０】
しかして、投光素子３１から垂直上方に出射された光は、集光レンズ２９ａに入射して光路変換部２７の偏向面２８ａのごく小さな一領域に向けて集光させられ、偏向面２８ａで全反射してコア２４の光入射端に結合させられる。光はコア２４内を伝搬し、コア２４を出射した光は、光ファイバ３４のコアに結合する。
【００３１】
また、光ファイバ３５からコア２５に入射した光は、コア２５内を伝搬して光出射端から出射される。コア２５の光出射端から出射された光は光路変換部２７の偏向面２８ｂで全反射させられて集光レンズ２９に入射し、集光レンズ２９ａによって受光素子３２に結合させられる。
【００３２】
ここでは、偏向面２８ａ、２８ｂは空気との界面で光を全反射させるようにしているので、コア２４、２５と下クラッド２１との界面よりも大きな角度で（つまり、ほぼ９０°の角度で）光を曲げることができる。ただし、偏向面２８ａ、２８ｂの表面に、アルミニウムなど反射率の高い金属材料を蒸着させることによってミラーを形成し、そのミラー面で光を反射させるようにしていても差し支えない。また、偏向面２８ａ、２８ｂの内面は凹面鏡状に湾曲しているので、偏向面２８ａ、２８ｂで光を反射させると共に反射した光を集光させることができ、投光素子３１及び受光素子３２と光ファイバ３４、３５との光結合効率を向上させることができる。なお、偏向面２８ａ、２８ｂで集光させる必要がない場合には、偏向面２８ａは、互いに同一平面上にない平面によって形成してもよい。
【００３３】
この光トランシーバ１２０は、双方向で通信を行う機器、たとえばパーソナルコンピュータやサーバ、これらと接続されるＨＵＢやルータ、プリンタ、スキャナ、ターミナルアダプタなどのオフィス機器や、テレビ、ビデオ、ＤＶＤ、プロジェクタなどのＡＶ機器の内部で使用される。
【００３４】
光ファイバ３４、３５は通常光ファイバアレイなどとして微小な間隔で並べられている。一方、投光素子３１と受光素子３２はクロストークを防止する必要があるので、投光素子３１と受光素子３２の光軸間距離（中心間距離）は光ファイバ３４間の距離に比べて大きい。そのため、この実施形態にあっては、コア２４、２５を曲げることによって投光素子３１及び受光素子３２側で光軸間距離が広がるようにしている。しかし、コア２４、２５によって広げた光軸間は、コア２４、２５によって戻すことはなく、偏向面２８ａ、２８ｂによって光軸を曲げる際に平行に戻すようにしているので、短い距離で光軸を平行に戻すことができる。よって、コア２４、２５の曲げ部３６ａ、３６ｂがそれぞれ１箇所で済み、光学素子の奥行き方向の長さを短くすることができる。
【００３５】
さらに、この光学素子２０にあっては、偏向面２８ａ、２８ｂによって投光素子３１側の光軸と受光素子３２側の光軸を水平方向から光学素子２０の裏面側へ向けて垂直に折り曲げているので、投光素子３１や受光素子３２を光学素子２０の配置される面（例えば、回路基板等）に実装することができ、投光素子３１や受光素子３２の実装が容易になり、光トランシーバ１２０の組立てが容易になる。しかも、偏向面２８ａ、２８ｂが光軸を下方へ折り曲げる機能と光軸を平行に戻す機能とを兼ねているので、光学素子２０の奥行きを短くしてより小型化することができる。
【００３６】
光学素子２０の側面で光学素子２０と投光素子３１や受光素子３２を接続する場合、高さ調整を行わなければならないが、本発明のように光軸を垂直方向に向けて投光素子３１と受光素子３２を回路基板等の上に配設すれば、煩雑な高さ調整を行う必要がない。また、投光素子３１と受光素子３２を基板に直接かつ確実に固定できるので、光トランシーバ１２０の使用中に投光素子３１や受光素子が外れたりずれたりしにくく、光学素子２０と投光素子や受光素子の間での位置ずれ（光軸のずれ）が原因で生じる光トランシーバ１２０の故障を抑制することができる。
【００３７】
また、この光学素子２０は、下クラッド２１と光路変換部２７を樹脂成形品として一体成形することができるので、形状の自由度が高くなり、偏向面２８ａ、２８ｂを自由な曲面に形成することができる。また、下クラッド２１の上面に成形した溝２２、２３内にコア２４、２５を設けることにより、コア２４、２５と偏向面２８ａ、２８ｂのアライメントも不要になる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図７、図８は、本発明の別な実施形態による光学素子３０の概略斜視図および概略分解斜視図である。本発明の光学素子３０は、樹脂やガラスなど透光性物質の成形品である導波路４３と、導波路４３の下クラッド２１表面に設けられている溝２２、２３の内部に形成されたコア２４、２５と、コア２４、２５を上方から覆う上クラッド２６とで構成されている。コア２４、２５は、導波路４３の下クラッド２１よりも屈折率の高い樹脂やガラスなどの透明物質で成形されている。また、上クラッド２６は導波路４３の下クラッド２１と同じ物質であっても良く、下クラッド２１とは異なる物質であっても良いが、上クラッド２６は、コア２４、２５よりも屈折率が小さな透明物質で成形されている。
【００３９】
導波路４３は、図８の一点鎖線によって仮想的に分割して考えることができる。すなわち、導波路４３は、表面に溝２２、２３が形成されている下クラッド２１と、２つの光路変換部３７ａ、３７ｂとで構成されている。光路変換部３７ａには、光の反射により光軸をほぼ９０度曲げて投受光素子側で光路の間隔を広げるための光反射面３８ａ、光の反射により光軸をほぼ９０度曲げて投受光素子側で光軸を平行に揃えるための偏向面３９ａ、及び投光素子実装部（引っ込み部）４１が形成されている。光路変換部３７ｂには、光の反射により光軸をほぼ９０度曲げて投受光素子側で光路の間隔を広げるための光反射面３８ｂ、光の反射により光軸をほぼ９０度曲げて投受光素子側で光軸を平行に揃えるための偏向面３９ｂ、及び受光素子実装部（引っ込み部）４２が形成されている。なお、導波路４３は、下クラッド２１と光路変換部３７ａと光路変換部３７ｂを一体成形したものであってもよいし、それぞれを別々に製造しておいて接着一体化したものであっても良い。また、光路変換部３７ａ、３７ｂが一体になったものと下クラッド２１とを別々に製造して接着一体化させたものであってもよい。光反射面３８ａ、３８ｂと偏向面３９ａ、３９ｂの表面は、アルミニウムなど反射率の高い物質を蒸着させたミラーにしてもよい。
【００４０】
図９は、本発明の光学素子３０を用いた光トランシーバ１３０の概略斜視図である。また、図１０（ａ）（ｂ）は、図９の光トランシーバ１３０の平面図および正面図である。この光トランシーバ１３０は、回路基板上に光学素子３０と投光素子３１、受光素子３２を実装して、光学素子３０のコア２４の端面に光ファイバ３４を光学的に接続し、コア２５の端面に光ファイバ３５を光学的に接続したものである。投光素子３１は、投光素子実装部４１内に納められ、受光素子３２は受光素子実装部４２内に納められる。
【００４１】
この光トランシーバ１３０は、双方向で通信を行う機器、たとえばパーソナルコンピュータやサーバ、これらと接続されるＨＵＢやルータ、プリンタ、スキャナ、ターミナルアダプタなどのオフィス機器や、テレビ、ビデオ、ＤＶＤ、プロジェクタなどのＡＶ機器の内部で使用される。
【００４２】
図９、図１０において、光学素子３０の内部での光の伝搬の様子は太実線の矢印で示している。投光素子３１から上方へ出射された光（信号）は、光路変換部３７ａに入射して、偏向面３９ａで全反射されて水平方向へ光路を約９０°変換されて、次に光反射面３８ａで全反射されて水平面内で光路を約９０°変換させられて、コア２４に入射して内部を伝搬し、外部の装置やネットワークに接続された光ファイバ３４に入射する。
【００４３】
また、外部の装置やネットワークに繋がった光ファイバ３５の内部を伝搬してきた光（信号）は、コア２５に入射して、コア２５内を伝搬し、光路変換部３７ｂに入射する。光路変換部３７ｂに入射した光は、先ず光反射面３８ｂで反射して水平面内で光路を約９０°変換させられ、次に偏向面３９ｂで反射して光路を下向きに約９０°変換させられて、その下方に設けられた受光素子３２に入射させられる。
【００４４】
このような光トランシーバ１３０では、クロストーク防止のためには投光素子３１と受光素子３２を一定距離だけ離して配置しなければならないが、本発明の光学素子３０は光反射面３８ａ、３８ｂと偏向面３９ａ、３９ｂで光路を大きく変化させることができるため、光ファイバ３４、３５のコア間の間隔が投光素子３１と受光素子３２の間隔に比べて狭い光ファイバ３４、３５を並べて固定一体化した光フェルールや光ファイバアレイを用いることができる。
【００４５】
また、本発明の光学素子３０の幅は回路基板上に配置した投光素子３１と受光素子３２の間の距離によって決まるが、本発明の光学素子３０は光反射面３８ａ、３８ｂと偏向面３９ａ、３９ｂで光路を大きく曲げることができ、コア２４、２５を曲げる必要がないため光学素子３０の奥行きを短くすることができる。したがって小型の光トランシーバ１３０を得ることができる。
【００４６】
また、本発明の光トランシーバ１３０を用いれば投光素子３１や受光素子３２を回路基板に直接実装できるので、光学素子３０と投光素子３１と受光素子３２で高さ方向のアライメントが必要なく、製造工程を簡略化することができる。また、投光素子３１や受光素子３２を回路基板に直接実装すれば、投光素子３１や受光素子３２への電気的配線を簡略化できる。回路基板上に実装された投光素子３１や受光素子３２は上方から光学素子３０で覆われるので、投光素子３１の光出射面や受光素子３２の受光面にほこりなどが付着したり傷がつく恐れが無く、故障も起こりにくい。
【００４７】
なお、この実施形態でも、光反射面３８ａ、３８ｂや偏向面３９ａ、３９ｂは、対角方向に傾斜した平面となっていてもよい。
【００４８】
（第３の実施形態）
図１１は、本発明のさらに別な実施形態による光学素子４０を用いた光トランシーバ１４０の概略斜視図である。また、図１２は、光トランシーバ１４０の右側面図である。本実施形態の光学素子４０は、表面にＶ溝４４、４５が形成された下クラッド２１と、投光素子実装部４１、偏向面３９ａ及び光反射面３８ａが形成された光路変換部３７ａと、受光素子実装部４２、偏向面３９ｂ及び光反射面３８ｂが形成された光路変換部３７ｂとで構成されている。光反射面３８ａ、３８ｂ及び偏向面３９ａ、３９ｂは、アルミニウムなど反射率の高い物質を蒸着させてミラーにしてもよい。
【００４９】
下クラッド２１のＶ溝４４、４５に光ファイバ３４、３５を乗せて、光ファイバ３４、３５の端面をそれぞれ光路変換部３７ａと光路変換部３７ｂに押し当てれば、光ファイバ３４、３５をＶ溝４４、４５で位置決めして光ファイバ３４、３５と光路変換部３７ａ、３７ｂとを光学的に接続することができる。なお、Ｖ溝４４、４５に乗せた光ファイバ３４、３５は、その上方から接着剤を滴下して硬化させるなどして、光学素子４０に固定するとよい。
【００５０】
投光素子３１から出射された光（信号）は、光路変換部３７ａに入射して、偏向面３９ａで光路を約９０°変換され、次に光反射面３８ａでも光路を約９０°変換させられて、外部の装置やネットワークに接続された光ファイバ３４に入射する。
【００５１】
また、外部の装置やネットワークから光ファイバ３５内を伝搬してきた光（信号）は、光路変換部３７ｂに入射して、先ず光反射面３８ｂで反射されて光路を約９０°変換させられ、次に偏向面３９ｂで反射させられて光路を約９０°変換させられ、下方に設けられた受光素子３２に入射させられる。
【００５２】
本実施形態の光学素子４０のように、光ファイバ３４、３５を乗せるだけで自動的に位置合わせして光学素子４０と光ファイバ３４、３５とを光学的に接続することができるＶ溝４４、４５を形成しておけば、１本ずつばらばらになった光ファイバ３４、３５を用いたときにも、その取り付けを簡単に行うことができる。
【００５３】
（第４の実施形態）
図１３は、本発明のさらに別な実施形態による光学素子４６の概略斜視図、図１４（ａ）（ｂ）はその光学素子４６を用いた光トランシーバ１４６の平面図及び正面図である。この実施形態においては、導波路４３の光ファイバ接続側端面から投光素子実装部４１又は受光素子実装部４２にかけて導波路４３の内部に屈曲したコア２４、２５を埋め込んでいる。このコア２４、２５は、それぞれ光反射面３８ａ、３８ｂと偏向面３９ａ、３９ｂの位置で水平方向と垂直方向でほぼ９０度屈曲しており、コア２４、２５のコーナー部はそれぞれ光反射面３８ａ、３８ｂと偏向面３９ａ、３９ｂで露出していて光反射面３８ａ、３８ｂと偏向面３９ａ、３９ｂの一部を構成している。
【００５４】
しかして、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、投光素子３１から上方へ出射された光は、光路変換部３７ａでコア２４の端面に入射し、コア２４内を上方へ伝搬し、コア２４のコーナー部（偏向面３９ａ）で全反射されて水平方向へ光路を約９０°変換され、次にコア２４のコーナー部（光反射面３８ａ）で全反射されて水平面内で光路を約９０°変換させられ、コア２４内部を伝搬して光ファイバ３４に入射する。
【００５５】
また、光ファイバ３５の内部を伝搬してきた光は、コア２５に入射してコア２５内を伝搬する。コア２５内を伝搬した光は光路変換部３７ｂに入ると、コア２５のコーナー部（光反射面３８ｂ）で反射して水平面内で光路を約９０°変換させられ、次にコア２５のコーナー部（偏向面３９ｂ）で反射して光路を下向きに約９０°変換させられ、コア２５の下面から出射して受光素子３２に受光される。
【００５６】
このような光トランシーバ１４６では、光をコア２４、２５内に閉じ込めながら伝搬させることができるので、光の漏れを少なくして投光素子３１及び受光素子３２と光ファイバ３４、３５との間の光の結合効率を高めることができる。
【００５７】
なお、この実施形態で説明したような端から端まで連続したコアは、このような構造以外の光学素子でも用いることができる。特に、図２１の実施形態でも用いることができる。
【００５８】
（第５の実施形態）
図１５は、本発明のさらに別な実施形態による光学素子５０の概略斜視図である。本実施形態の光学素子５０は、導波路５３と、導波路５３の表面の溝２２、２３の内部に形成されたコア２４、２５と、コア２４、２５の上面を覆う上クラッド２６とで構成されている。
【００５９】
導波路５３は、表面に溝２２、２３が形成されている下クラッド２１と、球面又は非球面の偏向面４８ａ及び投光素子実装面５１が形成された光路変換部４７ａと、偏向面４８ｂ及び受光素子実装面５２が形成された光路変換部４７ｂとで構成されている。偏向面４８ａ、４８ｂは、光路変換部４７ａ、４７ｂの内部に中心又は焦点を有する球面等の一部である。偏向面４８ａ、４８ｂの表面はアルミニウムなど反射率の高い物質を蒸着させてミラーにしてもよい。
【００６０】
図１６は、光学素子５０を用いた光トランシーバ１５０の概略斜視図であって、太実線で示されている矢印は光学素子５０の内部での光の伝搬の様子を示している。この光トランシーバ１５０は、回路基板上に実装された光学素子５０のコア２４及びコア２５の端面に光ファイバ３４、３５を光学的に接続し、投光素子実装面５１と受光素子実装面５２に投光素子３１と受光素子３２を配設したものである。
【００６１】
投光素子３１から出射された光は、投光素子実装面５１から斜めに光路変換部４７ａに入射して偏向面４８ａで全反射させられて（傾いた面内でほぼ９０°光路を曲げられる。）コア２４に入射し、コア２４の内部を伝搬して、外部の装置やネットワークに接続された光ファイバ３４に入射する。
【００６２】
また、外部の装置やネットワークに接続されている光ファイバ３５からコア２５に入射した光は、コア２５内を伝搬して光路変換部４７ｂに入射し、偏向面４８ｂで斜め方向へ全反射されて（傾いた面内でほぼ９０°光路を曲げられる。）受光素子３２に入射する。
【００６３】
本実施形態の光学素子５０は、一組の偏向面４８ａ、４８ｂが投受光素子側で光軸間を広げる働きと投受光素子側で光軸を下方へほぼ９０度曲げる働きを兼ねており、しかも、反射によって光を大きな角度で曲げることができるので、コア２４及び２５を屈曲させる必要が無く、光学素子２０の奥行きを短くすることができ、小型の光トランシーバ１４０を得ることができる。
【００６４】
また、本実施形態の光学素子５０は、投光素子３１の光出射面や受光素子３２の受光面が投光素子実装面５１や受光素子実装面５２で塞がれるため、投光素子３１の光出射面や受光素子３２の受光面にほこりが付着したり傷がつく恐れがない。
【００６５】
回路基板の表面には、投光素子３１や受光素子３２を乗せて回路基板と電気的に接続するための斜面を形成しておくとよく、投光素子３１や受光素子３２をこの斜面に固定して光学素子５０には直接接着しなくともよい。また、回路基板上の所定の位置に投光素子３１や受光素子３２を配設できるだけのスペースを設けるようにすれば、必ずしも図１５に示すような平面の投光素子実装面５１と受光素子実装面５２は設けなくともよい。あるいは、フィルム基板に投光素子３１と受光素子３２を実装しても良い。
【００６６】
なお、この実施形態においても、偏向面４８ａ、４８ｂに集光機能を持たせる必要がない場合には、偏向面４８ａ、４８ｂをそれぞれ平面によって形成してもよい。また、コア２４、２５を用いることなく、光ファイバ３５から偏向面４８ｂへ直接光を出射させ、また、偏向面４８ａで反射した光を直接光ファイバ３４へ入射させるようにしてもよい。
【００６７】
（第６の実施形態）
図１７は、本発明のさらに別な実施形態による光学素子６０を用いた光トランシーバ１６０の概略斜視図である。本実施形態の光学素子６０は、透明樹脂やガラスなどの透明材料でなる下クラッド２１と、下クラッド２１の表面に設けられた溝の内部に形成された、下クラッド２１よりも屈折率の高い樹脂やガラスなどの透明材料でなるＹ字型のコア６４と、コア６４よりも屈折率の小さな透明樹脂やガラスなどの透明材料でなる上クラッド２６と、両端に略１／８球面状若しくは略１／８非球面状の偏向面２８ａ、２８ｂを備え下面に集光レンズ２９ａ、２９ｂを備えた光路変換部２７から構成されている。ただし、この実施形態でも、偏向面２８ａ、２８ｂは、互いに同一平面上にない平面によって形成してもよい。
【００６８】
コア６４は、非分岐コア６４ａと分岐コア６４ｂ、６４ｃで構成されている。コア６４の分岐部付近の分岐コア６４ｂには、投光素子３１から出射される波長λ１の光は透過し、それ以外の波長の光は反射させるフィルタ６５が設けられている。偏向面２８ａ、２８ｂの表面は、アルミニウムなど反射率の高い物質を蒸着させたミラーにしておいてもよい。
【００６９】
光トランシーバ１６０は、この光学素子６０の集光レンズ２９ａ、２９ｂの下方に投光素子３１と受光素子３２を配設し、分岐コア６４ｂ、６４ｃの端面をそれぞれ偏向面２８ａ、２８ｂに対向させ、非分岐コア６４ａの端面に１本の光ファイバ３４を接続したものである。
【００７０】
投光素子３１から出射された波長λ１の光は、集光レンズ２９ａで集光され、光路変換部２７の偏向面２８ａで反射されて分岐コア６４ｂの端面に結合させられる。この光は分岐コア６４ｂ内を伝搬してフィルタ６５を透過し、非分岐コア６４ａ内を伝搬して光ファイバ３４に結合させられる。
【００７１】
また、光ファイバ３４から出射された波長λ２（≠λ１）の光は、非分岐コア６４ａ内を伝搬して分岐部に到達するが、分岐コア６４ｂに入射しようとするとフィルタ６５によって反射させられるので、結局は分岐コア６４ｃにのみ伝搬して、その光出射端から光路変換部２７に入射し、偏向面２８ｂで反射させられて集光レンズ２９ｂで集光され、受光素子３２に入射する。よって、このような光トランシーバ１６０を用いれば、１本の光ファイバによって全二重双方向通信が可能になる。
【００７２】
なお、図１７に示すように、フィルタ６５を分岐コア６４ｂに設ける場合、送信と受信のタイミングを時分割で調整する必要のない全二重双方向通信を行うことができる。これに対し、送信信号と受信信号を時分割的に（一定の時間間隔で交互に）伝送する半二重双方向通信を行う場合には、上記のようなフィルタ６５を省くことができる。
【００７３】
（第７の実施形態）
図１８は、本発明のさらに別なの実施形態による光学素子７０を用いた光トランシーバ１７０の概略斜視図である。本実施形態の光学素子７０にあっては、透明樹脂やガラスなどの透明材料でなる下クラッド２１の表面に設けられた溝の内部にコア２４が形成されており、コア２４は下クラッド２１よりも屈折率の高い透明樹脂やガラスなどの透明材料で形成されていて１箇所で屈曲している。コア２４及び下クラッド２１の上面は、コア２４よりも低屈折率の分離層７１を介して上クラッド２６で覆われている。上クラッド２６の下面に形成された溝には、コア２４と同じ比較的屈折率の高い透明樹脂やガラスなどの透明材料でなるコア２５が埋め込まれており、コア２５は１箇所で屈曲している。光路変換部２７ａ、２７ｂは、それぞれ球面若しくは非球面の偏向面２８ａ、２８ｂと集光レンズ２９ａ、２９ｂとを備えており、段違いに形成されている。下クラッド２１と分離層７１と上クラッド２６層は同じ物質で形成されていても良いし、異なる物質であっても良いが、コア２４、２５よりも屈折率が小さな物質で形成される。偏向面２８ａ、２８ｂの表面は、アルミニウムなど反射率の高い物質を蒸着させたミラーにしておいてもよい。
【００７４】
光トランシーバ１７０は、この光学素子７０の集光レンズ２９ａ、２９ｂの下方に投光素子３１と受光素子３２を配設し、コア２４の端面を偏向面２８ａに対向させると共にコア２５の端面を偏向面２８ｂに対向させ、コア２４とコア２５の端面に１本の光ファイバ３４の端面を対向させるように配置したものである。図１８に示すように、コア２４、２５の端面のうち光ファイバ３４との接続側は、上下に重なりあっている。
【００７５】
投光素子３１から出射された光は、集光レンズ２９ａで集光され、光路変換部２７の偏向面２８ａで反射されてコア２４の端面に結合させられる。コア２４内を伝搬して光出射端から出射される光は光ファイバ３４のコアに結合させられる。
【００７６】
また、光ファイバ３４から出射された光は、コア２５の内部を伝搬してコア２５の端面から出射され、光路変換部２７ｂの偏向面２８ｂで反射させられて、さらに集光レンズ２９ｂで集光され、受光素子３２に入射する。
【００７７】
図１９に示すものは上記実施形態の光トランシーバの変形例であって、１箇所で屈曲した２つのコア２４、２５を下クラッド２１の上面に形成された溝内に形成し、２つのコア２４、２５を横に並べて配置したものである。コア２４の端面は光路変換部２７の偏向面２８ａに対向し、コア２５の端面は偏向面２８ｂに対向し、コア２４及び２５の端面は１本の光ファイバ３４の端面に対向している。
【００７８】
（第８の実施形態）
図２０は、本発明のさらに別な実施形態による光学素子８０を用いたインターコネクション構造の光トランシーバ（インターコネクション）１８０の概略分解斜視図である。本実施形態の光学素子８０は、導波路７２、複数本のコア２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、複数本のコア２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ及び上クラッド２６で構成されている。導波路７２は、コア２４ａ〜２４ｄ及びコア２５ａ〜２５ｄを形成するための溝を備えた下クラッド２１と、偏向面８１、複数の光反射面８５、８６、８７、８８及び投光素子実装部４１が形成された光路変換部７３と、複数の光反射面９１、９２、９３、９４、偏向面９５及び受光素子実装部４２が形成された光路変換部７４とで構成されている。
【００７９】
光反射面８５、９１は、光路変換部７３、７４の正面側の外面に形成され、光反射面８６〜８８、９２〜９４は、光路変換部７３、７４に上下方向にあけた貫通孔の内壁面に形成されている。偏向面８１、９５は光路変換部７３、７４の側面上部に前後方向に長く形成されている。光反射面８５〜８８、９１〜９４と偏向面８１、９５の表面は、アルミニウムなど反射率の高い物質を蒸着させたミラーで形成してもよい。
【００８０】
投光素子実装部４１及び受光素子実装部４２の下方の回路基板上には、複数個の投光素子３１ａ〜３１ｄ（投光素子３１ｂ〜３１ｄは図外）を前後方向に並べて接着一体化した投光素子アレイ７５と、複数個の受光素子３２ａ〜３２ｄを前後方向に並べて接着一体化した受光素子アレイ７６を配設する。コア２４ａ〜２４ｄには、複数本の光ファイバ７７ａ〜７７ｄを並べて一体化した光ファイバアレイ７７を光学的に接続する。また、コア２５ａ〜２５ｄには、複数本の光ファイバ７８ａ〜７８ｄを並べて一体化した光ファイバアレイ７８を光学的に接続する。
【００８１】
投光素子３１ａから出射された光は、光路変換部７３の偏向面８１で反射され、さらに光反射面８５で反射されてコア２４ｄに入射し、コア２４ｄ内を伝搬する。コア２４ｄの光出射端から出射された光は光ファイバ７７ｄのコアに結合する。同様に、投光素子３１ｂ〜３１ｄから出射された光は、光路変換部７３の偏向面８１で反射され、さらに光反射面８６、８７、８８で反射されてそれぞれコア２４ｃ、２４ｂ、２４ａに入射してコア２４ｃ、２４ｂ、２４ａ内を伝搬する。コア２４ｃ、２４ｂ、２４ａの光出射端から出射された光は光ファイバ７７ｃ、７７ｂ、７７ａのコアに結合する。
【００８２】
また、光ファイバ７８ａからコア２５ａに入射した光はコア２５ａ内を伝搬し、光反射面９１で反射し、次に偏向面９５で反射して受光素子３２ａに入射する。同様に、光ファイバ７８ｂ、７８ｃ、７８ｄからコア２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに入射した光は、コア２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ内を伝搬して光反射面９２、９３、９４で反射し、次に偏向面９５で反射して受光素子３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに入射する。
【００８３】
投光素子アレイ７５や受光素子アレイ７６を構成する隣り合う投光素子３１ａ〜３１ｄや受光素子３２ａ〜３２ｄどうしの間隔は、光ファイバアレイ７７、７８の隣り合う光ファイバ７７ａ〜７７ｄ、７８ａ〜７８ｄの間隔と異なるが、本実施形態の光学素子８０は、このような投光素子アレイ７５と受光素子アレイ７６と光ファイバアレイ７７、７８用いて光トランシーバ１８０を構成することができる。
【００８４】
（第９の実施形態）
図２１は、本発明のさらに別な実施形態によるインターコネクション構造の光トランシーバ（インターコネクション）の概略斜視図である。本実施形態に用いられている光学素子９０は、導波路１０３、複数本のコア２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、複数本のコア２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、複数本のコア８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、複数本のコア９９ａ、９９ｂ、９９ｃ、９９ｄ及び上クラッド２６ａ、２６ｂ、２６ｃで構成されている。
【００８５】
導波路１０３は、下クラッド２１と光路変換部１０１と光路変換部１０２で構成されている。下クラッド２１の表面にはコア２４ａ〜２４ｄ及びコア２５ａ〜２５ｄを形成するための溝が形成されている。また、光路変換部１０１には、偏向面３９ａと、複数の光反射面８５、８６、８７、８８と、投光素子実装部４１と、コア８８ａ〜８８ｄを内部に形成するための溝が形成されている。また光路変換部１０２には、複数の光反射面９１、９２、９３、９４と、偏向面３９ｂと、受光素子実装部４２と、コア９９ａ〜９９ｄを内部に形成するための溝が形成されている。光反射面８５〜８８、光反射面９１〜９４及び偏向面３９ａ、３９ｂの表面はアルミニウムなど反射率の高い物質を蒸着したミラーで形成してもよい。
【００８６】
この光学素子９０の投光素子実装部４１及び受光素子実装部４２の下方の回路基板上に、複数個の投光素子３１ａ〜３１ｄ（投光素子３１ｂ〜３１ｄは図外）を前後方向に並べて接着一体化した投光素子アレイ７５と、複数個の受光素子３２ａ〜３１ｄを前後方向に並べて接着一体化した受光素子アレイ７６を配設し、コア２４ａ〜２４ｄとコア２５ａ〜２５ｄの露出している方の端面には光ファイバや光ファイバアレイ（図示せず）を光学的に接続する。
【００８７】
投光素子３１ａから出射された光は、光路変換部１０１の偏向面３９ａで全反射され、コア８８ａに入射してその内部を伝搬し、さらに光反射面８５で全反射されてコア２４ｄに入射し、コア２４ｄ内を伝搬する。コア２４ｄの光出射端から出射された光は対向する光ファイバのコアに結合する。同様に、投光素子３１ｂ、３１ｃ、３１ｄから出射された光は、光路変換部１０１の偏向面３９ａで全反射され、コア８８ｂ、８８ｃ、８８ｄに入射してその内部を伝搬し、光反射面８６、８７、８８で全反射されて、それぞれコア２４ｃ、２４ｂ、２４ａに入射してその内部を伝搬する。コア２４ｃ、２４ｂ、２４ａの光出射端から出射された光はそれぞれ対向する、図示していない光ファイバのコアに結合する。
【００８８】
また、図示していない光ファイバから出射され、その光ファイバの端面と対向したコア２５ａに入射した光は、コア２５ａ内を伝搬して光反射面９１で全反射され、コア９９ａに入射してその内部を伝搬する。コア９９ａから出射された光は、偏向面３９ｂで全反射して受光素子３２ａに入射する。同様に、コア２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの端面から入射した光は、コア２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ内を伝搬して光反射面９２、９３、９４で全反射し、コア９９ｂ、９９ｃ、９９ｄの端面に入射してコア９９ｂ、９９ｃ、９９ｄの他方の端面から偏向面３９ｂに出射される。偏向面３９ｂで全反射された光は、その下方に配置された受光素子３２ｂ、３２ｃ３２ｄの受光面に入射する。
【００８９】
本実施形態の光学素子９０は、コア８８ａ〜８８ｄを備えているので、それぞれの投光素子３１ａ〜３１ｄから出射された光が混じり合ってノイズが発生しにくくなる。また、コア９９ａ〜９９ｄを備えているので、受光素子３２ａ〜３２ｄに入射する光が混じり合ってノイズが発生しにくくなる。
【００９０】
また、この実施形態の変形例としては、各光ファイバと対向する端面から投光素子３１ａ〜３１ｄ又は受光素子３２ａ〜３２ｄと対向する位置までコアを連続的に形成してもよい。すなわち、図１３の実施形態で説明したようなコアを用いてもよい。
【００９１】
（第１０の実施形態）
図２２（ａ）（ｂ）は本発明のさらに別な実施形態によるインターコネクション構造の光トランシーバ（インターコネクション）を示す光ファイバを省略した平面図及び正面図である。この光トランシーバで用いる光学素子１００は、図２１に示した光学素子９０とほぼ同様な構造を有しているが、光反射面の構造が異なっている。この実施形態では、光反射面８５〜８８及び光反射面９１〜９４はいずれも対角方向に沿って隣接するように形成されている。例えば、図２２（ａ）に示すように、光路変換部７３、７４に上下方向に貫通させた三角柱状の貫通孔８２、９６の対角方向の内壁面に沿って光反射面８５〜８８及び光反射面９１〜９４を形成してもよく、あるいは、光路変換部７３、７４の外面に対角方向に沿って光反射面８５〜８８及び光反射面９１〜９４を形成してもよい。
【００９２】
この実施形態では、各投光素子３１ａ〜３１ｄとコア２４ａ〜２４ｄの組み合わせが図２１の実施形態とは逆になり、コア２５ａ〜２５ｄと受光素子３２ａ〜３２ｄの組み合わせも図２１の実施形態とは逆になる。すなわち、投光素子３１ａから出射された光は、光路変換部１０１の偏向面３９ａで全反射され、コア８８ａに入射してその内部を伝搬し、さらに光反射面８５で全反射されてコア２４ａに入射し、コア２４ａ内を伝搬する。コア２４ａの光出射端から出射された光は対向する光ファイバのコアに結合する。同様に、投光素子３１ｂ、３１ｃ、３１ｄから出射された光は、光路変換部１０１の偏向面３９ａで全反射され、コア８８ｂ、８８ｃ、８８ｄに入射してその内部を伝搬し、光反射面８６、８７、８８で全反射されて、それぞれコア２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに入射してその内部を伝搬する。コア２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの光出射端から出射された光はそれぞれ対向する光ファイバのコアに結合する。
【００９３】
また、光ファイバから出射され、その光ファイバの端面と対向したコア２５ａに入射した光は、コア２５ａ内を伝搬して光反射面９４で全反射され、コア９９ｄに入射してその内部を伝搬する。コア９９ｄから出射された光は、偏向面３９ｂで全反射して受光素子３２ｄに入射する。同様に、コア２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの端面から入射した光は、コア２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ内を伝搬して光反射面９３、９２、９１で全反射し、コア９９ｃ、９９ｂ、９９ａの端面に入射してコア９９ｃ、９９ｂ、９９ａの他方の端面から偏向面３９ｂに出射される。偏向面３９ｂで全反射された光は、その下方に配置された受光素子３２ｃ、３２ｂ、３２ａの受光面に入射する。
【００９４】
このような実施形態によれば、投光素子３１ａ〜３１ｄからコア２４ａ〜２４ｄへ至る各光路の光路長をほぼ等しくすることができるので、各コア２４ａ〜２４ｄから出射される光のレベルを等しくすることができる。また、コア２５ａ〜２５ｄから受光素子３２ｄ〜３２ａへ至る各光路の光路長をほぼ等しくすることができるので、各受光素子３２ａ〜３２ｄに入射する光の受光レベルを等しくすることができる。
【００９５】
（第１１の実施形態）
図２３は、第１の実施形態で説明した光学素子２０とソケット１４１とを接着一体化したコネクタ１４５の概略斜視図である。ソケット１４１には、一方の側面から対面する側面に貫通した差込口１４２が設けられており、光学素子２０の光ファイバ３４、３５と対面させるコア２４、２５端面が露出している面と差込口１４２が形成されている面とを接着する。
【００９６】
図２４に示す光フェルール１４４は、プラグ１４３によって光ファイバ３４、３５の端面付近を固定し、その先端部分から光ファイバ３４、３５の端面を露出させたものである。この光フェルール１４４をコネクタ１４５の差込口１４２に差し込むと、爪１４７が引っかかって、光ファイバ３４、３５と光学素子２０のコア２４、２５とを光学的に接続した状態でソケット１４１の内部でプラグ１４３が固定される。
【００９７】
なお、ソケット１４１と一体化させる光学素子は、第１の実施形態に示したもの以外の光学素子であってもよい。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、上記実施形態から明らかなように、光トランシーバ等に用いられる光学素子の長さを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非特許文献１に示されている光トランシーバの斜視図である。
【図２】図１の光トランシーバの拡大背面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はいずれも図１の光トランシーバの作用説明図である。
【図４】本発明の一実施形態による光学素子の概略斜視図である。
【図５】図４に示す光学素子を用いた光トランシーバの概略斜視図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は図５の光トランシーバの平面図および正面図である。
【図７】本発明の別な実施形態による光学素子の概略斜視図である。
【図８】図７に示す光学素子の概略分解斜視図である。
【図９】図７に示す光学素子を用いた光トランシーバの概略斜視図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は図９に示す光トランシーバの平面図および正面図である。
【図１１】本発明のさらに別な実施形態による光学素子を用いた光トランシーバの概略斜視図である。
【図１２】図１１に示す光トランシーバの右側面図である。
【図１３】本発明のさらに別な実施形態による光学素子の概略斜視図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）は図１３に示す光学素子を用いた光トランシーバの概略平面図及び概略正面図である。
【図１５】本発明のさらに別な実施形態による光学素子の概略斜視図である。
【図１６】図１５に示す光学素子を用いた光トランシーバの概略斜視図である。
【図１７】本発明のさらに別な実施形態による光学素子を用いた光トランシーバの概略斜視図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施形態による光学素子を用いた光トランシーバの概略斜視図である。
【図１９】上記実施形態の変形例である光トランシーバの概略斜視図である。
【図２０】本発明のさらに別な実施形態による光学素子を用いた光トランシーバの概略斜視図である。
【図２１】本発明のさらに別な実施形態による光学素子を用いた光トランシーバの概略斜視図である。
【図２２】（ａ）（ｂ）は本発明のさらに別な実施形態による光学素子を用いた光トランシーバの一部省略した概略平面図及び概略正面図である。
【図２３】本発明の光学素子を用いたコネクタの概略斜視図である。
【図２４】図２３のコネクタと光フェルールの概略斜視図である。
【符号の説明】
２０    光学素子
２１    下クラッド
２４    コア
２５    コア
２６    上クラッド
２７    光路変換部
２８ａ、２８ｂ  偏向面
２９ａ、２９ｂ  集光レンズ
３０    光学素子
３７ａ、３７ｂ    光路変換部
３８ａ、３８ｂ    光反射面
３９ａ、３９ｂ    偏向面
４１    投光素子実装部
４２    受光素子実装部
５０    光学素子
４７ａ、４７ｂ    光路変換部
４８ａ、４８ｂ    偏向面
５１    投光素子実装部
５２    受光素子実装部
【図１】
2004226430.tif 000003
【図２】
2004226430.tif 000004
【図３】
2004226430.tif 000005
【図４】
2004226430.tif 000006
【図５】
2004226430.tif 000007
【図６】
2004226430.tif 000008
【図７】
2004226430.tif 000009
【図８】
2004226430.tif 000010
【図９】
2004226430.tif 000011
【図１０】
2004226430.tif 000012
【図１１】
2004226430.tif 000013
【図１２】
2004226430.tif 000014
【図１３】
2004226430.tif 000015
【図１４】
2004226430.tif 000016
【図１５】
2004226430.tif 000017
【図１６】
2004226430.tif 000018
【図１７】
2004226430.tif 000019
【図１８】
2004226430.tif 000020
【図１９】
2004226430.tif 000021
【図２０】
2004226430.tif 000022
【図２１】
2004226430.tif 000023
【図２２】
2004226430.tif 000024
【図２３】
2004226430.tif 000025
【図２４】
2004226430.tif 000026