光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュール
【課題】電気伝送を代替する光インターコネクション用の光結合回路を部品点数が少なく且つ安価に入手し得るようにし、損失の少ない送受信用光モジュールを提供すること。
【解決手段】光インターコネクション回路の一部を成す光結合回路１１を、ボード１０上に入力される光信号を一方の端部から他方の端部に案内する導波路１２と、この導波路１２の他方の端部に異なった方向への光信号の送受信を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４を介して光信号を送受信し外部に対して信号の授受を中継する信号伝達手段１５，２５…とを備え、前記導波路１２には前記４５度多重反射ミラー１４内での光信号の広がりを抑制する光レンズ部１２ｃを設け、この光レンズ部１２ｃを前記導波路と一体化するように構成した。そして、信号送受信用光モジュールでは、この光結合回路を装備した。
【解決手段】光インターコネクション回路の一部を成す光結合回路１１を、ボード１０上に入力される光信号を一方の端部から他方の端部に案内する導波路１２と、この導波路１２の他方の端部に異なった方向への光信号の送受信を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４を介して光信号を送受信し外部に対して信号の授受を中継する信号伝達手段１５，２５…とを備え、前記導波路１２には前記４５度多重反射ミラー１４内での光信号の広がりを抑制する光レンズ部１２ｃを設け、この光レンズ部１２ｃを前記導波路と一体化するように構成した。そして、信号送受信用光モジュールでは、この光結合回路を装備した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールに係り、特に、サーバ，ルータ，又はＨＰＣに適用する光インターコネクション用モジュールに用いられる光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
（最近の動向）
１０〔Ｇbps 〕以上のインターコネクションの高速化において、電気伝送の限界が見えはじめている。特に、筐体間の伝送距離を確保するための電気伝送では、波形整形回路を付加するなどに起因して消費電力の増大が問題になっている。そのため、昨今にあっては、光インターコネクションを用いて波形整形回路を不要とすることで消費電力を低減することが提案されている。
【０００３】
一方、インターコネクション用として光インターコネクションを用いる場合には、電気信号を光信号に、又光信号を電気信号に変換する光モジュールが必要である。
このような光モジュールの例として、非特許文献１や非特許文献２にはマルチチャンネルの光トランシーバが報告されている。
【０００４】
非特許文献１の図１や非特許文献２の図７および図９に示されるように、光モジュールは、光駆動回路（ＬＤＤ，ＴＩＡ）と光素子（ＶＣＳＥＬ，ＰＤ）、レンズ、電気配線、光配線、ミラー、及びコネクタから構成される。このような光モジュールでは、光素子としては面発光レーザ素子（面発光型半導体レーザ：ＶＣＳＥＬ）が用いられる。
【０００５】
この面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は端面発光レーザに比べて動作電流が小さく、これを駆動するＩＣの消費電力を抑制できるメリットがある。この面発光レーザにおいては、レーザ光はＶＣＳＥＬチップに対して垂直方向に出射される。
このため、非特許文献１のようにポリマー導波路を光信号線路に用いる場合や、非特許文献２のようにマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）と結合し且つモジュールが実装されるボードとボードの間隔が狭い場合には、反射端面が４５度に設定された４５度ミラーとレンズとを介することで、光素子と導波路の間の光結合を行なっている。
【０００６】
この４５度ミラーは作製しやすく光路を変換できるが、自由空間において４５度ミラーだけでは光が広がってしまう。従って高効率の光結合を実現するためにレンズと一緒に用いられる。
【０００７】
これに対して、４５度ミラーとレンズの組み合わせを用いずに光路を変換するものとしては特許文献１の図１４や図１７に示される光路変換部品がある。
この特許文献１に開示された構造では、光は導波路により閉じ込められたまま４５度ミラーにより光路が変換できるために、光は広がることなく光路変換をすることが可能となる。
更に、電気信号を光信号に変換して光導波路に送り込む光電変換部材として面発光レーザが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2007-334343
【特許文献２】特開2009-141119
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】OFC/NFOEC2008 予稿集 OThS4
【非特許文献２】ECTC2008 予稿集 1838 ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、電気伝送を代替するような光インタ−コネクションには、従来より低コスト化が求められる。しかしながら、この光インタ−コネクションについては、光モジュールの部品コスト及びアセンブリコストが高いため、高性能コンピューティングシステム（ＨＰＣ：Ｈigh Ｐerformance Ｃomputing systems）や高級ルータなどの高価な装置にしか導入が進んでいなかった。
【００１１】
又、非特許文献１や非特許文献２のようにレンズとミラーを使う光モジュールには、低コスト化に向けて部品点数の削減が求められている。
更に、レンズを用いない特許文献１のような構造では、部品点数を減らせる可能性はあるものの部材の作製ばらつきを考慮すると、光路変換部品と導波路の間の光軸調整が難しいという課題があり、これがため、低コストの画像処理などを利用しての実装を適用することができないという問題があった。
また、特許文献２では、光電変換部材にかかる技術内容の開示にとどめられており、その応用回路については開示がない。
【００１２】
（発明の目的）
本発明は、かかる関連技術の有する不都合を改善し、特に部品点数が少なく且つ安価に入手し得る生産性良好な光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明にかかる光結合回路は、基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する４５度多重反射ミラーと、この４５度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記４５度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記４５度多重反射ミラー側に、当該４５度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化するという構成を採っている。
【００１４】
又、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備え、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとしては電気信号を光信号に変換する面発光レーザを含むものを採用し、又受信側光アセンブリとしてはホトダイオード含むものを採用した。
【００１５】
更に、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備え、
前記光式インターコネクション回路を、前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光連結回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光連結回路とにより構成した。
更に、前記送信側光アセンブリとしては電気信号を光信号に変換する面発光レーザを含むものを採用し、又受信側光アセンブリとしてはホトダイオード含むものを採用した。
【００１６】
また、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、同一ボード上に装備された伝送信号処理部に外部入力される電気信号を、外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項４に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている４５度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部を装備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上述したように構成されているので、これによると、電気伝送を代替するような光インタ−コネクションとして、複数の導入送信信号の変換及び伝送に際しては光信号用の複数の導波路と４５度多重反射ミラーと信号変換素子を４５度多重反射ミラーに装備すると共に各導波路の４５度多重反射ミラー側にレンズ部を装備するという構成を採用したので、これにより部品点数が大幅に少なくなり、更に低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となるという優れた光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第１実施形態を示す概略平面図である。
【図２】図１に開示した光モジュールに含まれる送信側光アセンブリ（第１の光結合回路）の一部を示す斜視図である。
【図３】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）示す図で、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は正面図である。
【図４】図１に開示した第１の光結合回路の一部を示す導波路と４５度多重反射ミラーとの配置関係を示す説明図である。
【図５】図１に開示した光モジュールに含まれる受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）の一部を示す斜視図である。
【図６】図５に開示した受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）示す図で、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は正面図である。
【図７】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている光レンズ部の他の例を示す図で、図７（Ａ）は斜視図、図７（Ｂ）は平面図、図７（Ｃ）は正面図である。
【図８】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図８（Ａ）は斜視図、図８（Ｂ）は平面図、図８（Ｃ）は正面図である。
【図９】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図９（Ａ）は斜視図、図９（Ｂ）は平面図、図９（Ｃ）は正面図である。
【図１０】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図１０（Ａ）は斜視図、図１０（Ｂ）は平面図、図１０（Ｃ）は正面図である。
【図１１】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている４５度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す説明図である。
【図１２】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている４５度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す他の説明図である。
【図１３】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている４５度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す更に他の説明図である。
【図１４】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている４５度多重反射ミラーにおける面発光レーザの出射面入射角φに対する光出射角θの広がりとの関係の計算結果を示す線図である。
【図１５】面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の遠視野像を示す線図である。
【図１６】本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第２実施形態を示す概略平面図である。
【図１７】図１６に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第３の光結合回路（送信側段付光結合回路）の一例を示す概略斜視図である。
【図１８】図１６に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第４の光結合回路（ＭＭＦアレイ連結用送信側光結合回路）の一例を示す概略斜視図である。
【図１９】図１６に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第５の光結合回路（ＭＭＦアレイ連結用送信側光結合回路）の一例を示す概略斜視図である。
【図２０】図１６に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第６の光結合回路（受信側段付光結合回路）の一例を示す概略斜視図である。
【図２１】本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第３実施形態を示す概略平面図である。
【図２２】図２１に開示された信号送受信用光モジュールの一部を構成する二層構造の送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）を示す図で、図２２（Ａ）はその一部を示す平面図、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）の正面図である。
【図２３】図２１に開示された信号送受信用光モジュールの一部を構成する二層構造の受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）を示す図で、図２３（Ａ）はその一部を示す平面図、図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）の正面図である。
【図２４】本発明の第４実施形態を示す概略平面図概略平面図である。
【図２５】図２４に開示した一方の光結合回路部分の送信側光変換部を示す概略断面図である。
【図２６】図２４に開示した一方の光結合回路部分の送信側光結合部を示す概略断面図である。
【図２７】図２４に開示した送信側光変換部の要部を構成する光電気統合ソケット部分を示す説明図である。
【図２８】図２７に開示した光電気統合ソケット部で用いる異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）の製造方法の概略説明図である。
【図２９】図２４に開示した他方の光結合回路部分の受信側光変換部を示す概略断面図である。
【図３０】図２４に開示した他方の光結合回路部分の受信側光結合部を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図１５に基づいて説明する。
図１に、本発明にかかる光結合回路１１，１２を組み込んだ信号送受信用の光モジュール１を示す。
【００２０】
＜光モジュール＞
この図１において、光モジュール１は、外部入力される信号を取り込んで伝送信号として信号処理する伝送信号処理部２と、この伝送信号処理部２からの出力信号を光信号に変換する一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１と、この一方の光結合回路１１から出力される光信号を予め設置されている導波路（ポリマー導波路）１２を介して取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）１３と、この他方の光結合回路１３で変換された電気信号を外部に向けて発信するための信号処理を行う発信信号処理部３とを備えている。
【００２１】
ここで、上記一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１と、この一方の光結合回路１１から出力される光信号を取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）１３と、この一方と他方の各光結合回路を連結する導波路（ポリマー導波路）１２とにより、光信号伝送路（光式インターコネクション回路）１Ａが構成されている。又、符号１０は、上記各構成部材を保持する基板を示す。
【００２２】
＜送信側光アセンブリ１１＞
送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）１１は、図２乃至図３に示すように、受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）１３に向けて送り出される光信号を案内する導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ）と、この各導波路１２１ 〜１２３ の他方の端部（図２の右端部）に対向して配設され当該各導波路１２１ 〜１２３ に向けて光信号の伝搬を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４を介して前記各導波路１２１ 〜１２３ に対して伝送信号処理部２から入力される電気信号を光信号に変換して送り込む信号伝達手段１５とを備えている。
【００２３】
ここで、各導波路１２１ 〜１２３ の全体を指標する場合は、符号１２をもって導波路とする。また、この各導波路１２１ 〜１２３ およびこれに関連する構成部材（例えば後述する面発光レーザ１６１ ，１６２ ，１６３ 等）については、本第１実施形態ではそれぞれ三個の場合を例示しているが、４個以上であってもよい。他の実施形態においても同様である。
【００２４】
次に、上記導波路１２１ については、コア層１２ａが屈折率の異なる透明部材からなるクラッド部１２ｂに取り囲まれて導波路１２１ が特定され当該クラッド部１２ｂと一体的に形成されている。他の導波路１２２ ，１２３ についても同様である。
そして、この各導波路（コア層１２ａ）１２１ ，１２２ ，１２３ とクラッド部１２ｂと後述するレンズ部１２ｃとにより導波路アレイ１２が構成されている。
【００２５】
前述した各導波路１２１ 〜１２３ の各他端部（図２の右端部）には、４５度多重反射ミラー１４との対向面部分に、当該４５度多重反射ミラー１４から送り出される（後述する受信側光アセンブリでは、送り込まれる）光信号の拡散を抑制する光レンズ部１２ｃが、それぞれ設置されている。そして、この各光レンズ部１２ｃ，１２ｃ，１２ｃは、前述した各導波路１２１ 〜１２３ にそれぞれ一体化されて構成されている。
【００２６】
ここで、４５度多重反射ミラー１４は、本第１実施形態にあっては、四角柱状に形成され、その断面内には４５度方向に反射ミラー膜１４ｂがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜１４ｂ相互間には透明部材からなる誘電体が充填された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層１４ａ，１４ａ，…が形成されている。
【００２７】
そして、前述した各導波路１２１ 〜１２３ は、その光レンズ部１２ｃ部分が、上記４５度多重反射ミラー１４が備えている複数の光信号伝送多重層１４ａ，１４ａ，…の内の少なくとも一つの層に対応させて、配設されている。この場合、導波路１２１ と４５度多重反射ミラー１４とは、図３（ｂ）に示すように、３つの光信号伝送多重層１４ａに対応させて配設されている。他の各導波路１２２ ，１２３ の場合も同様である。
【００２８】
これにより、各導波路１２１ 〜１２３ と上述した４５度多重反射ミラー１４との間における光信号の拡散が有効に抑制され、光信号の伝搬途上における感度低下が有効に抑制されている。
【００２９】
図４に、導波路１２１ と４５度多重反射ミラー１４との対応位置関係を示す。導波路１２２ ，１２３ についても同様である。この図４に示す三次元座標は、以後の説明において成される座標位置関係に全て適用されるものとする。
【００３０】
前述した信号伝達手段１５は、図２乃至図３に示すように、４５度多重反射ミラー１４の前記各導波路１２１ 〜１２３ に対して光学的に導通した面の反対側の端面（図１では上端面）に設置された面発光レーザ１６１ ，１６２ ，１６３ と、この各面発光レーザ１６１ 〜１６３ に対して駆動用の電気信号を個別に送り込む電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ とを含んで構成されている。
【００３１】
ここで、符号１８は複数の面発光レーザ１６１ ，１６２ ，１６３ を備えた面発光レーザアレイを示す。この面発光レーザアレイ１８は、図２，図３に示すように、上述した複数の面発光レーザ１６１ 〜１６３ と、当該各面発光レーザ１６１ 〜１６３ を保持すると共に予め設定された装備位置を特定するレーザ保持部材１８Ａと、このレーザ保持部材１８Ａに装備された前記各面発光レーザ１６１ 〜１６３ に対応して個別に設置された複数のレーザ用電極１８ａ，１８ａ，……と、前記各電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ の端部に個別に対応して設置された複数のバンプ用通電電極１８ｂ，１８ｂ，……と、この各電極１８ａ，１８ｂの相互間を個別に接続する電極接続回路１８ｃ，１８ｃ，……とを、それぞれ備えて構成されている。
【００３２】
符号２０ａ，２０ａ，……は、対応する各電気配線回路１７１ 〜１７３ とバンプ用通電電極１８ｂ，１８ｂ，……とを個別に接続するバンプ（球状接続端子）を示す。
ここで、このバンプ（球状接続端子）２０ａは、本実施形態では、電気信号の伝達に直接寄与しない箇所にも、組立バランス上、図２，図３に示すように複数装備されている。符号１８ｅ，１８ｅ，……は、バンプ用通電電極１８ｂと同等に形成されたバンプ装備用の他の電極を示す。
【００３３】
これにより、前述した各面発光レーザ１６１ 〜１６３ に対しては、上記各電気配線回路１７１ 〜１７３ から前述した駆動信号が、対応する上記各電極１８ａ，１８ｂおよび電極接続回路１８ｃを介して個別に送り込まれ、各別に印加されるようになっている。
【００３４】
このため、各電気配線回路１７１ 〜１７３ を介して前述した伝送信号処理部２から送り込まれる所定の電気信号（レーザ用駆動信号）は、面発光レーザ１６１ 〜１６３ を駆動すると共にこれによってレーザ駆動信号に含まれる所定の電気信号が光信号に変換され、４５度多重反射ミラー１４を介して各光レンズ部１２ｃで個別に集光されて対応する各導波路１２１ 〜１２３ へ確実に伝送されるようになっている。
【００３５】
次に、上述した一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１の各構成要素について詳述する。
【００３６】
（４５度多重反射ミラー）
まず、前述した４５度多重反射ミラー１４は、交互に積層された光信号伝送多重層（誘電体層）１４ａ，１４ａ，……と、反射ミラー膜（金属薄膜）１４ｂ，１４ｂ，……とからなる。
この４５度多重反射ミラー１４は、誘電体層１４ａと金属薄膜１４ｂの多層構造を作製した後、ダイシングにより作製される。
【００３７】
光信号伝送多重層（誘電体層）１４ａの形成に際しては、まず、Ｓｉやガラスなどの基板上にスパッタ，ＣＶＤ，ＰＣＶＤ，又はスピンコートなどで製膜する方法があり、或いは、プリフォーム法を用いた熱延伸などの製膜方法がある。一方、反射ミラー膜を成す金属薄膜１４ｂの製膜方法には、スパッタ，真空蒸着，E-gun ，又はメッキなどによる手法が用いられる。
【００３８】
光信号伝送多重層（誘電体層）１４ａの素材である誘電体としては、SiOx，SiOxNy，SiNx，ポリマー，ＢＣＢなどがある。一方、反射ミラー膜（金属薄膜）１４ｂの素材である薄膜としては、Ti，Pt，Au，Ｎi ，Cu，Ag，Snなど、及びこれらの組み合わせにより構成される。これらの素材については、使用する光の波長帯や材料との密着性を考慮して選択される。
【００３９】
上記誘電体層１４ａおよび金属薄膜１４ｂの多層構造の形成に際しては、製膜の場合、誘電体と金属薄膜を交互に基板上に形成すればよい。プリフォームを用いた方法であれば誘電体のシートを作製した後に金属薄膜を形成し、金属面同士を張り合わせるなどの方法を採用してもよい。
【００４０】
（導波路について）
導波路（ポリマー導波路）１２１ 〜１２３ 部分は、まず、当該各導波路１２１ 〜１２３ を構成する素材部分であるコア層１２ａをフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成し、その後に、各導波路１２１ 〜１２３ の周囲を構成するクラッド層１２ｂで埋め込まれることで形成される。
この場合、上記各光レンズ部１２ｃは、本第１実施形態では半円柱状に形成されている。この各光レンズ部１２ｃは、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより各導波路１２１ 〜１２３ に端部を円弧に加工することで得られる。
【００４１】
ドライエッチング用のマスクとしては、まず金属薄膜を形成し、レジストマスクで金属薄膜をエッチング加工し、このパターニングされた金属薄膜をマスクにしてドライエッチングを行なうようにしてもよい。又、この場合の金属薄膜は、ポリイミドの加工の目的のほかに、電気部品を実装する際の電気の配線パターンや光部品を実装するためのマーカーとして用いることも可能である。また、感光性のポリイミドなどを用いて、導波路パターンや円柱状レンズを直接形成してもよい。
【００４２】
（送信側光アセンブリの構築）
又、送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）１１の製造工程では、導波路１２１ 〜１２３ に対して４５度多重反射ミラーを併設装備した後に、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１６１ 〜１６３ を搭載する。
【００４３】
従って、導波路１２１ 〜１２３ のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、４５度多重反射ミラー１４の表面の位置（即ち、Ｙ軸方向）の制御を行うことで、面発光レーザ１６１ 〜１６３ の搭載のＺ軸方向の位置が一意的に決まる。この面発光レーザ１６１ 〜１６３ の搭載位置は、４５度多重反射ミラー１４のＹ軸方向情報（導波路表面と４５度多重反射ミラー表面位置の差分）とＺ軸方向の情報（導波路表面に形成したマーカ等に対する、４５度多重反射ミラーの導波路側のエッジ位置の差分）をもとに算出され、高精度な実装が可能となる。
【００４４】
この場合、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１６１ 〜１６３ と導波路１２１ 〜１２３ との間で高効率の結合を実現するには開口数ＮＡ（Numerical Aerture ）を調整する必要がある。光のスポットサイズが小さくても導波路１２１ 〜１２３ の内部に入った光のコア／クラッドの反射角が全反射角よりも小さいと、コア層内の光がクラッド層側に抜けてしまい光が伝播しないためである。
【００４５】
導波路１２１ 〜１２３ のＸ軸方向に関しては半円柱状レンズでＮＡを調整することができる。又、導波路１２１ 〜１２３ のＹ軸方向にはＮＡの調整機構はないので、導波路１２１ 〜１２３ のＮＡをレーザ光の放射角に対して大きくとる必要がある。そのため、例えば屈折率１．５付近のポリマー導波路では、コア層とクラッド層の間の屈折率差は２〔％〕以上とするとよい。
【００４６】
＜受信側光アセンブリ１３＞
次に、受信側光アセンブリである他方の光結合回路１３を、図５乃至図６に基づいて説明する。
【００４７】
この他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）１３は、本第１実施形態では、前述した一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１と同一の基板１０上に設置され、前述したように、当該一方の光結合回路１１から導波路２（１２１ 〜１２３ ）を介して送り込まれる光信号Ｂを電気信号Ａに変換して出力する。そして、この変換された電気信号Ａは、前述した発信信号処理部３を介して外部へ発信されるようになっている。
【００４８】
この受信側光アセンブリである他方の光結合回路１３は、図５乃至図６に示すように、上記一方の光結合回路１１にあって、前述した複数の面発光レーザ１６１ 〜１６３ に代えて光電変換素子であるホトダイオード２６１ 〜２６３ を装備した点に特徴を有する。符号２８ａ，２８ａ，……は、ホトダイオード２６１ 〜２６３ に対応して装備された複数の光電変換素子用電極を示す。
【００４９】
即ち、この他方の光結合回路１３は、図５乃至図６に示すように、前述した一方の光結合回路１１から送り込まれる光信号を案内する導波路（コア層１２ａ）１２１ ，１２２ ，１２３ と、この各導波路１２１ 〜１２３ の他方の端部（図５の右端部）に対向して配設され当該各導波路１２１ 〜１２３ とは異なった方向への光信号を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４を介して前記各導波路１２１ 〜１２３ からの光信号にかかる信号を外部に対して送り出す中継機能を備えた信号伝達手段２５とを備えている。
【００５０】
この内、信号伝達手段２５は、図５乃至図６に示すように、４５度多重反射ミラー１４の前記各導波路１２１ 〜１２３ と光学的に導通した面の反対側の端面（図５では上端面）に設置された光電変換素子としてのホトダイオード２６１ ，２６２ ，２６３ と、この各ホトダイオード２６１ 〜２６３ から出力される電気信号を外部へ個別に送り出す電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ とを含むで構成されている。
【００５１】
ここで、符号２８は前述した面発光レーザアレイ１８に代えて装備されたホトダイオードアレイを示す。このホトダイオードアレイ２８は、図６（ｂ）に示すように、上述した複数のホトダイオード２６１ 〜２６３ と、当該各ホトダイオード２６１ 〜２６３ を保持すると共に予め設定された装備位置を特定するダイオード保持部材２８Ａと、このダイオード保持部材２８Ａに対応して個別に設置された複数のホトダイオード用電極２８ａ，２８ａ，……と、前記各電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ の端部に個別に対応して設置された複数のバンプ用通電電極１８ｂ，１８ｂ，……と、この各電極１８ａ，１８ｂの相互間を個別に接続する電極接続回路１８ｃ，１８ｃ，……とを、それぞれ備えて構成されている。
【００５２】
又、符号２８ｅ，２８ｅ，……は、バンプ用通電電極２８ｂと同等に形成されたバンプ装備用の他の電極を示す。
その他の構成は、前述した一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１と同一となっている。
【００５３】
これにより、前述した各ホトダイオード２６１ 〜２６３ にて光電変換された電気信号は、上述したように各電気配線回路１７１ 〜１７３ を介して前述した発信信号処理部３へ送られ当該発信信号処理部３から外部へ発信されるようになっている。
【００５４】
（受信側光アセンブリの構築）
受信側光アセンブリ１３の製造工程では各導波路１２１ 〜１２３ に対して４５度多重反射ミラー１４を併設装備した後に対応する各ホトダイオード２６１ 〜２６３ を搭載する順番になる。従って、各導波路１２１ 〜１２３ のコア層１２ａの表面からの位置情報を参考に４５度多重反射ミラー１４の表面の位置（即ち、Ｙ軸方向）の制御を行うことで、各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の搭載のＺ軸方向位置が一意的に決まる。
【００５５】
各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の搭載位置は、４５度多重反射ミラー１４のＹ方向情報（導波路の表面と４５度多重反射ミラーの表面位置の差分）とＺ方向情報（導波路表面に形成したマーカ等に対する、４５度多重反射ミラーの導波路側のエッジ位置の差分）をもとに算出され高精度な実装が可能となる。
【００５６】
導波路１２１ 〜１２３ と各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の間の高効率結合を実現するには、Ｘ軸方向には半円柱状レンズ１２Ｃがあるので集光が可能である。導波路１２１ 〜１２３ のＹ軸方向には集光の機能がないので、各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の吸収層の直径に比べて導波路１２１ 〜１２３ のＹ方向のコア層の厚みが薄く、各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の吸収層の直径に比べて４５度多重反射ミラーに薄く閉じ込められていることが望ましい。
【００５７】
＜光レンズ部１２ｃの他の例＞
ここで、前述した光レンズ部１２ｃの他の例について説明する。
円柱状レンズ部の構造は上記図４のような構造のものに限定されるものではない。下記に示す図７乃至図１０のような構成も、有効に使用することができる。
【００５８】
（拡張レンズ型（１））
図７にこれを示す。
この図７に示す拡張レンズ型の光レンズ部１２Ｐは、半円柱状レンズを基本構成とすると共に、前述した導波路１２１ を構成するコア層の端部を含み且つ前述した４５度多重反射ミラー１４（図１１乃至図１３参照）の光信号伝送多重層１４ａ，１４ａの入力端面に沿ってＴ字状に広げられ且つ両側に位置するクラッド層を覆う状態に設定されている。この光レンズ部１２Ｐは、前述したコア層と同一の素材で一体的に構成されている。
【００５９】
ここで、図７（Ａ）は拡張レンズ型の光レンズ部１２Ｐを前記４５度多重反射ミラー１４側の端部に配置した導波路１２１ の光レンズ部部分を示す斜視図、図７（Ｂ）は平面図、図７（Ｃ）は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図４における光レンズ部１２Ｃの場合と同一となっている。
【００６０】
この図７の場合、導波路１２１ は導波路がポリマー内部でとぎれた構造となっている。一方、円柱レンズ部１２ＰのＹ軸方向には、コア層とクラッド層の構造を維持しており光は閉じ込められている。このため、レンズ径を大きくすることでＸ方向に広がった光を集光できる。
【００６１】
このため、この図７の場合、導波路１２１ と４５度多重反射ミラー１４との相互間における光信号の授受に際しては、拡散を更に有効に抑制することができ、相互間での光信号の授受を効率よく実行することが可能となる。
他の導波路１２２ ，１２３ についても同様の光レンズ部１２Ｐが設けられ同様に機能するようになっている。
【００６２】
（拡張レンズ型（２））
図８にこれを示す。
この図８に示す拡張レンズ型の光レンズ部１２Ｑは、上記拡張レンズ型（１）と同一の形状に形成されている。一方、この光レンズ部１２Ｑは、その素材を前述したコア層を取り巻く周囲のクラッド層１２ｂと同一の素材で形成した点に特徴を有する。
【００６３】
ここで、図８（Ａ）は拡張レンズ型の光レンズ部１２Ｑを先端部に配置した導波路１２１ の光レンズ部１２Ｑ部分を示す斜視図、図８（Ｂ）は平面図、図８（Ｃ）は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図４における光レンズ部１２ｃの場合と同一となっている。
【００６４】
この図８の例でも、導波路１２１ がポリマー内部でとぎれた構造となっている。円柱レンズ部１２Ｑ側ではそのＹ軸方向にコア層とクラッド層の構造はない。このため、レンズ部１２ＱではＹ軸方向の光の閉じ込めが無いのでレンズ部１２ＱでＹ軸方向には光がレンズの厚み分広がる。一方、コア層がないことにより、コア層を形成後に感光性のポリイミドで埋め込むことが可能となり、かかる点において導波路１２１ の作製プロセスが簡易化され、生産性を高めることができる。
【００６５】
他の導波路１２２ ，１２３ についても同様の光レンズ部１２Ｑが設けられ同様に機能するようになっている。
このようにしても、前述した図７に示す光レンズ部１２Ｐの場合とほぼ同様の作用効果を安価に得ることができる。
【００６６】
（フレネルレンズ型）
図９にこれを示す。
この図９に示すフレネルレンズ型の光レンズ部１２Ｆは、図７に開示した上記拡張レンズ型（１）におけるレンズ部分を、フレネルレンズ型のレンズ部分とした点に特徴を有する。一方、この光レンズ部１２Ｆは、その素材を前述したコア層１２ａと同一の素材で形成した点に特徴を有する。
【００６７】
ここで、図９（Ａ）はフレネルレンズ型の光レンズ部１２Ｆを先端部に配置した導波路１２１ の光レンズ部１２Ｆ部分を示す斜視図、図９（Ｂ）は平面図、図９（Ｃ）は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図４における光レンズ部１２Ｃの場合と同一となっている。
【００６８】
この図９では、導波路１２１ がポリマー内部でとぎれた構造となっている。ただし、円柱レンズ部１２ＦのＹ軸方向にはコア層とクラッド層の構造を維持しており光は閉じ込められている。そして、レンズ径を大きくすることでＸ軸方向に広がった光を集光できると同時に、フレネルレンズを用いることでレンズ周辺部と４５度多重反射ミラー１４との間の自由空間での光路長を減らし、自由空間で光がＹ軸方向に広がるのを有効に抑制することができる。
【００６９】
他の導波路１２２ ，１２３ についても同様の光レンズ部１２Ｆが設けられ同様に機能するようになっている。
このようにしても、前述した図７に示す光レンズ部１２Ｐの場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００７０】
（二重レンズ型）
図１０にこれを示す。
この二重レンズ型光レンズ部１２Ｗは、図９に開示したフレネルレンズ型のレンズ部１２Ｆのレンズ面に対向して、図１０に示すように半円柱状レンズ部１２Ｇを設けた点に特徴を有する。この半円柱状レンズ部１２Ｇは、前述した導波路１２１ の周囲の部材であるクラッド層１２ｂとは異なった屈折率の透明素材によって構成されている。
【００７１】
ここで、図１０（Ａ）はフレネルレンズ型の光レンズ部１２Ｆを先端部に配置した導波路１２１ の光レンズ部１２Ｆ部分を示す斜視図、図１０（Ｂ）は平面図、図１０（Ｃ）は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図４における光レンズ部１２Ｃの場合と同一となっている。
【００７２】
図１０では半円柱状レンズ部１２Ｇをポリマー内部に含む構成になっている。これにより、多重反射ミラーと接する部分を直線の端面で構成できる。このため、前述した４５度多重反射ミラー１４と半円柱状レンズ部１２Ｇのレンズ面との間をコア層１２ａと同じ透明樹脂で埋めることもでき、結露等にも強くなりモジュールの信頼性を高めることができる。
【００７３】
このように、半円柱状レンズについては、図７乃至図９の単一レンズ系に限らず図１０のように複数のレンズを組み合わせてもよい。これにより、設計自由度を高めることができる。又、図１０のような半円柱状レンズ部１２Ｇであれば、４５度多重反射ミラー１４の内部の誘電体層にも形成することは可能である。しかし、その場合には、４５度多重反射ミラー１４を導波路に配置する際に４５度多重反射ミラー１４もＸ軸方向の位置も正確に制御する必要が生じるが、特に不都合はない。
【００７４】
即ち、この二重レンズ型光レンズ部１２Ｗは、半円柱状レンズ部１２Ｇの凸部が前述したフレネルレンズ型のレンズ部１２Ｆのレンズ面に対向して設置されているので、前述した４５度多重反射ミラー１４の側面（光授受面）を平坦な端面とすることができる。このため、４５度多重反射ミラー１４と導波路１２１ とをレンズ部１２Ｗを介して密着させて連結装備することができ、かかる点において光信号の拡散を更に有効に阻止して効率のよい光信号の授受が可能となるという利点を得るもことができる。
他の導波路１２２ ，１２３ についても、同様の二重レンズ型光レンズ部１２Ｗが設けられ同様に機能するようになっている。
【００７５】
＜全体の動作＞
次に、上記第１実施形態における全体的な動作について説明する。
まず、図１において、外部から所定の送信信号が設定入力されると、伝送信号処理部２がこれを取り込んで信号処理し伝送信号として出力する。この伝送信号処理部２から出力された伝送信号は、光信号伝送路１Ａで光信号に変換されて発信信号処理部３に向けて伝送され再び電気信号に変換されて当該発信信号処理部３へ送り込まれる。
【００７６】
この場合、光信号伝送路１Ａでは、まず、その一端部に装備された一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１が伝送信号処理部２からの電気信号を光信号に変換する。具体的には、電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ を介して伝送信号処理部２から送り込まれる電気信号（レーザ駆動信号）は、信号伝達手段１５の一部を成す面発光レーザアレイ１８に装備された面発光レーザ１６１ 〜１６３ によって、個別に光信号に変換され、送信側の４５度多重反射ミラー１４を介して対応する導波路１２１ ，１２２ ，１２３ へ送り込まれ、この導波路１２１ 〜１２３ を介して一端部に装備された他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）１３へ送られる。
【００７７】
ここで、面発光レーザ１６１ 〜１６３ のレーザ発光部から出力された光は、Ｚ軸方向に関して、４５度多重反射ミラー１４におけるミラーとミラーの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、導波路１２１ 〜１２３ に送り込まれる。
【００７８】
このため、光信号伝送路１Ａでは、その前段側で、各電気配線回路１７１ 〜１７３ を介して前述した伝送信号処理部２から送り込まれる所定の電気信号（レーザ用駆動信号）は、面発光レーザ１６１ 〜１６３ を駆動すると共にこれによってレーザ駆動信号に含まれる所定の電気信号が光信号に変換され、４５度多重反射ミラー１４を介して各光レンズ部１２ｃで個別に集光されて対応する各導波路１２１ 〜１２３ へ確実に伝送される。
【００７９】
次に、導波路１２１ 〜１２３ を介して伝送された光信号は、受信側の信号伝達手段２５の一部を成すホトダイオードアレイ２８に装備されたホトダイオード（光電変換素子）２６１ 〜２６３ で個別に光電変化され、受信側の４５度多重反射ミラー１４及び電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ を介して個別に前述した発信信号処理部３へ送り込まれる。
【００８０】
この場合、導波路１２１ 〜１２３ を介して送り込まれた光信号は、４５度多重反射ミラー１４におけるミラーとミラーの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたままホトダイオード（光電変換素子）２６１ 〜２６３ に到達し、このホトダイオード２６１ 〜２６３ でよって個別に電気信号に変換されて前述したように発信信号処理部３へ送り込まれる。
【００８１】
（４５度多重反射ミラーの作用）
ここで、上述した４５度多重反射ミラー１４内における光信号の伝搬状態を、図１１乃至図１５に基づいて説明する。
【００８２】
まず、４５度多重反射ミラー１４内の光線追跡の例を図１１乃至図１３に示す。
この内、図１１に示すように、多重反射ミラー出射側において光線の軌道は、軌道Ａと軌道Ｂの大きく二つに分類される。
通常の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の空気に対する放射全角は３５度以下であり、片側では１７．５度以下になる。例えば屈折率１．５４の媒体の中では片側１１．２度以下となる。
【００８３】
又、図１１に示すように、多重反射の軌跡によっては、出射面に対する入射角φが異なる。即ち、軌道Ａの場合、入射角φは１１．２度以下になる。一方、軌道Ｂの場合は「９０−１１．２＝７８．８度」以上になる。
一方、図１２に示すように、出射面の外側の領域が空気であれば、軌道Ａの場合は空気と誘電体の屈折率差分の透過率をもって出射する。軌道Ｂの場合も出射面ｘ点) で一度全反射し、再度金属ミラーで反射したのち空気と誘電体の屈折率差分の透過率をもって出射する。
【００８４】
また、図１３に示すように、出射面の外側の領域の屈折率が誘電体に近い屈折率であれば軌道Ａの場合はそのまま出射する。一方、軌道Ｂの場合には出射面で深い角度のまま出射し迷光となる。
【００８５】
図１４は、ミラー間隔５〔μｍ〕の４５度多重反射ミラー１４を用いた場合の上述の出射面入射角φとレーザ出射角θ（全体の広がり角度）の関係を示す計算結果である。
また、図１２における軌道Ｂのように、出射面での入射角が大きくなるのは、レーザ光の放射角が広い場合であって、レーザ光の放射角がプラス側のみで生じた場合である。
【００８６】
放射角の比較的広い図１５のような面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の遠視野像を仮定し、図１３のように４５度多重反射ミラー１４の出射面の外側領域の屈折率が誘電体に近いとして、軌道Ｂのように出射面で深い角度のまま出射し迷光となる比率を計算したところ、５〔％〕以下であった。
このことから、４５度多重反射ミラー１４が面発光レーザ１６１ 〜１６３ のような光源に対して光路変換として効率の高いものであるになっていることがわかった。
【００８７】
一方、図２乃至図３の場合、Ｘ軸方向に関して光は閉じ込められていないのでレーザ光出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱レンズ１２ｃを介して有効に集光される。
【００８８】
実装上の観点から４５度多重反射ミラー１４は周期的な構造を有しているので、部材の精度としてＹ軸方向に対して金属層（ミラー面）がずれていても周期構造の周期分のずれしか位置ずれを生じない。又、多重反射ミラーはＸ軸方向に対し同じ形を有するので、ずれても問題を生じない。
即ち、４５度多重反射ミラー１４は積層構造になっているため、ミラー位置が平行にずれてもミラー間隔分しかずれの影響を生じない。このため、部品の作製精度がゆるく、光レンズなどにくらべて低コストに作製が可能である。
【００８９】
更に、４５度多重反射ミラー１４の配置位置は、ビジュアルアライメントを用いて部材のエッジや部材に予め形成したマーカを参照し、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の制御が可能である。また、導波路１２１ 〜１２３ 表面の高さを参照面として、同じ側にある４５度多重反射ミラー１４の表面（即ち、Ｙ軸方向）の位置制御をすることもできる。高さの固定には、半田や銀ペーストを用いることができる。
加熱してどろどろに融けた状態から硬化するまで高さを保持することで高さの制御が可能である。導波路１２１ 〜１２３ を形成する基板１０が透明であれば光硬化樹脂を用いてもよい。
【００９０】
又、本第１実施形態にあっては、導波路１２１ 〜１２３ にモノリシックに付された半円柱状レンズ１２ｃはフォトリソグラフィーで作製できるため、量産に向いており低コストに作製できる。又、半円柱状レンズを装備することで光の放射角が変換される。これにより、導波路１２１ 〜１２３ もしくは４５度多重反射ミラー１４に形成された半円柱状レンズ１２ｃは光軸と垂直な面内の１軸に関して放射角を変換する。
【００９１】
更に、垂直なもう一つの軸の放射角を変換するために、図１０に示すもう一つの半円柱状レンズ１２Ｇを用いると、これにより２軸方向に関して放射角を変換することができ、ポリマー導波路よりもＮＡ（開口数）が小さい導波路に対しても結合が可能となる。又、４５度多重反射ミラーおよびこれに隣接して配置する半円柱状ミラーも１方向に関して均一な構造になっているため作製が容易であり、実装においても制御が簡単になるため、低コストの実装が可能になる。
【００９２】
又、横方向の光閉じ込めが光軸に垂直な２軸のうち１軸方向に強い面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１６１ 〜１６３ を用い、導波路１２１ 〜１２３ に形成した半円柱状レンズ１２ｃを用いることで光閉じ込めが強くなり放射角が大きくなる軸の放射角を変換する。
【００９３】
例えば、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１６１ 〜１６３ は横方向の光閉じ込めを強くすることでモード体積が小さくなる。これにより面発光レーザ１６１ 〜１６３ の緩和振動周波数が大きくなり、高速化が可能になる。
更に、本実施形態では４５度多重反射ミラー１４の形状が直方体としたことにより、光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係を、どちらか一方の情報から予想できる。
【００９４】
又、本第１実施形態における光結合回路を用いると、面発光レーザ１６１ 〜１６３ を用いて信号伝送速度の高速化を図ることができる。本第１実施形態で、面発光レーザ１６１ 〜１６３ を用い、その特性を有効に利用して、放射角の大きい軸をＸ方向，放射角の小さい軸をＺ方向にそれぞれ配置すると、４５度多重反射ミラー１４内に別にレンズを必要とすることなく導波路１２１ 〜１２３ に対して高効率な光結合が可能になる。
【００９５】
＜実施形態の効果＞
本第１実施形態にあっては、上述したように構成され機能するので、これによると、電気信号の伝送を代替するような光インタ−コネクションとして、複数の導入送信信号の変換及び伝送に際しては光信号用の複数の導波路１２１ 〜１２３ と４５度多重反射ミラー１４と信号変換素子（面発光レーザ）１６１ 〜１６３ （又はホトダイオード２６１ 〜２６３ ）を４５度多重反射ミラー１４に装備すると共に各導波路１２１ 〜１２３ の４５度多重反射ミラー１４側にレンズ部１２ｃを装備するという構成を採用したので、これにより、各導波路１２１ 〜１２３ の端部に形成したレンズ部１２ｃと４５度多重反射ミラー１４とにより垂直な面内の２軸方向に対して光閉じ込めが行われ、光が空間に広がるのを確実に抑制することが可能となり、これにより信号伝送に際しての感度低下を有効に抑制することができ、更に部品点数が大幅に少なくなり、低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となり、これがため装置全体を安価に得ることができるという生産性良好な優れた光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することができる。
【００９６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図１６乃至図２０に基づいて説明する。
この第２の実施形態では、図１６に示すように、筐体内で若しくは筐体相互間をつなぐ光信号伝送路を備えた送受信用光モジュールにかかるものである。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
【００９７】
この図１６乃至図２０に示す送受信用光モジュールは、一方の基板（ボード）１０Ａに装備された二つの伝送信号処理部２Ａ，２Ｂに入力される送信用の電気信号を、他方の基板（ボード）１０Ｂに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部３Ａ，３Ｂに伝送するための光信号伝送路（光式インターコネクション回路）３０Ａを備えている。
【００９８】
この内、光式インターコネクション回路３０Ａは、前述した各伝送信号処理部２Ａ，２Ｂから出力される複数の電気信号を二つのグループに分けて光信号に変換する二つの送信側光アセンブリ３Ａ，３Ｂと、前記光信号を複数のポリマー導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ……を介して取り込み前記他方の基板（ボード）１０Ｂ側へ伝送する光信号中継手段９９Ａと、この光信号中継手段９９Ａを介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ……を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部３Ａ，３Ｂに伝送する複数の受信側光アセンブリ１３Ａ，１３Ｂとを備えている。
【００９９】
ここで、上記光信号中継手段９９Ａは、上記一方と他方の各基板１０Ａ，１０Ｂの相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバー（ＭＭＦアレイ）１００と、この複数本の中継光ファイバー（ＭＭＦアレイ）１００と前記一方の基板１０Ａ上の前記複数の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ……とを光結合する一方の中継用光結合回路（第４の光結合回路）３２と、前記複数本の中継光ファイバー（ＭＭＦアレイ）１００と前記他方の基板１０Ｂ上の前記複数の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ……とを光結合する他方の中継用光結合回路（第５の光結合回路）３３とにより構成されている。
【０１００】
以下、これを更に詳述する。
まず、図１６において、符号３０は本第２実施形態における信号送受信用の光モジュールを示す。この光モジュール３０では、本発明にかかる第１乃至第８の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ，３１，３２，３３，３４，１３Ａ，１３Ｂが、内部伝送用の一方の基板１０Ａと他方の基板１０Ｂとに分けられて、それぞれ装備されている。
【０１０１】
上記一方の基板１０Ａには、更に、図１の左端部上に設置され前述した第１実施形態における伝送信号処理部２と同等に機能する二つの伝送信号処理部２Ａ，２Ｂが、同一面上に設けられている。
【０１０２】
この内、一方の伝送信号処理部２Ａには、当該伝送信号処理部２Ａから出力される複数の電気信号を電気配線（電気配線回路）１７１ ，１７２ ，１７３ ……（図２参照）を介して取り込むと共に複数の光信号Ｂ１にそれぞれ変換し出力する一方の送信側光アセンブリとしての第１の光結合回路１１Ａ（図１における一方の光結合回路１１に同じ）が併設されている。ここで、符号１２１ ，１２２ ，１２３ ……（図２参照）は、第１の光結合回路１１Ａから出力される複数の光信号をそれぞれ個別に案内する導波路を示す。
【０１０３】
同様に、上述した他方の伝送信号処理部２Ｂには、当該伝送信号処理部２Ｂから出力される複数の電気信号を前記第１の光結合回路１１Ａの電気配線（１７１ ，１７２ ，１７３ ……）とは別に装備された電気配線（電気配線回路）１７１ ，１７２ ，１７３ ……を介して取り込むと共に、複数の光信号Ｂ２にそれぞれ変換し出力する他方の送信側光アセンブリとしての第２の光結合回路１１Ｂ（図１における一方の光結合回路１１に同じ）が併設されている。
【０１０４】
第２の光結合回路１１Ｂから出力される複数の光信号も、前述した第１の光結合回路１１Ａにかかる導波路（１２１ ，１２２ ，１２３ …）とは別に設置された導波路１２１ ，１２２ ，１２３ …（図２参照）により、それぞれ他方の基板１０Ｂへ伝送されるようになっている。
【０１０５】
上記一方の基板１０Ａの前述した第１，第２の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂから別々の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ …（同一符号を使用）を介して送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を上下二層構造の状態の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）を介して取り込む前述した第４の光結合回路３２が設置されている。そして、この第４の光結合回路３２による上下二層構造を維持しつつ前記各一の光信号（例えば１２１ ，１２１ ）を他方の基板１０Ｂ側に送り込むＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００が、上記一方と他方の基板１０Ａ，１０Ｂ相互間に設置されている。
【０１０６】
ここで、前述した第１の光結合回路（一方の送信側アセンブリ）１１Ａと第４の光結合回路３２との間に、第１の光結合回路１１Ａから送り出される光信号Ｂ１にかかる導波路（１２１ ，１２２ ，１２３ …）を、前記第４の光結合回路３１の入力側領域で前述した第１の光結合回路１１Ｂから送り出される光信号Ｂ２にかかる導波路１２１ ，１２２ ，１２３ …の上に重ねて配置し二層構造の導波路を形成するための上層導波路用光結合回路（第３の光結合回路）３１が装備されている。
【０１０７】
これにより、前述した第４の光結合回路３２では、第１，第２の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂから別々の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ …を介して送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を、上下二層構造の状態の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）を介して円滑に取り込むことができるようになっている。
【０１０８】
上記光信号Ｂ１，Ｂ２の内の他の各光信号についても、対応する例えば上下二層構造の導波路１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ 、……を介して且つ同様に別に設定された第４の光結合回路３２に取り込まれ（光信号Ｂ１については第３の光結合回路３１を介して）、上下二層構造を維持されて、ＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００を介して、それぞれ他方の基板１０Ｂ側に送り出されるようになっている。
【０１０９】
又、ＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００は、前述した導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ 、……に対応して二本一組で構成された複数のＭＭＦ回線１００ａを備えている（図１６，図１８参照）。
【０１１０】
（第３の光結合回路３１／上層導波路用光結合回路）
上述した上層導波路用光結合回路（第３の光結合回路）３１は、前述したように、一方の基板１０Ａ上の図１６における前記第１の光結合回路１１Ａから送り出される光信号Ｂ１を対象としたものであり、上下二層構造の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）の上層部に配置するためのものであり、図１７にその一例を示す。
【０１１１】
この図１７に示す上層導波路用光結合回路（第３の光結合回路）３１は、第１の光結合回路１１Ａ側から送り出される光信号Ｂ１を取り込む入力側導波路（例えば１２１ ）と、この入力側導波路１２１ の伝送方向先の端部に対向して個別に配設され当該導波路入力側導波路１２１ とは異なった方向（図１７では斜め上方）への光信号の伝送（送信）を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４を介して前記下段の導波路１２１ との間で光信号を連係して取り込んで上段側から外部に対して当該光信号Ｂ１を中継し送り出す信号伝達手段３５とを備えている。
【０１１２】
ここで、前記入力側導波路１２１ の伝送方向先の端部は、前記４５度多重反射ミラー１４が備えている複数の光信号伝送多重層１４ａの内の一つ以上の層（入力側端面）に対応させて配設されている。又、この入力側導波路１２１ と前記４５度多重反射ミラー１４の前記光信号伝送多重層１４ａとの間には、前記光信号の拡散を抑制する光レンズ部が設けられている。
【０１１３】
この光レンズ部としては、前述した図１０に開示した二重レンズ型光レンズ部１２Ｗと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａが装備されている。そして、この二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａと前記入力側導波路１２１ とは一体化されている。
【０１１４】
更に、この二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａから送り出される光信号Ｂ１を前記４５度多重反射ミラー１４を介して取り込む前述した信号伝達手段３５として、本第２実施形態では、図１０に開示した二重レンズ型光レンズ部１２Ｗと同様に形成され且つ前後位置を１８０度回転させた状態の二重レンズ型光レンズ部１２Ｗｂが装備されている。
【０１１５】
換言すると、この図１７に示す上層配置光結合回路（第３の光結合回路）３１は、前記第１の光結合回路１１Ａ側の下段の入力側導波路（例えば１２１ ）を前述した４５度多重反射ミラー１４を介して上段の出力側導波路１２１ に光結合させるように構成したもので、下段の入力側導波路１２１ の前記４５度多重反射ミラー１４側には、レンズ部として前述した図１０に開示した二重レンズ型光レンズ部１２Ｗと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａが装備されている。
【０１１６】
又、前記４５度多重反射ミラー１４側の光伝送出力側に配置された上段の出力側導波路１２１ には、上述したように、その４５度多重反射ミラー１４の光出力端面に対向して上記二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部１２Ｗｂが、前述したように図１７における上記二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａを１８０度回転させた状態に（図１７中の左右を逆にして設定した状態）で配設されている。図１７の図中、矢印は光信号Ｂ１の伝搬経路の例を示す。
【０１１７】
この場合、Ｘ方向の光は導波路１２１ に形成された二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａにより閉じ込められ（拡散が有効に抑制され）、Ｙ方向の光は４５度多重反射ミラー１４の多重層１４ａ，１４ｂ，の間に閉じ込められる。このため、４５度多重反射ミラー１４のＺ方向の厚みＴを、上下二重層の各導波路１２１ ，１２１ の間隔Ｓにあわせることで異なる段（下層）の導波路１２１ から異なる段（上層）の導波路１２１ への光結合が可能となる。
【０１１８】
ここで、この図１７で使用される４５度多重反射ミラー１４は、それ以前に開示したもとは異なり、Ｚ方向に入射し出射位置を変えて同じくＺ方向に出射するものである。先述の４５度多重反射ミラーを二つ重ねた状態の高さを備えたものとなっている。
【０１１９】
これにより、伝搬中の光信号Ｂ１は、その拡散が二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａ，１２Ｗｂ及び４５度多重反射ミラー１４によって効果的に抑制され、感度低下をきたすことなく、下段の入力側導波路１２１ から上段の出力側導波路１２１ へＺ方向への伝送方向を維持して伝送させることが可能となっている。
【０１２０】
他の下段の導波路１２２ ，１２３ ，……（図１６参照）についても、同様にそれぞれ対応して装備された他の二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａ，１２Ｗｂ及び他の４５度多重反射ミラー１４によって、上段の導波路１２２ ，１２３ ，……にそれぞれ連結されるようになっている。
【０１２１】
ここで、この各上段の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ，……（光信号Ｂ１用）は、前述したように、第２の光結合回路１１Ｂ側から送り出される光信号Ｂ２用の下段の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ，……と、それぞれ二層構造を構成し、前述した段付構造の第４の光結合回路３２に光結合されている。
【０１２２】
（第４の光結合回路３２／段付構造の光結合回路）
次に、第４の光結合回路（段付構造の光結合回路）３２を、図１８に基づいてについて説明する。
この図１８に示す第４の光結合回路３２は、前述した光信号Ｂ１，Ｂ２を上下二層構造の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）を介して取り込むと共に、ＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００を介して前述した他方の基板１０Ｂ側に送り込む光信号中継伝送機能を備えている。
【０１２３】
この第４の光結合回路３２は、前述したように、一方の基板１０Ａ上の図１６における右端部に装備され、前述した第１，第２の各光結合回路（送信側光アセンブリ）１１Ａ，１１Ｂから送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２の双方を対象としたものであり、上下二層構造の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）に対応して設置されている。この場合、上下二層構造にしたのは、前述したＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００との間に装備されるコネクタの集約度を高めるためである。
【０１２４】
この図１８に示す第４の光結合回路３２は、前述した第１，第２の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ側から送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２を取り込む導波路（例えば１２１ ，１２１ ）と、この導波路１２１ ，１２１ の各他方の端部に対向して個別に配設され当該導波路１２１ とは異なった方向（斜め上方）への光信号の伝送（送信）を案内する４５度多重反射ミラー１４，１４と、この４５度多重反射ミラー１４，１４の上段面から光信号を外部に対して送り出す信号伝達手段３２Ａとを含んで構成されている。
【０１２５】
ここで、上記二層構造の前記各導波路１２１ ，１２１ は、下層に位置する導波路１２１ が前方（４５度多重反射ミラー１４側／図１８内の右方向）に突設され、上層に位置する導波路１２１ が後方（図１８内の左方向）に後退した形態をもって配置され、これにより、二層構造の導波路１２１ ，１２１ の端部が段付構造となっている。そして、この段付構造部分に、前記上層に位置する導波路１２１ 用の４５度多重反射ミラー１４が設置され、下段の突設された部分の先端面に対向して、下層に位置する導波路１２１ 用の前記４５度多重反射ミラー１４が設置されている。
【０１２６】
又、この各導波路１２１ ，１２１ には、前記４５度多重反射ミラー１４，１４の側面（光入力面）である前記光信号伝送多重層に端面に対向して、前記光信号の拡散を抑制する光レンズ部１２ｃが、それぞれ装備されている。この光レンズ部１２ｃとしては、前述した図４に開示した半円柱状レンズ部が使用され前記各導波路１２１ ，１２１ に一体化されている。
【０１２７】
前述した信号伝達手段３２Ａは、上記各半円柱状レンズ部１２ｃから送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２を前記４５度多重反射ミラー１４，１４を介して別々に取り込んで、前述した他方の基板１０Ｂ側に送出する機能を備えている。
【０１２８】
この信号伝達手段３２Ａは、本第２実施形態では、図１８に示すように前記各４５度多重反射ミラー１４，１４の上面に沿って配置された半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂと、この半円柱状レンズ体３２Ａ，３２Ｂを介して上方に向けて送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２を前述したＭＭＦ（マルチモードファイバ）回線１００ａの一端部に向けて図１８内の右方向に反射送出する４５度反射ミラー３２Ｃと、この４５度反射ミラー３２Ｃと前記ＭＭＦ（マルチモードファイバ）回線１００ａとを連結する光コネクタ部３２Ｄとを備えている。
【０１２９】
即ち、上記信号伝達手段３２Ａは、前記各４５度多重反射ミラー１４から外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する４５度反射ミラー３２Ｃと、この４５度反射ミラー３２Ｃに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する中継光ファイバ（ＭＭＦ回線１００ａ）を一部とするＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００と、前記ＭＭＦ回線１００ａの開口端部と前記４５度反射ミラーとの間に配置された二個の集光レンズ３２Ｄａ，３２Ｄｂを備えたＭＭＦ用光コネクタ部３１Ｄとを含んで構成されている。
【０１３０】
これにより、一方の基板１０Ａにおける第１，第２の各光結合回路（送信側光アセンブリ）１１Ａ，１１Ｂから送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２は、第４の光結合回路３２からＭＭＦ回線１００ａを介して他方の基板１０Ｂ側へ伝送されるようになっている。
【０１３１】
（他方の基板１０Ｂ側との連係）
図１８に示すように、第１，第２の各光結合回路（送信側光アセンブリ）１１Ａ，１１Ｂから出力される光信号Ｂ１，Ｂ２は、それぞれ二段に形成されたポリマー導波路１２（例えば１２１ ，１２１ ）を通して一つのコンパクトな光コネクタ部３２Ｄで束ねられてＭＭＦアレイ１００の一部であるＭＭＦ回線１００ａに送り込まれる。
【０１３２】
そして、他方の基板１０Ｂ側では、ＭＭＦ回線１００ａを介して送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を光コネクタ部３３Ｄを介して取り込み、同じく二段に形成された対応するポリマー導波路１２，１２（例えば１２１ ，１２１ ）を通して第７，第８の各光結合回路（送信側光アセンブリ）１３Ａ，１３Ｂに伝送される。
他のポリマー導波路１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ 、……（図１６参照）についても同様である。
【０１３３】
ここで、コンパクトな光コネクタ部３３Ｄを実現するには、前述したように、導波路を二段以上の多段にすることが必要となる。この場合、光コネクタ部３３Ｄの光路はマトリックス状に形成され、そしてマトリックス状に配置されたＭＭＦアレイ１００と光結合される。
【０１３４】
図１６の構成（光モジュール）における一方の基板１０Ａ側では、光信号Ｂ１，Ｂ２が通過する各光結合回路と各段に対する導波路１２の結合、又異なる段の導波路１２から異なる段の導波路１２への結合回路、そして、多段の導波路からＭＭＦアレイ１００への結合回路が必要となり、そのため、上述したように、第１乃至第４の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ，３１，３２が各導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ……）を個別に光結合するため構成部材として装備されている。
【０１３５】
ここで、異なる段の導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……）から他の異なる段の導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……）への光結合は、図１７に示す第３の光結合回路３１で実現される。又、二層の導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……からＭＭＦ回線１００ａへの光結合は、図１８に示す第４の光結合回路３２で対応することができる。
【０１３６】
そして、ＭＭＦアレイ１００への光結合では、コネクタ数を削減するために、マトリックス状にＭＭＦが配列した光コネクタ部３２Ｄを想定している。導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……は、前述したように階段状に加工し、二種類の４５度多重反射ミラー１４，１４を配置し、この各４５度多重反射ミラー１４，１４の上面には、前述したように半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂを配置した。
【０１３７】
これにより、多層のポリマー導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……のピッチＰをＭＭＦ回線１００ａのピッチＰＦのように広くなるように変換できる。そして、各導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……に装備した半円柱状レンズ部１２ｃと、部品として配置した半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂとにより平行光が形成され、光コネクタ部３２Ｄとの光結合が容易となる。
【０１３８】
又、本第２実施形態では、半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂは光素子と同じように配置することを想定したが、この半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂの厚み精度が高ければ、先に４５度多重反射ミラー１４，１４に当該半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂを張り合わせておいてもよい。
図１８に示す階段状の導波路１２１ ，１２２ を形成するには、１段目導波路形成後に金属マスクを予め形成してから２段目の導波路を形成し、２段目の金属マスクを形成したのちに一括で２段の導波路に対してドライエッチングを施せばよい。
【０１３９】
（他方の基板１０Ｂ側の構成）
図１６に示すように、前記他方の基板１０Ｂ上には、前記一方の基板１０Ａから送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を電気信号に有効に変換するため、前述した第１乃至第４の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ，３１，３２とほぼ同等に形成された第５乃至第８の各光結合回路３３，３４，１３Ａ，１３Ｂが、前述したＭＭＦ回線１００ａを挟んで、前述した第１乃至第４の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ，３１，３２に対してそれぞれ対称の位置に設置されている。
【０１４０】
即ち、図１６において、ＭＭＦ回線１００ａを介して一方の基板１０Ａ側から送り込まれる光信号Ｂ１，Ｂ２は、第４の光信号結合回路３２と同等に形成された段付構造の光結合回路である第５の光信号結合回路３３にて二層構造の各導波路１２１ ，１２１ （１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……）に送り込まれ、他方の基板１０Ｂ側に取り込まれる。この第５の光信号結合回路３３を図１９に示す。
【０１４１】
この図１９に示すように、第５の光信号結合回路３３は、前述した第４の光信号結合回路３２と全く同一に構成され、前記第４の光信号結合回路３２とは逆向きに設置されＭＭＦ回線１００ａに連結されている。矢印は光信号Ｂ１，Ｂ２の反射伝搬方向を示す。
【０１４２】
この第５の光信号結合回路３３から送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２の内、光信号Ｂ１を案内する二層構造の上層に位置する導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）部分は、後述する図２０に開示した第６の光信号結合回路３４によって下層に設置された光信号Ｂ１用の導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）部分に光結合される。
【０１４３】
ここで、この第６の光信号結合回路３４は、図２０に示すように前述した第３の光信号結合回路３１と全く同一に形成されており、この他方の基板１０Ｂ側では逆向きに設置され（矢印Ｂ１参照）、これによって上述したように下層に設置された光信号Ｂ１用の導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）部分に光結合される。
図２０中、矢印はＢ１は光信号Ｂ１の伝搬方向を示す。
【０１４４】
そして、光信号Ｂ１は、この第６の光信号結合回路３４および下層に位置する光信号Ｂ１用の導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）を介して受信側アセンブリである光信号Ｂ１用の第７の結合回路（一方の受信側結合回路）１３Ａへ送り込まれる。
【０１４５】
この受信側アセンブリである一方の受信側結合回路１３Ａは、前述した第１実施形態における受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３と全く同一に形成され、同一に機能するようになっている。
【０１４６】
これにより、前記一方の受信側アセンブリ（第７の光結合回路）１３Ａに伝送されてきた光信号Ｂ１は、当該第７の光結合回路１３Ａで電気信号に変換されて外部向けの信号処理を行う発信信号処理部３Ａへ送り込まれ、所定の信号送信処理に付される。
【０１４７】
一方、図１９に示す上記第５の光信号結合回路（段付構造の光結合回路）３３から取り込まれた光信号Ｂ１，Ｂ２の内の光信号Ｂ２を案内する二層構造の下層に位置する導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）部分はそのまま延設されて他方の受信側アセンブリである光信号Ｂ２用の第８の光信号結合回路１３Ｂへ送り込まれる。
【０１４８】
この光信号Ｂ２用の第８の光信号結合回路１３Ｂは、前述した第１実施形態における受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３と全く同一に形成され、同一に機能するようになっている。即ち、この場合の光信号Ｂ１用とＢ２用の各他方の結合回路１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ全く同一に形成されたものが装備されている。
【０１４９】
これにより、前記受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３Ｂに伝送されてきた光信号Ｂ２は、当該受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３Ｂで電気信号に変換され、外部に向けて発信するための信号処理を行う発信信号処理部３Ｂへ送り込まれて所定の信号処理に付される。
その他の構成及びその機能は前述した第１実施形態のものと同一となっている。
【０１５０】
このようにしても、前述した第１実施形態と同一の作用効果を得ることができるほか、更に、各光結合回路における光結合に際しても、光信号の拡散が各レンズ部および４５度多重反射ミラー１４，１４の機能により有効に抑制され、これによって信号授受に際してのインターコネクションの高速化が可能となり、信号伝送距離が長い回路であってもインターコネクションの高速化が可能となり、これがため、スループットの高い光インターコネクションを実現でき、効率のよい光送受信用の光モジュールを得ることができる。
【０１５１】
ここで、上記第２の実施形態では、光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用の二つの送信側アセンブリ（一方の光結合回路）１１Ａ，１１Ｂを装備した場合を例示したが、この送信側アセンブリ（一方の光結合回路）１１Ａ，１１Ｂに代えて導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ，……との結合数の多い単一の光結合回路（一方と他方の光結合回路１１Ａ，１１Ｂの各光回路を合計してなる光回路を有する）を使用すると共に、当該光結合回路の各光回路を光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用に二分して使い分けるように構成してもよい。又、受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３Ａ，１３Ｂについても同様である。
【０１５２】
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態を、図２１乃至図２３に基づいて説明する。
ここで、前述した第２実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
【０１５３】
この第３実施形態は、前述した第２実施形態において、光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用の二つの送信側アセンブリ（送信側光結合回路である第１，第２の光結合回路）１１Ａ，１１Ｂに代えて二層構造の一つの送信側アセンブリ（一方の光結合回路）４１を、又、光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用の二つの受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３Ａ，１３Ｂに代えて二層構造の一つの受信側アセンブリ（他方の光結合回路）４３を、それぞれ装備した点に特徴を有する。
【０１５４】
即ち、この第３の実施形態における信号送受信用光モジュール４０は、一方の基板（ボード）１０Ａに装備された二個の伝送信号処理部２Ａ，２Ｂに入力される送信用の電気信号を、他方の基板（ボード）１０Ｂに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部３Ａ，３Ｂに伝送するための光信号伝送路（光式インターコネクション回路）４０Ａを備えている。
ここで、上記二個の伝送信号処理部２Ａ，２Ｂについては、（光モジュール全体の小型化を意図して）図２１に示すように他方の伝送信号処理部２Ｂを後述する導波路７３，８３上に展開し積層した場合を例示にしたが、一方の伝送信号処理部２Ａ上に積層するように構成してもよい。外部に向けて発信する発信信号処理部３Ａ，３Ｂについても同様である。又、この伝送信号処理部２Ａ，２Ｂについては、図２１に示すように図示面上９０度回転した位置に設置し、これによって光モジュール全体の小型化を図ると共に、送信信号の入出力に際しての操作性を高めた構造としたが、前述した第２実施例の場合と同様に（導波路７３，８３に沿って）直線状に配置してもよい。発信信号処理部３Ａ，３Ｂについても同様である。符号２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、それぞれ送信用の電気信号を送信側アセンブリ４１又は受信側アセンブリ４３に送り込むための帯状配線群を示す。
【０１５５】
前述した光信号伝送路（光式インターコネクション回路）４０Ａは、前記二個の伝送信号処理部２Ａ，２Ｂから出力される複数の電気信号を二つのグループの光信号Ｂ１，Ｂ２に分けて変換出力する二層構造の送信側光アセンブリ４１と、前記光信号Ｂ１，Ｂ２を複数のポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……、８３１ ，８３２ ，８３３ ，……、を介して個別に取り込み前述した他方の基板（ボード）１０Ｂ側へ伝送する光信号中継手段９９Ｂと、この光信号中継手段９９Ｂを介して伝送されて来る光信号Ｂ１，Ｂ２を複数のポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……、８３１ ，８３２ ，８３３ ，……、を介して個別に取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部３Ａ，３Ｂに伝送する二層構造の受信側光アセンブリ４３とを備えて構成されている。
ここで、光信号Ｂ１は二層構造のポリマー導波路７３，７８の内の上層部分のポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……を伝搬するものとし、光信号Ｂ１は二層構造のポリマー導波路７３，７８の内の下層部分のポリマー導波路８３１ ，８３２ ，８３３ ，……を伝搬するものとする（図２２（Ｂ），図２３（Ｂ）参照）。
【０１５６】
上記光信号中継手段９９Ｂは、前述した一方と他方の各基板１０Ａ，１０Ｂのド相互間に設置された光結合用の複数の中継光ファイバー（ＭＭＦ回線１００ａを含むＭＭＦ１００）と、この中継光ファイバーと前記基板１０Ａ上の前記光信号Ｂ１，Ｂ２に対応したポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……、８３１ ，８３２ ，８３３ ，……、とを光結合する一方の中継用光結合回路（第４の光結合回路）３２と、前記複数の中継光ファイバー（ＭＭＦ回線１００ａを含むＭＭＦ１００）と前記他方の基板１０Ｂ上の前記光信号Ｂ１，Ｂ２に対応したポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……、８３１ ，８３２ ，８３３ ，……、とを光結合する他方の中継用光結合回路（第５の光結合回路）３３とにより構成されている。
【０１５７】
ここで、送信側アセンブリ（一方の光結合回路）４１の構成内容を図２２に示す。
この図２２において、送信側アセンブリ（一方の光結合回路）４１は、予め上下二層に設置された導波路７３１ ，８３１ に対応して、共通に装備された４５度多重反射ミラー４４を備えている。
【０１５８】
この４５度多重反射ミラー４４の上面には面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）３５，４５が配置され、この面発光レーザ３５，４５から変換出力された光信号Ｂ１，Ｂ２が、それぞれ４５度多重反射ミラー４４の側面から光信号Ｂ１，Ｂ２として前述した導波路７３１ ，８３１ に向けて送り出されるように構成されている。他の導波路７３２ ，８３２ 、７３２ ，８３２ 、７３３ ，８３３ 、……（図２１参照）についても同様である。
【０１５９】
ここで、この第３実施形態では、最初から上下二層に設置された導波路（例えば７３１ ，８３１ ）を対象としていることから、前述した第２実施形態に装備されている第３の光結合回路３１および３４（図１６参照）は不要となっており、装備されていない（図２１参照）。
【０１６０】
図２２において、符号２０１は面発光レーザ３５，４５を装備した面発光レーザアレイ本体を示す。又、符号３５ａ，４５ａはそれぞれ面発光レーザ３５，４５に電気的に接続されたドーナツ形状の電極を示す。
【０１６１】
又、この各ドーナツ形状の電極３５ａ，４５ａには、前述した伝送信号処理部２Ａ，２Ｂ（図２１参照）から出力される伝送信号である電気信号（レーザ駆動信号）を取り込む信号導入電極３４ａ，４４ａおよび当該取り込んだ電気信号を面発光レーザ３５，４５側のドーナツ形状の電極３５ａ，４５ａに案内する信号案内回線３４ｂ，４４ｂが上記面発光レーザアレイ本体２０１に設けられている。符号２０２は面発光レーザアレイ本体２０１を保持するレーザアレイ本体支持部を示す。
【０１６２】
この各面発光レーザ３５，４５は、電気信号に駆動されて前述した伝送信号を含む光信号Ｂ１，Ｂ２を変換出力する。そして、この各面発光レーザ３５，４５で変換出力された光信号Ｂ１，Ｂ２は、前述した第２実施形態の場合と同様に構成された二層の導波路７３１ ，８３１ （７３２ ，８３２ 、７３３ ，８３３ ……），第４の光結合回路３２，およびＭＭＦ回線１００ａを介して順次光結合され、他方の基板１０Ｂ側に伝送される。
【０１６３】
そして、この他方の基板１０Ｂ側では、ＭＭＦ回線１００ａを介して送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を、前述した第２実施形態の場合と同様に第５の光結合回路７３（図２１参照）を介して取り込み、予め設置された二層の導波路７３１ ，８３１ （７３２ ，８３２ 、７３３ ，８３３ ……）を介して下記に示す二層構造の他方の光結合回路（受信側アセンブリ）４３で光電変換され、外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部３Ａ，３Ｂに各別に送り込まれる。
【０１６４】
ここで、この第３実施形態では、前述した第２実施形態において装備されている光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用の二つの受信側アセンブリ（他方の光結合回路である第７，第８の光結合回路）１３Ａ，１３Ｂに代えて、上述したように、二層構造の一つの受信側アセンブリ（他方の光結合回路）４３が装備されている。
この受信側アセンブリ（他方の光結合回路）４３の構成内容を図２３に示す。
【０１６５】
この図２３において、受信側アセンブリ（他方の光結合回路）４３は、予め設定された上下二層の導波路（例えば７３１ ，８３１ ）に対して４５度多重反射ミラー４４が共通に１個装備され、この４５度多重反射ミラー４４の側面から予め上下二層に設置された導波路７３１ ，８３１ を介して入射される光信号（受信光信号）Ｂ１，Ｂ２を４５度多重反射ミラー４４を介して取り込む共に上面に配設したホトダイオード（ＰＤ）５５，６５によって光電変換し、これを外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部３Ａ，３Ｂ（図２１参照）に、各別に送り込むようになっている。
【０１６６】
そして、この第３実施形態では、上記他方の基板１０Ｂ側でも、最初から上下二層に設置された導波路（例えば７３１ ，８３１ ）を介して光信号Ｂ１，Ｂ２を伝送するように構成されているため、前述したように第２実施形態で装備された第６の光結合回路３４は不要となっており、装備されていない。
【０１６７】
ここで、符号３０１は、ホトダイオード（ＰＤ）５５，６５を装備したホトダイオードアレイを示す。又、符号５５ａ，６５ａは電極配線５４ｂ，６４ｂを介してそれぞれホトダイオード（ＰＤ）に電気的に接続された信号出力電極を示す。
【０１６８】
この各信号出力電極５５ａ，６５ａを介して、前記ホトダイオード（ＰＤ）５５，６５にて光電変換された受信信号（電気信号）が、図示しない配線を介して外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部３Ａ，３Ｂに向けて送り出されるようになっている。その他の構成は前述した第２実施形態と同一となっている。
【０１６９】
このようにしても、前述した第２実施形態と同等の作用効果を得ることができるほか、二層以上の導波路の積層構造も可能なので、スループットの高い光インターコネクションを実現することができるという利点がある。
【０１７０】
又、上記二層になっている導波路（例えば７３１ ，８３１ ）については、図２２，図２３に示すように、その間隔Ｓがそのまま光素子である面発光レーザ３５，４５やホトダイオード（ＰＤ）５５，６５の設定間隔Ｓになるので、実装に際しては導波路のＹ軸方向の位置制御が必要となる。
【０１７１】
また、二層以上の場合には、半円柱状レンズの曲率を下段になるほど小さくする必要がある。この場合には図１０のレンズ構成であれば設計自由度が高く、導波路の位置ごとに半円柱状レンズ部の曲率を変えることができる。ここで、導波路に対して面発光レーザ３５，４５やホトダイオード（ＰＤ）５５，６５の光素子に対する電極３５ａ，４５ａ，５５ａ，６５ａは金バンプなどを用いて実装できる。
【０１７２】
〔その他の効果〕
前述した上記各実施形態にあって、上記各光結合回路は、交互に積層された誘電体層と金属薄膜からなる４５度多重反射ミラー１４と、導波路および当該導波路にモノリシックに形成された半円柱状レンズとを備えて構成されているので、部品点数が少なくなり、更に低コストの部品を組み合わせた構成および低コストの実装で、面発光レーザと導波路の光結合、ホトダイオードと導波路の光結合が可能となり、その結果、低コストの光結合回路を提供することができる。
【０１７３】
また、上記第２実施形態で開示したように、ポリマー導波路とＭＭＦ回線との光結合が可能となり、かかる点においても光インターコネクションが複数の筐体（又は基板）に別れていても低コストの伝搬損失の少ない光結合回路を提供することができる。
更に、４５度多重反射ミラー１４に対して、横方向の光閉じ込めが光軸に垂直な２軸の内の１軸方向に強い面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いることにより可能となるので、低コストで高速動作可能な光送信モジュール（光モジュール）を提供することができる。
【０１７４】
そして又、上記第２実施形態で開示したように、高さの異なる導波路に対しての光結合も、４５度多重反射ミラー１４を介して有効に成し得るように構成したので、高効率の光結合を可能とすることができた。
【０１７５】
又、４５度多重反射ミラー１４において光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係をどちらか一方の情報から予想できることから、画像処理及び実装する導波路に対する高さ検知を、組み合わせて実装することが可能となる。その結果、実装は全自動化され、低コストな実装が可能となる。
＜実施例＞
【０１７６】
本発明にかかる光結合回路の具体的な実施例を説明する。
ここで、送信側光アセンブリである第１の光結合回路１１は、図１乃至図３に示すように、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイ１８と、この面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイ１８につながる電気伝送路１７（１７１ ，１７２ ，１７３ ，……）と、４５度多重反射ミラー１４およびポリマー導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……）との組合せからなる。
【０１７７】
ポリマー導波路１２はＳｉ基板上にアレイ状に作製し、アレイ間隔２５０〔μｍ〕、アレイ数１２〔ｃｈ〕、コアサイズ３０〔μｍ〕画とし、コアの屈折率は１．５４、コアとクラッドの屈折率差は２〔％〕とした。コア上部のクラッド層の厚みは７０〔μｍ〕、コア下部のクラッド層の厚みは１００〔μｍ〕とした。
【０１７８】
Ｓｉ基板には、予めＴｉＡｕ薄膜を形成し、４５度多重反射ミラーが配置される位置以外のＴｉＡｕ膜は、ポリマー導波路形成前にフォトリソグラフィーとウェットエッチングにより取り除いた。
【０１７９】
最表面に０．１〔μｍ〕厚のＴｉ薄膜と、０．５〔μｍ〕厚のＡｕ薄膜を形成し、フォトリソグラフィーにより実装用のマーカーと、半円柱状レンズ１２ｃおよび電気配線のパターン（電気伝送路）１７を形成し、電気配線部の抵抗を低減するためにＣｕメッキを施し、これをマスクとしてドライエッチングを行い、基板面のＡｕ膜に到達するまでエッチングし、これによって半円柱状レンズを形成した。
【０１８０】
前述した４５度多重反射ミラー１４は、ガラス基板上にＴｉとＳｉＯ２ を交互にスパッタで積層した後、ダイシングで形成した。Ｔｉの厚みは０．１〔μｍ〕でＳｉＯ２ の厚みを４．９〔μｍ〕とし、１００周期形成したのち、ダイシングで４５度に切り出し、金属層が４５度に形成された直方体（サイズ２００〔μｍ〕×５００〔μｍ〕×３５００〔μｍ〕）の４５度多重反射ミラー１４を作製し、裏面のＴｉＡｕを形成した。
【０１８１】
又、Ｓｉ基板上にＡｕＳｎボールを配置し、加熱してＡｕＳｎを溶かした。
マウントヘッドで予め導波路表面の高さを検出した後、４５度多重反射ミラー１４はエッジを検出して平行出しを行い、マウントヘッドに真空吸着した。その後、４５度多重反射ミラー１４をＳｉ基板上に配置し、実装用マーカーに対し、Ｘ方向およびＺ方向の位置を制御し、同時に高さ制御を行い、冷却によりＡｕＳｎを固化し、４５度多重反射ミラー１４の表面を導波路表面よりも３０〔μｍ〕高い位置に、円柱レンズ端から１０〔μｍ〕離れた位置に固定した。
【０１８２】
面発光レーザアレイ１００には放射全角３５度で１２ｃｈ（２５０〔μｍ〕ピッチ）を用いた。波長は０．８５〔μｍ〕である。６０〔μｍ〕の金バンプで実装用マーカーを参照して熱圧着した。
これにより、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）と４５度多重反射ミラー表面の距離は３０〔μｍ〕以下に抑えられた。
【０１８３】
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）から出力された光は、Ｚ軸方向に関して、４５度多重反射ミラーにおけるミラー膜とミラー膜の間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、導波路１２まで到達する。
【０１８４】
一方、Ｘ軸方向に関して光は閉じ込められていないので、面発光レーザの出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱状レンズを介して有効に集光される。
これにより、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）と導波路の間は全チャンネルにおいて１〔ｄＢ〕以下の結合損失を低コストで実現できた。
【０１８５】
ここでは、送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）１１についての実装技術を示したが、実装方法については受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）１３でも同様である。 又、ホトダイオード（ＰＤ）アレイの吸収層直径を５０〔μｍ〕とすることで高効率のホトダイオード（ＰＤ）と導波路の結合が得られ、１２〔ｃｈ〕で１０〔Ｇｂｐｓ〕のハイスループット動作が低コストで実現できることを確認することが出来た。
【０１８６】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態を図２４乃至図３０に基づいて説明する。
ここで前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
【０１８７】
最初に本第４実施形態における技術内容の要点を説明し、その後に具体的な内容を詳述する。
まず、本第４実施形態において、光モジュールとしての信号送受信用モジュール４００は、同一ボード１０上に装備され伝送信号処理部２に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部３に伝送するための光式インターコネクション回路４００Ａを備えている。
【０１８８】
この光式インターコネクション回路４００Ａは、本第４実施形態にあっては、前記伝送信号処理部２に連結された一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）４１１と、前記発信信号処理部３に連結された他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）４１３と、前記各光アセンブリ４１１，４１３を相互に連結するポリマー導波路１２とにより構成されている。この一方と他方の光結合回路４１１，４１３については、その詳細を後述する。
【０１８９】
更に、この一方と他方の光結合回路４１１，４１３が備えている信号伝達手段を、当該信号伝達手段に併設されている４５度多重反射ミラー１４と共に前記ボード１０上に固定する光・電気連係ソケット部９６を備えている。
【０１９０】
そして、この光・電気連係ソケット部９６は、前記４５度多重反射ミラー１４と光結合器回路４１１（又は４１３）とを同時に前記同一ボード１０に押し当てて固定するロック機構９６と、前記光結合回路４１１が備えている電気配線基板９１を介して当該光結合回路４１１（又は４１３）の前記ボード１０上の位置を決める位置決めピン９６Ｂとを含んで構成されている。
【０１９１】
以下、これ更に詳述する。
本第４実施形態における信号送受信用の光モジュール（光インターコネクション用モジュール）４００は、図２４に示すように、外部入力される信号を取り込んで伝送信号として信号処理する伝送信号処理部２と、この伝送信号処理部２からの出力信号を光信号に変換する一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）４１１と、この一方の光結合回路４１１から出力される光信号を予め設置されている導波路（ポリマー導波路）１２を介して取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）４１３と、この他方の光結合回路４１３で変換された電気信号を外部に向けて発信するための処理を行う発信信号処理部３とを備えている。
【０１９２】
ここで、伝送信号処理部２と一方の光結合回路４１１とにより、送信側光モジュール４０１が構成されている。又、発信信号処理部３と他方の光結合回路４１３とにより、受信側光モジュール４０３が構成されている。
【０１９３】
又、送信側光モジュール４０１の一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）４１１は、電気信号を光信号に変換する送信側光変換部４１１Ａと、変換された光信号を前述した光導波路（ポリマー導波路）１２を介して前記受信側光モジュール４０３へ送り出す送信側光結合部４１１Ｂとにより構成されている。
【０１９４】
また、受信側光モジュール４０３の他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）４１３は、送信側光モジュール４０１側から送り込まれる光信号を収束して受信し受信側光変換部４１３Ａ側に向けて送りだす受信側光結合部４１３Ｂと、この受信側光結合部４１３Ｂから送り込まれる光信号を電気信号に変換して発信信号処理部３へ送り出す受信側光変換部４１３Ａとにより構成されている。
【０１９５】
ここで、上記送信側光モジュール４０１の一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）４１１と、受信側光モジュール４０３の他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）４１３と、この両者を連結する光導波路（ポリマー導波路）１２とのより光式インターコネクション回路４００Ａが構成されている。
【０１９６】
又、送信側光モジュール４０１と受信側光モジュール４０３とは、ボード１０上の光導波路１２を介して接続されているが、光コネクタを介してボード１０上の光導波路とＭＭＦや導波路シートを接続することで、送信側および受信側の光モジュール間にＭＭＦや導波路シートを接続してもよい。
【０１９７】
＜送信側光結合回路４１１＞
次に、図２５乃至図２６に基づいて送信側光結合回路４１１を構成する送信側光変換部４１１Ａと送信側光結合部４１１Ｂについて説明する。
図２５は送信側光結合回路４１１の断面図である。又、図２６は送信側光結合部４１１Ｂの説明図である。
【０１９８】
図２５において、送信側光変換部４１１Ａは、電気配線基板９１上に伝送信号処理部２からの信号を受けるドライバＩＣ９２と、電気信号を光信号に変換して送り込む面発光レーザを備えた光変調デバイスアレイ（以下、光変調デバイという）９３と、光変調デバイス９３からの光信号を前記電気配線基板９１の裏側に伝播する光スルーホール９４と、送信側光結合回路４１１の全体をボード１０に固定するために電気配線基板９１に設けられた勘合穴９１Ａと、前記ドライバＩＣ９２と光変調デバイス９３とを覆い且つドライバＩＣ９２の放熱を兼ねる放熱カバー９５とを含んで構成されている。
【０１９９】
この場合、光変調デバイス９３と光スルーホール９４はバットジョイント構成となっている。また、この光変調デバイス９３としては、光スルーホール９４に高効率に結合する上で面発光レーザが望ましい。光路を９０度に変換する構造を光変調デバイス９３自体に付加すれば端面発光レーザでもよい。ＣＷ光源と外部変調器の組み合わせでもよい。
また、光スルーホール９４については、コアとクラッドから構成される光導波路である。この光スルーホール９４はクラッドがなくコアの周りを金属の反射膜で覆った構成でもよい。この場合、コアは材料が充填されていない中空でもよい。
【０２００】
送信側光結合部４１１Ｂは、図２６に示すように光信号を案内する導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，１２４ ）の他方の端部（図２５，図２６の各左端部）に対向して配設され且つ当該各導波路１２１ 〜１２４ に向けて光信号の伝搬を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４の図２５における右側面に対向して装備された前記各光導波路１２１ 〜１２４ の対向面（光入射用端面）に形成されたレンズ部１２ｃとを含んで構成されている。
【０２０１】
ここで、この図２６に示すボード１０上の三次元座標は、以後の説明において成される座標位置関係に全て適用されるものとする。
又、各光導波路１２１ 〜１２４ の全体を指標する場合は、符号１２をもって光導波路とする。本第４実施形態では光導波路については４本使用した場合を例示しているが、本数は問わない。他の実施形態においても同様である。
【０２０２】
次に、上記光導波路１２１ については、コア層１２ａが屈折率の異なる透明部材からなるクラッド部１２ｂに取り囲まれて導波路１２１ が特定され当該クラッド部１２ｂと一体的に形成されている。他の導波路についても同様である。
そして、この各導波路と後述するレンズ部１２ｃとにより導波路アレイ１２が構成されている。
【０２０３】
各導波路１２１ 〜１２４ の各他端部（図２６の右端部）には、４５度多重反射ミラー１４との対向面部分に、当該４５度多重反射ミラー１４から送り出される（後述する受信側光モジュール１Ｂ側では「送り込まれる」）光信号の拡散を抑制する前述した光レンズ部１２ｃが、それぞれ設置されている。そして、この各光レンズ部１２ｃは、前述した各光導波路１２１ 〜１２４ に、それぞれ一体化されて構成されている。
【０２０４】
送信側光変換部４１１Ａが備えている光変調デバイス９３の複数の面発光レーザに対応して設けられた前記光スルーホール９４は、上述したように、４５度多重反射ミラー１４の前記各導波路１２１ 〜１２３ と光学的に導通した面の反対側の端面（図２６では上端面）に設置される。
そして、前述した光スルーホール９４と各導波路１２１ 〜１２４ は、上記４５度多重反射ミラー１４が備えている複数の光信号伝送多重層（金属薄膜に挟まれた層) の内の少なくとも一つの層に対応させて、配設されている。
【０２０５】
光スルーホール９４からの光信号は、上述した４５度多重反射ミラー１４のミラーの間に光を閉じ込める効果と導波路端のレンズ１２ｃにより、その拡散が有効に抑制される。 本第４実施形態では光導波路１２の端面に半円柱状レンズ１２ｃがあるのでＸ軸方向（対向面に沿った方向）に広がった光は集光が可能である。Ｙ軸方向には集光の機能がない。しかし、本第４実施形態では４５度多重反射ミラー１４のおかげでＹ軸方向には光は広がらない。その結果、光信号の伝搬途上における損失が有効に抑制されている。
【０２０６】
＜光・電気連係ソケット部＞
この光・電気連係ソケット部９６は、上述した送信側光結合回路４１１に組み込まれ、当該送信側光結合回路４１１をボード１０上に固定するためのソケットとしての役割を備えている。図２７にこれを示す。
【０２０７】
この図２７は、図２５の矢印ＩＶーＩＶに沿った一部省略した概略断面図である。
この場合、光・電気連係ソケット部９６は、マザーボード（若しくはドーターボード）１０上に配置された弾性を有する４５度多重反射ミラー１４を内側に配して且つ送信側光結合回路４１１全体をボード１０に押し当てて固定するロック機構９６Ａと、送信側光結合回路４１１全体の位置を決めるピン９６Ｂを含んで構成されている。
【０２０８】
ここで、４５度多重反射ミラー（異方導電性シート）１４は、本第４実施形態にあっては、直方体の異方性導電シートとしても機能する。
その断面内には４５度方向に金属からなる反射ミラー膜１４ｂがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜１４ｂ相互間には光信号に対して透明かつ絶縁性で弾性のあるゴムまたは樹脂が重点された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層１４ａが形成されている。
【０２０９】
一方、異方導電性シート１４内で反射ミラー膜１４ａはボード表面と送信側光変換部４１１Ａの裏面をつなぐ電気配線を兼ねる。そして、電気配線を兼ねるため、反射ミラーは図２６や図２７に示すようにボード１０に水平な面内で電気的に分離されるように、縞状に形成される。
【０２１０】
送信側光変換部４１１Ａの裏面には、等間隔に配置されたＢＧＡ電極９８が露出している。この送信側光変換部４１１Ａの内部で、光変調デバイス９３が備えている面発光レーザアレイは、電気配線基板９１上でドライバＩＣ９２と接続されており、ドライバＩＣ９２に対する電源線や信号線が電気配線基板９１の裏面側のＢＧＡ電極９８に接続している。ボード１０上にもＢＧＡ電極９８と同じ配置で電極９８ａが形成されており、これにより異方性導電シート１４を介して送信側光結合回路４１１とボード１０上の電極とが接続される。
【０２１１】
ここで、光スルーホール９４の間隔とＢＧＡ電極９８の間隔は異なってもよいが、そろえることが望ましい。これにより異方性導電シート１４の構造が簡単化される。
送信側光結合回路４１１を配置する位置を固定するために、前述したようにボード１０上に位置決めピン９６Ｂを配置する。光スルーホール９４の位置に対して勘合穴９１ａのある位置の相対情報をもとに、ボード１０上にピン９６Ｂを配置すればよい。
【０２１２】
位置決めピン９６Ｂの位置は送信側光結合回路４１１の勘合穴９１ａと光スルーホール９４の位置関係から決定される。位置あわせにおいて、ＢＧＡ電極９８やボード１０上の電極のサイズは直径が０．４〔ｍｍ〕程度と大きく、光スルーホール９４や光導波路１２のコアサイズは数１０〔μｍ〕と小さいからである。
【０２１３】
逆に言えば、電気接続の余裕度は高い。例えば、異方性導電シート１４の厚みばらつきや導波路コア中心の高さが変化すると、送信側光結合回路４１１のＢＧＡ電極９８と対応するボード１０上の電極９８ａの位置関係が変化する。しかしＢＧＡ電極９８やボード１０上の電極９８ａのサイズは直径が０．４〔ｍｍ〕程度と大きいので、異方性導電シートの厚みが±０．２〔ｍｍ〕程度のばらつきがあっても、導電性を十分確保できる。
【０２１４】
送信側光結合回路４１１を上から押さえつけるロック機構９６Ａの下部には、異方性導電シート１４の厚みよりも薄いスペーサ９６ａが配置されることが望ましい。これにより、送信側光結合回路４１１の底面はこれに当たって止まるため、これ以上に異方性導電シート１４がつぶれて壊れることはない。
【０２１５】
ここで、上述した光・電気連係ソケット部９６を含む送信側光結合回路（一方の光結合回路）４０１の各構成要素について詳述する。
【０２１６】
（異方性導電シート）
前述した４５度多重反射ミラー（兼異方性導電シート）１４は、前述した第１実施形態の場合と同様に、交互に積層された光信号伝送多重層（透明で絶縁性および弾性のある樹脂またはゴム）１４ａと、反射ミラー膜（金属薄膜）１４ｂとからなる。
【０２１７】
図２８を用いてこの異方性導電シートの製造手順を説明する。
異方性導電シート１４は、透明で絶縁性および弾性のある樹脂またはゴムからなる信号伝送多重層と金属薄膜の多層構造を作製した後、ダイシングにより作製される。
まず、図２８（ａ）のように信号伝送多重層１４ａを形成する。Ｓｉやガラスなどの基板上にスパッタ，ＣＶＤ，ＰＣＶＤ，インクジェット印刷, 又はスピンコートなどで製膜することができる。
【０２１８】
次に、図２８（ｂ）のように反射ミラー膜を成す金属薄膜１４ｂを、金属マスク３５を用いて縞状に製膜する。製膜方法には、スパッタ，真空蒸着，E-gun ，インクジェット印刷, 又はメッキなどによる手法が用いられる。
金属マスクは金属板に部分的に穴を開けた構造になっており、これをゴムの表面に押し当てて製膜することで、金属薄膜を縞状に形成することができる。
【０２１９】
続いて、図２８（ｃ）のようにスピンコートでゴム層を塗布し、硬化させたのち、金属マスクを用いて金属薄膜を形成することを繰り返すことで：多層構造を形成する。
最後に点線でしめすように４５度に長方体形状で切り出すことで図２８（ｄ）のように異方性導電シートを作製することができる。
ここでは、金属マスクを使用したが縞状パターンの形成にはフォトリソグラフィーとリフトオフプロセスなどを用いて形成してもよい。
【０２２０】
光信号伝送多重層１４ａの素材としては、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル- ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、多硫化ゴム、ポリエーテルゴム、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ガラス・エポキシ樹脂、アラミド・フィルム、液晶ポリマなどある。
【０２２１】
一方、反射ミラー膜（金属薄膜）１４ｂの素材である薄膜としては、Ti，Pt，Au，Ｎi
，Cu，Ag，Snなど、及びこれらの組み合わせにより構成される。これらの素材については、使用する光の波長帯や材料との密着性を考慮して選択される。
信号伝送多重層の形成には、プリフォーム法を用いた熱延伸などの製膜方法がある。その場合、弾性のある樹脂のシートを作製した後に金属薄膜を印刷し、シート同士を張り合わせるなどの方法を採用してもよい。
【０２２２】
金属薄膜は、光を通す領域では厚みは０．１〔μｍ〕以上で０．３〔μm 〕以下の範囲にあることが望ましい。薄くなると反射率が下がり、厚くなるとその厚みで信号伝送多重層に入る前に光を反射してしまうためである。電気を通す領域では１０〔μm 〕以上であることが望ましい。薄すぎると接触抵抗や導通時の抵抗が大きくなるためである。
【０２２３】
（光導波路について）
導波路（ポリマー導波路）１２１ 〜１２４ 部分は、まず下地となるクラッド層１２ｂを導波路を形成する領域のみにフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成し、当該各導波路１２１ 〜１２４ を構成する素材部分であるコア層１２ａを同様に形成し、その後に、各導波路１２１ 〜１２４ の周囲を構成するクラッド層１２ｂで埋め込むようにフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成される。
【０２２４】
この場合、上記各光レンズ部１２ｃは、本第４実施形態では半円柱状に形成されている。この各光レンズ部１２ｃは、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより各導波路１２１ 〜１２４ に端部を円弧に加工することで得られる。
【０２２５】
ドライエッチング用のマスクとしては、まず金属薄膜を形成し、レジストマスクで金属薄膜をエッチング加工し、このパターニングされた金属薄膜をマスクにしてドライエッチングを行なうようにしてもよい。又、この場合の金属薄膜は、ポリイミドの加工の目的のほかに、電気部品を実装する際の電気の配線パターンや光部品を実装するためのマーカーとして用いることも可能である。また、感光性のポリイミドなどを用いて、導波路パターンや円柱状レンズを直接形成してもよい。
【０２２６】
（送信側の光・電気連係ソケット部の構築）
前述した光・電気連係ソケット部９６の製造工程では、光導波路１２１ 〜１２４ に対して、本第４実施形態ににかかる異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４と、モジュール位置合わせ用のピン９６Ｂを搭載する。
【０２２７】
異方性導電シート１４と位置合わせ用のピン９６Ｂの配置位置は、ボード１０上の光導波路１２と光スルーホール９４との位置関係、送信側光結合回路４１１のＢＧＡ電極９８ａと対応するボード１０上の電極の位置関係を決める上でパラメータとなる。異方性導電シート１４と位置合わせ用のピン９６Ｂのどちらを先に搭載してもよいが、ハンドリングしやすいものを後から搭載することが望ましい。
【０２２８】
位置決めピン９６Ｂを先に搭載する場合には次のようになる。
位置決めピン９６Ｂは光導波路１２のＸ軸方向の位置情報を元に搭載する。位置決めピン９６Ｂを搭載すると光スルーホール９４のＸ−Ｙ平面上の位置が決定する。
異方性導電シート１４の高さ情報と導波路１２１ 〜１２４ のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、異方性導電シート１４の（即ち、Ｚ軸方向）の制御を行うことで、光スルーホール９４と光導波路１２の結合を最大化できる。
【０２２９】
異方性導電シート１４を先に搭載する場合には次のようになる。
異方性導電シート１４は光導波路のＸ軸方向の位置情報を元に搭載する。異方性導電シート１４を搭載すると、異方性導電シート１４の高さ情報と導波路１２１ 〜１２４ のコア位置の表面位置からの差分情報から、光スルーホール９４のＸ−Ｚ平面上の位置がきまる。この情報をもとに位置決めピン９６Ｂの（即ち、Ｘ軸およびＺ軸方向）の制御を行うことで、光導波路１２と光スルーホール９４の結合を最大化できる。
【０２３０】
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含む光変調デバイス９３と導波路１２１ 〜１２３ との間で高効率の結合を実現するには、光スルーホール９４や光導波路１２の開口数ＮＡ（Numerical Aperture ）を調整する必要がある。
光のスポットサイズが小さくても光スルーホール９４や導波路１２１ 〜１２３ の内部に入った光のコア／クラッドの反射角が全反射角よりも小さいと、コア層内の光がクラッド層側に抜けてしまい、光が伝播しないためである。
【０２３１】
導波路１２１ 〜１２３ のＸ軸方向に関しては半円柱状レンズでＮＡを調整することができるが、導波路１２１ 〜１２３ のＹ軸方向にはＮＡの調整機構はない。その場合は、コアの屈折率をクラッドの屈折率を大きくとる必要がある。
これにより、光スルーホール９４や導波路１２１ 〜１２３ のＮＡをレーザ光の放射角に対して大きくことができる。例えば屈折率１．５付近のポリマー導波路では、コア層とクラッド層の間の屈折率差は２〔％〕以上とするとよい。又、光スルーホールが導波路と同じようにコアとクラッドから構成される場合も光スルーホールのコアとクラッドの屈折率差を２〔％〕以上とすることが望ましい。
【０２３２】
＜受信側光結合回路４１３＞
次に、図２９乃至図３０に基づいて受信側光結合回路４１３について説明する。
受信側光結合回路４１３は、前述したように受信側光変換部４１３Ａと受信側光結合部４１３Ｂとにより構成されている。
【０２３３】
図２９に受信側光結合回路４１３の断面図を示す。又、図３０には、受信側光結合部４１３Ｂの説明図を示す。
【０２３４】
まず、図２９において、受信側光結合回路４１３の受信側光変換部４１３Ａは、電気配線基板１０１上に、光電変換素子としてのホトダイオードアレイ（以下、ホトダイオードという）２６と、この各ホトダイオード２６から出力される電流信号を増幅して外部へ送り出すレシーバＩＣ（トランスインピーダンスアンプ）１０２と、ホトダイオード２６の光を導く光スルーホール１０４、光アセンブリ固定用の勘合穴１０５、レシーバＩＣ１０２とホトダイオード２６を覆い且つトランスインピーダンスアンプの放熱を兼ねる放熱カバー１０５とを備えている。
【０２３５】
この内、ホトダイオード２６は、電気配線基板１０１上でレシーバＩＣ（トランスインピーダンスアンプ）１０２と接続されており、レシーバＩＣ１０２に対する電源線や信号線が電気配線基板１０１の裏面側に等間隔に配置されたＢＧＡ電極１０８として露出している。
【０２３６】
光スルーホール１０４はコアとクラッドから構成される光導波路である。光スルーホール１０４はコアの周りを金属の反射膜で覆った構成でもよい。この場合、コアは材料が充填されていない中空でもよい。ホトダイオード２６と光スルーホール１０４とはバットジョイント構成となっている。
【０２３７】
受信側光結合部４１３Ｂは、光導波路１２（１２１ 〜１２３ ）を介して送り込まれる光信号を、受信側光変換部４１３Ａの光スルーホール１０４に結合する。この光スルーホール１０４を通った光信号はホトダイオード２６と結合し、電流信号に変換して出力される。そして、この変換された電流信号はレシーバＩＣ１０２で電圧信号に変換され、前述した発信信号処理部３を介して外部へ出力されるようになっている。
【０２３８】
この受信側光結合部４１３Ｂは、図２９乃至図３０に示すように、光信号を案内する光導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，１２４ ）の他方の端部（図２９の右端部）に対向して配設され当該各導波路１２１ 〜１２４ とは異なった方向への光信号を案内する４５度多重反射ミラー１４と、光導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，１２４ ）の前記他方の端部（図２９の右端部）に設けられたレンズ部１２ｃとのより構成されている。
【０２３９】
この内、４５度多重反射ミラー１４は、前記各光導波路１２１ 〜１２４ からの光信号を、上述したように受信側光変換部４１３Ａの光スルーホール１０４に結合する。
本第４実施形態では、光導波路１２の端面に半円柱状のレンズ１２ｃがあるのでＸ軸方向に広がった光は集光が可能である。光導波路１２１ 〜１２３ のＹ軸方向には集光の機能がない。しかし、本第４実施形態では４５度多重反射ミラー１４のおかげでＹ軸方向には光は広がらない。その結果、光信号の伝搬途上における損失が有効に抑制されている。
【０２４０】
＜受信側の光・電気連係ソケット部＞
この受信側の光・電気連係ソケット部は、前述した送信側の光・電気連係ソケット部９６と同等に形成され、上述した受信側光変換部４１３Ａに組み込まれて、受信側光結合回路４１３の全体をボード１０上に固定するためのソケットとしての役割を備えている。
【０２４１】
図２９を用いて、この受信側の光・電気連係ソケット部について説明する。
この場合、光電気統合ソケットは、マザーボード（もしくはドーターボード）１０上に配置された弾性を有する異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４を内側に配して且つ受信側光結合回路４１３全体ををボード１０に押し当てて固定するロック機構（図示せず／送信側のロック機構に同じ）と、受信側光結合回路４１３全体の位置を決めるピン１０７とを含んで構成されている。
【０２４２】
異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４は、その断面内に、４５度方向に金属からなる反射ミラー膜１４ｂがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜１４ｂ相互間には光信号に対して透明かつ絶縁性で弾性のあるゴム又は樹脂が重点された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層が形成されている。一方、異方導電性シート内で反射ミラー膜はボード表面と光アセンブリ裏面をつなぐ電気配線を兼ねる。
【０２４３】
受信側光変換部４１３Ａの裏面には、等間隔に配置されたＢＧＡ電極１０８が露出している。又、受信側光変換部４１３Ａの内部にあって、ホトダイオードアレイ２６は、電気配線基板１０１上でレシーバＩＣ１０２と接続されており、レシーバＩＣ１０２に対する電源線や信号線が電気配線基板１０１の裏面側のＢＧＡ電極１０８に接続している。
ボード１０上にもＢＧＡ電極１０８と同じ配置で電極１０８ａが形成されており、これにより、異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４を介して送信側光変換部４１３Ａとボード１０上の電極とが接続される。
【０２４４】
前述した送信側と同じく、受信側光結合回路４１３全体を配置する位置を固定するために、ボード１０上に、位置決めピン１０７を配置する。光スルーホール１０４位置に対して勘合穴のある位置の相対情報をもとに、ボード１０上に位置決めピン１０７を配置すればよい。
又、この受信側光結合回路４１３の製造工程でも、送信側と同じく、光導波路１２１ 〜１２４ に対して本実施形態にかかる異方性導電シート１４と、モジュール位置合わせ用の位置決めピン１０７を搭載する。
【０２４５】
異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４と位置決めピン１０７の配置位置は、ボード１０上の光導波路１２と光スルーホール１０４の位置、送信側光変換部４１３ＡのＢＧＡ電極１０８と対応するボード１０上の電極の位置を決める上でパラメータとなる。どちらを先に搭載してもよい。
【０２４６】
位置決めピン１０７を先に搭載する場合には次のようになる。
この場合、位置決めピン１０７は光導波路１２のＸ軸方向の位置情報を元に搭載する。そして、位置決めピン１０７を搭載すると光スルーホール１０４のＸ−Ｙ平面上の位置が決定する。
【０２４７】
異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４の高さ情報と導波路１２１ 〜１２４ のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、異方性導電シート１４の（即ち、Z 軸方向）の制御を行うことで、光スルーホール１０４と光導波路の結合を最大化できる。
【０２４８】
異方性導電シート１４を先に搭載する場合には次のようになる。異方性導電シート１４は光導波路１２のＸ軸方向の位置情報を元に搭載する。異方性導電シート１４を搭載すると異方性導電シート１４の高さ情報と光導波路１２１ 〜１２３ のコア位置の表面位置からの差分情報から、光スルーホール１０４のＸ−Ｙ平面上の位置がきまる。この情報をもとに位置決めピン１０７（即ち、Ｘ−Ｙ軸方向）の制御を行うことで光導波路１２と光スルーホール１０４の結合を最大化できる。
【０２４９】
導波路１２１ 〜１２４ と各ホトダイオード２６の間の高効率結合を実現するには、各ホトダイオード２６の吸収層の直径に比べて導波路１２１ 〜１２４ のＹ方向のコア層の厚みが薄く、各ホトダイオード２６の吸収層の直径に比べて４５度多重反射ミラーに薄く閉じ込められていることが望ましい。
【０２５０】
＜全体の動作＞
次に、上記第４実施形態における全体的な動作について説明する。
まず、図２５において、外部から所定の送信信号が設定入力されると、伝送信号処理部２がこれを取り込んで信号処理し伝送信号として出力する。
【０２５１】
この伝送信号処理部２から出力された伝送信号は、送信側光変換部４１１Ａで電気信号から光信号に変換され、４５度多重反射ミラー１４を含む送信側光結合部４１１Ｂおよび光導波路１２を介して伝播し、受信側光結合回路４１３で再び電気信号に変換されて前述した発信信号処理部３へ送り込まれる。
【０２５２】
ここで、送信側光変換部４１１Ａ内では、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含む光変調デバイス９３から出力された光は光スルーホール９４を通って送信側光結合部４１１Ｂ側の４５度多重反射ミラー１４に届く。４５度多重反射ミラー１４においてミラー１４ｂとミラー１４ｂの間に閉じ込められ、Ｙ軸方向に関して空間的に広がるのを抑制されたまま、光導波路１２１ 〜１２４ に送り込まれる。
光信号はＸ軸方向に広がるが、光導波路１２に形成された各光レンズ部１２ｃで個別に集光されて対応する各導波路１２１ 〜１２３ へ確実に伝送される。
【０２５３】
次に、導波路１２１ 〜１２３ を介して伝送された光信号は、受信側光結合部４１３Ｂを介して受信側光変換部４１３Ａへ送り込まれ、当該受信側光変換部４１３Ａの一部を成す光スルーホール１０４を通って、ホトダイオード（光電変換素子）２６で個別に光電変換され（即ち、受信側の４５度多重反射ミラー１４及び電気配線回路を介して個別に電気信号に変換されて）、前述した発信信号処理部３へ送り込まれる。
【０２５４】
この場合、光導波路１２１ 〜１２４ を介して送り込まれた光信号は、光導波路１２の出力端でＸ軸方向に関して集光され、４５度多重反射ミラー１４におけるミラー１４ｂとミラー１４ｂの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたままホトダイオード（光電変換素子）２６に到達し、このホトダイオード２６によって個別に電気信号に変換されて前述したように発信信号処理部３へ送り込まれる。
【０２５５】
ここで、前述した送信側光変換部４１１Ａ内では、ドライバＩＣ９２を配置したが、ドライバＩＣ９２は伝送信号処理部２と共にボード１０上に配置してもよい。同じく、受信側光変換部４１３Ａ内では、内部にレシーバＩＣ１０２を配置したが、レシーバＩＣ１０２は発信信号処理部３と共にボード１０上に配置してもよい。
【０２５６】
即ち、ドライバＩＣ９２からの電気信号が異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４を介して光変調デバイス９３に伝播され、電気光変換が行われる。
又、光導波路１２１ 〜１２４ を介して送り込まれた光信号は前述したように異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４を介してホトダイオード２６へ送り込まれ、このホトダイオード２６で光電気変換されてレシーバＩＣ１０２伝播される。
【０２５７】
一般に、光モジュール４００の寿命は光ＩＣ（ドライバＩＣ９２、レシーバＩＣ１０２）よりも光素子（光変調デバイス９３、ホトダイオード２６）の寿命で決まってしまうので、交換部品である光モジュール４００から光ＩＣを取り除くことで、光モジュール４００の交換コストを削減することができる。
【０２５８】
ここで、前述した４５度多重反射ミラー１４については、その作用は前述した第１実施形態における４５度多重反射ミラー１４と同一である。
【０２５９】
更に、４５度多重反射ミラー１４の配置位置は、ビジュアルアライメントを用いて部材のエッジや縞状の金属薄膜位置を参照し、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の制御が可能である。 この場合、固定には、接着剤を用いることができる。接着剤にも厚みがあるので接着固定する場所にはボード側もしくは異方性導電シート側に接着剤を流しいれる溝があることが望ましい。これにより接着固定後、接着材が溝部分で縮小することで部材の高さをボード面に対して部材厚みと一致させることができる。
【０２６０】
又、本第４実施形態にあっては、光導波路１２１ 〜１２４ にモノリシックに付された半円柱状レンズ１２ｃはフォトリソグラフィーで作製できるため、量産に向いており、低コストに作製できる。又、半円柱状レンズを装備することで光の放射角が変換される。これにより、導波路１２１ 〜１２４ もしくは４５度多重反射ミラー１４に形成された半円柱状レンズ１２ｃは光軸と垂直な面内の１軸に関して放射角を変換する。
【０２６１】
更に、本第４実施形態では４５度多重反射ミラー１４の形状が直方体としたことにより、光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係をどちらか一方の情報から予想できる。
【０２６２】
＜第４実施形態の効果＞
本第４実施形態にあっては、上述したように構成され機能するので、これによると、前述した第１実施形態の場合と同一の作用効果を有するほか、更に、４５度多重反射ミラー１４は異方導電性シート兼ねるので部品点数が大幅に少なくなり、低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となり、これがため交換コストも含めて装置全体を安価に得ることができるという生産性良好な優れた光結合回路及びこれを用いた信号送信用および受信用光モジュールを提供することができる。
【０２６３】
具体的には、上記第４実施形態では、４５度多重反射ミラー（異方性導電性シート）１４は、送信側光変換部４１１Ａおよび受信側光変換部４１３Ａに対して光信号をやり取りするための光回路の一部であると同時に、ボード１０と送信側光結合部４１１Ｂおよび受信側光結合部４１３Ｂとの間の電気伝送を行うことができ、一石二鳥であるため低コストな光モジュールを提供することができる。
【０２６４】
更に、４５度多重反射ミラー（異方性導電性シート）１４は弾性を有する異方性導電シートである。金属薄膜１４ｂはシート１４ａに対して４５度の角度をもって配置されているため、シートの弾性を高く保持することができる。これにより光モジュール基板に反りがある場合にもシートの伸縮量が大きくとれるので、トレランスの高い電気接触を確保できる。
【０２６５】
また、以下の二つの構造とその効果により面発光レーザからホトダイオードまでの間で量産性に優れ、低コストで高い結合効率を実現できる。
第１の構造として４５度多重反射ミラー１４は光スルーホールと光導波路との間に配置される。通常の４５度ミラーに比べて多重反射ミラーの間に光を閉じ込めることができるために、ボード１０に対して直交方向に光が広がることを防ぐことができる。
【０２６６】
第２の構造は光導波路１２に一体形成されたレンズ構造である。光導波路はマザーボードもしくはドーターボード上に量産性に優れるフォトリソグラフィー技術で作製することができる。同じくフォトリソグラフィー技術を用いてボードと平行な面内に作製したレンズ部を装備するという構成を採用したので、ボードに対して水平方向の光の広がりも抑制できる。
【０２６７】
光スルーホールのボードに対する位置の調整は必要だが、予めボード１０に位置あわせ用のピンを配置して、ピンに対して光モジュール用の勘合穴を合わせることで、光モジュール４００の交換が可能となる。
【０２６８】
光スルーホールの位置は光導波路の高さと４５度多重反射ミラーの配置で決まり、これにあわせて固定用のピンと勘合穴を配置することで高効率な結合が実現できる。
以上により、結合効率を劣化させることなく量産に適した製造方法で部品点数を削減が可能となり、安価なソケット構造が実現できた。
その結果、導入コストと交換コストを削減かのうな光インターコネクションを提供することができる。
＜実施例＞
【０２６９】
ここで、上述した第４実施形態にかかる実施例を説明する。
具体的には、上記第４実施形態において開示した送信側光結合回路４１１を構成する送信側光変換部４１１Ａと送信側光結合部４１１Ｂの具体例を説明する。
【０２７０】
送信側光変換部４１１Ａは、電気配線基板９１上の面発光レーザを備えた光変調デバイス９３と、ドライバＩＣ９２と、電気配線基板９１に形成された光スルーホール９４と、勘合穴９１Ａとから成る。電気配線基板９１上で光変調デバイス９３とドライバＩＣ９２が接続されており、ドライバＩＣ９２からの信号線や電源線、制御線、ＧＮＤ線が電気配線基板９１の裏面側のＢＧＡ電極と接続されている。
【０２７１】
電気配線基板９１のサイズは９〔ｍｍ〕×９〔ｍｍ〕であり、ＢＧＡは１〔ｍｍ〕ピッチで形成されている。直径１〔ｍｍ〕±５〔μｍ〕の勘合穴９１Ａが光スルーホール９４との距離誤差±５〔μｍ〕で形成される。
光スルーホール９４は直径３０〔μｍ〕の金属の円形配管からなる。直径５０〔μｍ〕の金属の埋め込みビア内部にドリルで再度直径３０〔μｍ〕の穴をあけて形成される。
【０２７２】
また、送信側光結合部４１１Ｂは、前記光スルーホール９４と、異方性導電シートを兼ねる４５度多重反射ミラー１４と、ポリマー導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……）の各光入力端に形成されたレンズ部１２ｃとの組合せからなる。
【０２７３】
ここで、本実施例では、ポリマー導波路１２はボード１０上にアレイ状に作製し、アレイ間隔１０００〔μｍ〕、アレイ数１２〔ｃｈ〕、コアサイズ３０〔μｍ〕とし、コアの屈折率は１．５４、コアとクラッドの屈折率差は２〔％〕とした。コア上部のクラッド層の厚みは７０〔μｍ〕、コア下部のクラッド層の厚みは１００〔μｍ〕とした。
ボード１０に別途形成した実装用マーカーを参考にポリマー導波路１２は予め電気配線の形成されたボード１０上にレンズ部１２ｃと一緒に一括形成した。
屈折率のことなる二種類の感光性のポリイミドを光導波路のコア材料とクラッド材料に用いて、フォトリソグラフィーにより導波路と半円柱状レンズを形成した。
【０２７４】
前述した異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４は、シリコンゴムシート上に金属マスクを用いたPtのスパッタ形成、シリコンゴムのスプレー製膜をくりかえした後、ダイシングで形成した。Ptの厚みは０．１〔μｍ〕でシリコンゴムの厚みを４．９〔μｍ〕とし、１００周期形成したのち、Pt厚みは１０〔μｍ〕、シリコンゴム厚みは５０〔μｍ〕で１５周期形成し、ダイシングで４５度に切り出し、金属層が４５度に形成された直方体（サイズ２００〔μｍ〕×９０００〔μｍ〕×９０００〔μｍ〕）の４５度多重反射ミラー１４を作製した。Pt厚の薄い側を４５度多重反射ミラーとして用いる。
実装用マーカーを参考にボードに直径１〔ｍｍ〕の穴を開けてモジュール固定用のピンと光アセンブリのロック機構を半田固定した。ピンと光アセンブリのロック機構はモールドを使って樹脂で作製した。
【０２７５】
レーザ測長で導波路表面の高さと異方導電シート厚みを検出した後、異方性導電シート１４はエッジを検出して平行出しを行い、マウントヘッドに真空吸着した。その後、異方性導電シート１４をボードに配置し、モジュール固定ピンに対し、Ｘ方向およびＺ方向の位置を制御し、接着固定した。
【０２７６】
異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４の周りに送信側光結合回路４１１を上から押さえつけるロック機構９５の下部には異方性導電シート１４の厚みよりも薄いスペーサが配置されており、送信側光変換部４１１Ａの底面はこれに当たって止まるため、これ以上に異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４がつぶれることはない。
【０２７７】
光モジュール４００は勘合穴９１Ａにピン９６Ｂを差し込む形でボード１０に配置されＸ−Ｚ方向を固定され、ボード１０上のロック機構９５でＹ軸方向を固定される。この際、光アセンブリの電気配線基板９１の底面のＢＧＡの電極端子とボード１０上の電極が異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４の金属を介して接続される。
【０２７８】
光変調デバイス９３の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）から出力された光は、光スルーホール９４を通って、異方性導電シートに形成された４５度ミラーに到達する。４５度多重反射ミラー１４にＹ軸方向に関して、ミラー膜とミラー膜の間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、光導波路１２まで到達する。
一方、Ｘ軸方向に関して光は閉じ込められていないので、面発光レーザの出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱状レンズを介して有効に集光される。
これにより、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）と導波路の間は全チャンネルにおいて１〔ｄＢ〕以下の結合損失を低コストで実現できた。
【０２７９】
ここでは、送信側光結合回路（送信側光アセンブリ／一方の光結合回路）４１１についての実装技術を示したが、実装方法については受信側光結合回路（受信側光アセンブリ／他方の光結合回路）４１３でも同様である。
又、ホトダイオード（ＰＤ）アレイの吸収層直径を５０〔μｍ〕とすることで高効率のホトダイオード（ＰＤ）と導波路の結合が得られ、１２〔ｃｈ〕で１０〔Ｇｂｐｓ〕のハイスループット動作が低コストで実現できることを確認することが出来た。
【０２８０】
上述した各実施形態については、その新規な技術内容の要点をまとめると、以下の付記のようになる。尚、この付記については、本発明の権利範囲を必ずしもこれに限定するものではない。
〔付記１〕（図２乃至図６参照）
基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する４５度多重反射ミラーと、この４５度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記４５度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記４５度多重反射ミラー側に、当該４５度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化したことを特徴とする光結合回路。
【０２８１】
〔付記２〕
付記１に記載の光結合回路において、
４５度多重反射ミラーが絶縁性で弾性を有するゴムや樹脂と交互に積層された金属薄膜により構成され、この異方性導電シートはとしても働くことを特徴とする光結合回路。
【０２８２】
〔付記３〕（図７参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記一方の導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【０２８３】
〔付記４〕（図２乃至図６参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズは前記導波路の端部を半円柱状に形成して得られたものであることを特徴とする光結合回路。
【０２８４】
〔付記５〕（図７乃至図９参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズを、前記導波路の端部を含み且つ前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って両側に設置されているクラッド層部分を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面を備えた構成の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【０２８５】
〔付記６〕（図９，図１０参照）
付記４に記載の光結合回路において、
前記半円柱状レンズの円弧状レンズ面を、フレネルレンズ面としたことを特徴とする光結合回路。
【０２８６】
〔付記７〕（図７，図９，図１０参照）
付記１乃至５の何れか一つに記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一屈折率の素材により一体的に構成したことを特徴とする光結合回路。
【０２８７】
〔付記８〕（図８参照）
付記１乃至５の何れか一つに記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路とは屈折率の異なった透明素材により前記導波路と一体的に構成したことを特徴とする光結合回路。
【０２８８】
〔付記９〕（図１０参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の第１レンズ部と、この第１レンズ部と前記４５度多重反射ミラーとの間に配設された第２レンズ部とを含む構成とし、
前記第１レンズ部を半円柱状レンズとすると共に、当該半円柱状レンズの前記４５度多重反射ミラー側の面を、前記導波路の端部を含み且つ前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って当該導波路側に位置するコア層を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面とし、
前記第２レンズ部を、前記第１レンズ部に対向する側のレンズ面を円弧状レンズ面とすると共に前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に対向するレンズ面を平坦面としてなる半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【０２８９】
〔付記１０〕（図１０参照）
付記８に記載の光結合回路において、
前記第１レンズ部の円弧状レンズ面を、フレネルレンズ面としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９０】
〔付記１１〕（図２，図３参照／単一／送信側光アッセンブリ）
付記１に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９１】
〔付記１２〕（図２，図３参照／複数／送信側光アッセンブリ）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を一定間隔で複数併設すると共に、この複数の前記各導波路に個別に対応して前記光信号を前記４５度多重反射ミラーを介して送り込む前記信号伝達手段を複数設け、
この各信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザ駆動用の電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９２】
〔付記１３〕（図２２参照／二層／送信側光アッセンブリ）
付記１０に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を、所定間隔を隔てて少なくとも上下二個装備すると共に、前記光レンズ部を前記付記８に記載の光レンズ部により構成し、
前記信号伝達手段が備えている前記面発光レーザを、前記層状に構成された各導波路に前記４５度多重反射ミラーを介して個別に光信号を送り込む少なくとも二つの面発光レーザとしたことを特徴とする光結合回路。
【０２９３】
〔付記１４〕（図５，図６参照／単一／受信側光アッセンブリ）
付記１に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの光出力端面に設置され光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、この光電変換素子に接続され当該光電変換素子から出力される所定の電気信号を外部送信用として送り出す電気信号伝送回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９４】
〔付記１５〕（図５，図６参照／複数／受信側光アッセンブリ）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を一定間隔で複数併設すると共に、この複数の前記導波路に個別に対応して前記４５度多重反射ミラーを介して送り込まれる光信号を電気信号に変換して出力する前記信号伝達手段を複数設け、
この各信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの光出力端面に設置され光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、この光電変換素子に接続され当該光電変換素子により変換された所定の電気信号を外部送信用として送り出す電気信号伝送回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９５】
〔付記１６〕（図２３参照／二層／受信側光アッセンブリ）
付記１３に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を、所定間隔を隔てて少なくとも上下二個装備すると共に、前記光レンズ部を前記付記８に記載の光レンズ部により構成し、
前記信号伝達手段が備えている前記光電変換素子を、前記各導波路から前記４５度多重反射ミラーを介して個別に送り込まれる光信号に対応して少なくとも二つの光電変換素子としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９６】
〔付記１７〕（図１７参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を前記付記８に記載の光レンズ部と同等の光レンズ部により構成すると共に、この光レンズ部から出力される光信号を前記４５度多重反射ミラーを介して外部に位置する段違いの他の導波路に送り込む前記信号伝達手段を、前記付記８に記載の光レンズ部と同等の光レンズ部を含んで成る信号伝達手段としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９７】
〔付記１８〕（図１８，図１９参照／段付光結合）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた導波路を二個一組として装備すると共に、当該二個の各導波路を上下方向に重ねて二層構造とすると共に上側の導波路を下層の導波路に沿って後退させた状態に配設し、
前記二個の各導波路に個別に対応して前記４５度多重反射ミラーを二個配置すると共に当該各４５度多重反射ミラーからの光信号の送受信方向を同一方向に設置し、
前記信号伝達手段を、前記各４５度多重反射ミラーから外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する４５度反射ミラーと、この４５度反射ミラーに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する二本の中継光ファイバと、この各中継光ファイバと前記４５度反射ミラーとの間に配置された二個の集光レンズとにより構成し、
前記各４５度多重反射ミラーと前記４５度反射ミラーとの間に、送受信される前記光信号を集束する半円柱状レンズをそれぞれ設置したことを特徴とする光結合回路。
【０２９８】
〔付記１９〕（図１参照／光モジュール）
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとして前記付記１０乃至１１の何れか一つに記載の光結合回路を、又これに対応する前記受信側光アセンブリとして前記付記１３乃至１４の何れか一つに記載の光結合回路を、それぞれ装備したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【０２９９】
〔付記２０〕（第２実施形態／図１６参照）
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光結合回路とにより構成し、
前記複数の送信側光アセンブリをそれぞれ前記付記１０に記載の光結合回路で構成すると共に、前記複数の受信側光アセンブリをそれぞれ前記付記１３に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【０３００】
〔付記２１〕（第３実施形態／図２１参照）
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する二層構造の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する二層構造の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光結合回路とにより構成し、
前記二層構造の送信側光アセンブリを前記付記１２に記載の光結合回路で構成すると共に、前記二層構造の受信側光アセンブリを前記付記１５に記載の光結合回路で構成し、
前記一方と他方の各中継用光結合回路を前記付記１７に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【０３０１】
〔付記２２〕（図２４参照）
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ（一方の光結合回路４１１）と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ（他方の光結合回路４１３）と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項４に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている４５度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部９６を装備したことを特徴とした信号送受信用モジュール。
【０３０２】
〔付記２３〕
付記２１に記載の信号送受信用モジュールにおいて、
前記光・電気連係ソケット部９６を、前記４５度多重反射ミラーと光結合器とを同時に前記同一ボードに押し当てて固定するロック機構９６Ａと、前記光結合回路４１１が備えている電気配線基板９１を介して当該光結合回路の前記ボード１０上の位置を決める位置決めピン９６Ｂとを含む構成としたことを特徴とする信号送受信用モジュール。
【産業上の利用可能性】
【０３０３】
本発明は、サーバ、ルータ、ＨＰＣに適用する光インターコネクション用モジュールに用いられる光回路に好適なものである。
【符号の説明】
【０３０４】
１，３０，４０，４００ 信号送受信用光モジュール（光モジュール）
１Ａ，３０Ａ，４０Ａ，４００Ａ 光信号伝送路（光式インターコネクション回路）
２，２Ａ，２Ｂ 伝送信号処理部
３，３Ａ，３Ｂ 発信信号処理部
１０ 基板（ボード）
１０Ａ 一方の基板（ボード）
１０Ｂ 他方の基板（ボード）
１１，４１１ 送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）
１１Ａ 第１の光結合回路（送信側光アセンブリ）
１１Ｂ 第２の光結合回路（送信側光アセンブリ）
１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……） 導波路（ポリマー導波路）
１２ａ コア層
１２ｂ クラッド層
１２ｃ 半円柱状レンズ
１２Ｆ フレネルレンズ面
１２Ｐ，１２Ｑ 円弧状レンズ面
１２Ｇ 第２レンズ部（半円柱状レンズ部）
１２Ｗ 光レンズ部（二重レンズ部）
１２Ｗａ １２Ｗｂ レンズ部
１３，４１３ 受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）
１３Ａ 第７の光結合回路（受信側光アセンブリ）
１３Ｂ 第８の光結合回路（受信側光アセンブリ）
１４，４４ ４５度多重反射ミラー
１５，２５，３５ 信号伝達手段
１５Ａ，２５Ａ，３２Ａ，３３Ａ 信号伝達手段
１６１ ，１６２ ，１６３ ，……，３５，４５ 面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）
１７１ ，１７２ ，１７３ ，…… 電気配線回路（電気配線）
２６１ ，２６２ ，２６３ ，……，５５，６５ ホトダイオード（ＰＤ）
３１ 第３の光結合回路
３２ 一方の中継用光結合回路（第４の光結合回路）
３２Ａ，３２Ｂ 半円柱状レンズ体
３２Ｃ ４５度反射ミラー
３２Ｄ，３２Ｄ 光コネクタ部
３２Ｄａ，３２Ｄｂ 集光レンズ
３３ 他方の中継用光結合回路（第５の光結合回路）
３４ 第６の光結合回路
４１ 送信側光アセンブリ
４３ 受信側光アセンブリ
７３（７３１ ，７３２ ，７３３ ，……） 導波路（ポリマー導波路）
８３（８３１ ，８３２ ，８３３ ，……） 導波路（ポリマー導波路）
９６ 光／電気連係ソケット部
９６Ａ ロック機構
９６Ｂ 位置決めピン
９９Ａ，９９Ｂ 光信号中継手段
１００ ＭＭＦアレイ（中継光ファイバーアレイ）
１００ａ ＭＭＦ回線（中継光ファイバー）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールに係り、特に、サーバ，ルータ，又はＨＰＣに適用する光インターコネクション用モジュールに用いられる光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
（最近の動向）
１０〔Ｇbps 〕以上のインターコネクションの高速化において、電気伝送の限界が見えはじめている。特に、筐体間の伝送距離を確保するための電気伝送では、波形整形回路を付加するなどに起因して消費電力の増大が問題になっている。そのため、昨今にあっては、光インターコネクションを用いて波形整形回路を不要とすることで消費電力を低減することが提案されている。
【０００３】
一方、インターコネクション用として光インターコネクションを用いる場合には、電気信号を光信号に、又光信号を電気信号に変換する光モジュールが必要である。
このような光モジュールの例として、非特許文献１や非特許文献２にはマルチチャンネルの光トランシーバが報告されている。
【０００４】
非特許文献１の図１や非特許文献２の図７および図９に示されるように、光モジュールは、光駆動回路（ＬＤＤ，ＴＩＡ）と光素子（ＶＣＳＥＬ，ＰＤ）、レンズ、電気配線、光配線、ミラー、及びコネクタから構成される。このような光モジュールでは、光素子としては面発光レーザ素子（面発光型半導体レーザ：ＶＣＳＥＬ）が用いられる。
【０００５】
この面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は端面発光レーザに比べて動作電流が小さく、これを駆動するＩＣの消費電力を抑制できるメリットがある。この面発光レーザにおいては、レーザ光はＶＣＳＥＬチップに対して垂直方向に出射される。
このため、非特許文献１のようにポリマー導波路を光信号線路に用いる場合や、非特許文献２のようにマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）と結合し且つモジュールが実装されるボードとボードの間隔が狭い場合には、反射端面が４５度に設定された４５度ミラーとレンズとを介することで、光素子と導波路の間の光結合を行なっている。
【０００６】
この４５度ミラーは作製しやすく光路を変換できるが、自由空間において４５度ミラーだけでは光が広がってしまう。従って高効率の光結合を実現するためにレンズと一緒に用いられる。
【０００７】
これに対して、４５度ミラーとレンズの組み合わせを用いずに光路を変換するものとしては特許文献１の図１４や図１７に示される光路変換部品がある。
この特許文献１に開示された構造では、光は導波路により閉じ込められたまま４５度ミラーにより光路が変換できるために、光は広がることなく光路変換をすることが可能となる。
更に、電気信号を光信号に変換して光導波路に送り込む光電変換部材として面発光レーザが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2007-334343
【特許文献２】特開2009-141119
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】OFC/NFOEC2008 予稿集 OThS4
【非特許文献２】ECTC2008 予稿集 1838 ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、電気伝送を代替するような光インタ−コネクションには、従来より低コスト化が求められる。しかしながら、この光インタ−コネクションについては、光モジュールの部品コスト及びアセンブリコストが高いため、高性能コンピューティングシステム（ＨＰＣ：Ｈigh Ｐerformance Ｃomputing systems）や高級ルータなどの高価な装置にしか導入が進んでいなかった。
【００１１】
又、非特許文献１や非特許文献２のようにレンズとミラーを使う光モジュールには、低コスト化に向けて部品点数の削減が求められている。
更に、レンズを用いない特許文献１のような構造では、部品点数を減らせる可能性はあるものの部材の作製ばらつきを考慮すると、光路変換部品と導波路の間の光軸調整が難しいという課題があり、これがため、低コストの画像処理などを利用しての実装を適用することができないという問題があった。
また、特許文献２では、光電変換部材にかかる技術内容の開示にとどめられており、その応用回路については開示がない。
【００１２】
（発明の目的）
本発明は、かかる関連技術の有する不都合を改善し、特に部品点数が少なく且つ安価に入手し得る生産性良好な光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明にかかる光結合回路は、基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する４５度多重反射ミラーと、この４５度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記４５度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記４５度多重反射ミラー側に、当該４５度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化するという構成を採っている。
【００１４】
又、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備え、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとしては電気信号を光信号に変換する面発光レーザを含むものを採用し、又受信側光アセンブリとしてはホトダイオード含むものを採用した。
【００１５】
更に、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備え、
前記光式インターコネクション回路を、前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光連結回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光連結回路とにより構成した。
更に、前記送信側光アセンブリとしては電気信号を光信号に変換する面発光レーザを含むものを採用し、又受信側光アセンブリとしてはホトダイオード含むものを採用した。
【００１６】
また、上記目的を達成するため、本発明にかかる信号送受信用光モジュールは、同一ボード上に装備された伝送信号処理部に外部入力される電気信号を、外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項４に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている４５度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部を装備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上述したように構成されているので、これによると、電気伝送を代替するような光インタ−コネクションとして、複数の導入送信信号の変換及び伝送に際しては光信号用の複数の導波路と４５度多重反射ミラーと信号変換素子を４５度多重反射ミラーに装備すると共に各導波路の４５度多重反射ミラー側にレンズ部を装備するという構成を採用したので、これにより部品点数が大幅に少なくなり、更に低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となるという優れた光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第１実施形態を示す概略平面図である。
【図２】図１に開示した光モジュールに含まれる送信側光アセンブリ（第１の光結合回路）の一部を示す斜視図である。
【図３】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）示す図で、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は正面図である。
【図４】図１に開示した第１の光結合回路の一部を示す導波路と４５度多重反射ミラーとの配置関係を示す説明図である。
【図５】図１に開示した光モジュールに含まれる受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）の一部を示す斜視図である。
【図６】図５に開示した受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）示す図で、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は正面図である。
【図７】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている光レンズ部の他の例を示す図で、図７（Ａ）は斜視図、図７（Ｂ）は平面図、図７（Ｃ）は正面図である。
【図８】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図８（Ａ）は斜視図、図８（Ｂ）は平面図、図８（Ｃ）は正面図である。
【図９】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図９（Ａ）は斜視図、図９（Ｂ）は平面図、図９（Ｃ）は正面図である。
【図１０】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている光レンズ部の更に他の例を示す図で、図１０（Ａ）は斜視図、図１０（Ｂ）は平面図、図１０（Ｃ）は正面図である。
【図１１】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている４５度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す説明図である。
【図１２】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている４５度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す他の説明図である。
【図１３】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている４５度多重反射ミラーおよび光信号の内部伝搬の様子を示す更に他の説明図である。
【図１４】図２に開示した送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）に装備されている４５度多重反射ミラーにおける面発光レーザの出射面入射角φに対する光出射角θの広がりとの関係の計算結果を示す線図である。
【図１５】面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の遠視野像を示す線図である。
【図１６】本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第２実施形態を示す概略平面図である。
【図１７】図１６に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第３の光結合回路（送信側段付光結合回路）の一例を示す概略斜視図である。
【図１８】図１６に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第４の光結合回路（ＭＭＦアレイ連結用送信側光結合回路）の一例を示す概略斜視図である。
【図１９】図１６に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第５の光結合回路（ＭＭＦアレイ連結用送信側光結合回路）の一例を示す概略斜視図である。
【図２０】図１６に開示した信号送受信用光モジュールの一部を構成する第６の光結合回路（受信側段付光結合回路）の一例を示す概略斜視図である。
【図２１】本発明にかかる光結合回路を含む信号送受信用光モジュールの第３実施形態を示す概略平面図である。
【図２２】図２１に開示された信号送受信用光モジュールの一部を構成する二層構造の送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）を示す図で、図２２（Ａ）はその一部を示す平面図、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）の正面図である。
【図２３】図２１に開示された信号送受信用光モジュールの一部を構成する二層構造の受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）を示す図で、図２３（Ａ）はその一部を示す平面図、図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）の正面図である。
【図２４】本発明の第４実施形態を示す概略平面図概略平面図である。
【図２５】図２４に開示した一方の光結合回路部分の送信側光変換部を示す概略断面図である。
【図２６】図２４に開示した一方の光結合回路部分の送信側光結合部を示す概略断面図である。
【図２７】図２４に開示した送信側光変換部の要部を構成する光電気統合ソケット部分を示す説明図である。
【図２８】図２７に開示した光電気統合ソケット部で用いる異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）の製造方法の概略説明図である。
【図２９】図２４に開示した他方の光結合回路部分の受信側光変換部を示す概略断面図である。
【図３０】図２４に開示した他方の光結合回路部分の受信側光結合部を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図１５に基づいて説明する。
図１に、本発明にかかる光結合回路１１，１２を組み込んだ信号送受信用の光モジュール１を示す。
【００２０】
＜光モジュール＞
この図１において、光モジュール１は、外部入力される信号を取り込んで伝送信号として信号処理する伝送信号処理部２と、この伝送信号処理部２からの出力信号を光信号に変換する一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１と、この一方の光結合回路１１から出力される光信号を予め設置されている導波路（ポリマー導波路）１２を介して取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）１３と、この他方の光結合回路１３で変換された電気信号を外部に向けて発信するための信号処理を行う発信信号処理部３とを備えている。
【００２１】
ここで、上記一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１と、この一方の光結合回路１１から出力される光信号を取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）１３と、この一方と他方の各光結合回路を連結する導波路（ポリマー導波路）１２とにより、光信号伝送路（光式インターコネクション回路）１Ａが構成されている。又、符号１０は、上記各構成部材を保持する基板を示す。
【００２２】
＜送信側光アセンブリ１１＞
送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）１１は、図２乃至図３に示すように、受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）１３に向けて送り出される光信号を案内する導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ）と、この各導波路１２１ 〜１２３ の他方の端部（図２の右端部）に対向して配設され当該各導波路１２１ 〜１２３ に向けて光信号の伝搬を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４を介して前記各導波路１２１ 〜１２３ に対して伝送信号処理部２から入力される電気信号を光信号に変換して送り込む信号伝達手段１５とを備えている。
【００２３】
ここで、各導波路１２１ 〜１２３ の全体を指標する場合は、符号１２をもって導波路とする。また、この各導波路１２１ 〜１２３ およびこれに関連する構成部材（例えば後述する面発光レーザ１６１ ，１６２ ，１６３ 等）については、本第１実施形態ではそれぞれ三個の場合を例示しているが、４個以上であってもよい。他の実施形態においても同様である。
【００２４】
次に、上記導波路１２１ については、コア層１２ａが屈折率の異なる透明部材からなるクラッド部１２ｂに取り囲まれて導波路１２１ が特定され当該クラッド部１２ｂと一体的に形成されている。他の導波路１２２ ，１２３ についても同様である。
そして、この各導波路（コア層１２ａ）１２１ ，１２２ ，１２３ とクラッド部１２ｂと後述するレンズ部１２ｃとにより導波路アレイ１２が構成されている。
【００２５】
前述した各導波路１２１ 〜１２３ の各他端部（図２の右端部）には、４５度多重反射ミラー１４との対向面部分に、当該４５度多重反射ミラー１４から送り出される（後述する受信側光アセンブリでは、送り込まれる）光信号の拡散を抑制する光レンズ部１２ｃが、それぞれ設置されている。そして、この各光レンズ部１２ｃ，１２ｃ，１２ｃは、前述した各導波路１２１ 〜１２３ にそれぞれ一体化されて構成されている。
【００２６】
ここで、４５度多重反射ミラー１４は、本第１実施形態にあっては、四角柱状に形成され、その断面内には４５度方向に反射ミラー膜１４ｂがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜１４ｂ相互間には透明部材からなる誘電体が充填された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層１４ａ，１４ａ，…が形成されている。
【００２７】
そして、前述した各導波路１２１ 〜１２３ は、その光レンズ部１２ｃ部分が、上記４５度多重反射ミラー１４が備えている複数の光信号伝送多重層１４ａ，１４ａ，…の内の少なくとも一つの層に対応させて、配設されている。この場合、導波路１２１ と４５度多重反射ミラー１４とは、図３（ｂ）に示すように、３つの光信号伝送多重層１４ａに対応させて配設されている。他の各導波路１２２ ，１２３ の場合も同様である。
【００２８】
これにより、各導波路１２１ 〜１２３ と上述した４５度多重反射ミラー１４との間における光信号の拡散が有効に抑制され、光信号の伝搬途上における感度低下が有効に抑制されている。
【００２９】
図４に、導波路１２１ と４５度多重反射ミラー１４との対応位置関係を示す。導波路１２２ ，１２３ についても同様である。この図４に示す三次元座標は、以後の説明において成される座標位置関係に全て適用されるものとする。
【００３０】
前述した信号伝達手段１５は、図２乃至図３に示すように、４５度多重反射ミラー１４の前記各導波路１２１ 〜１２３ に対して光学的に導通した面の反対側の端面（図１では上端面）に設置された面発光レーザ１６１ ，１６２ ，１６３ と、この各面発光レーザ１６１ 〜１６３ に対して駆動用の電気信号を個別に送り込む電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ とを含んで構成されている。
【００３１】
ここで、符号１８は複数の面発光レーザ１６１ ，１６２ ，１６３ を備えた面発光レーザアレイを示す。この面発光レーザアレイ１８は、図２，図３に示すように、上述した複数の面発光レーザ１６１ 〜１６３ と、当該各面発光レーザ１６１ 〜１６３ を保持すると共に予め設定された装備位置を特定するレーザ保持部材１８Ａと、このレーザ保持部材１８Ａに装備された前記各面発光レーザ１６１ 〜１６３ に対応して個別に設置された複数のレーザ用電極１８ａ，１８ａ，……と、前記各電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ の端部に個別に対応して設置された複数のバンプ用通電電極１８ｂ，１８ｂ，……と、この各電極１８ａ，１８ｂの相互間を個別に接続する電極接続回路１８ｃ，１８ｃ，……とを、それぞれ備えて構成されている。
【００３２】
符号２０ａ，２０ａ，……は、対応する各電気配線回路１７１ 〜１７３ とバンプ用通電電極１８ｂ，１８ｂ，……とを個別に接続するバンプ（球状接続端子）を示す。
ここで、このバンプ（球状接続端子）２０ａは、本実施形態では、電気信号の伝達に直接寄与しない箇所にも、組立バランス上、図２，図３に示すように複数装備されている。符号１８ｅ，１８ｅ，……は、バンプ用通電電極１８ｂと同等に形成されたバンプ装備用の他の電極を示す。
【００３３】
これにより、前述した各面発光レーザ１６１ 〜１６３ に対しては、上記各電気配線回路１７１ 〜１７３ から前述した駆動信号が、対応する上記各電極１８ａ，１８ｂおよび電極接続回路１８ｃを介して個別に送り込まれ、各別に印加されるようになっている。
【００３４】
このため、各電気配線回路１７１ 〜１７３ を介して前述した伝送信号処理部２から送り込まれる所定の電気信号（レーザ用駆動信号）は、面発光レーザ１６１ 〜１６３ を駆動すると共にこれによってレーザ駆動信号に含まれる所定の電気信号が光信号に変換され、４５度多重反射ミラー１４を介して各光レンズ部１２ｃで個別に集光されて対応する各導波路１２１ 〜１２３ へ確実に伝送されるようになっている。
【００３５】
次に、上述した一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１の各構成要素について詳述する。
【００３６】
（４５度多重反射ミラー）
まず、前述した４５度多重反射ミラー１４は、交互に積層された光信号伝送多重層（誘電体層）１４ａ，１４ａ，……と、反射ミラー膜（金属薄膜）１４ｂ，１４ｂ，……とからなる。
この４５度多重反射ミラー１４は、誘電体層１４ａと金属薄膜１４ｂの多層構造を作製した後、ダイシングにより作製される。
【００３７】
光信号伝送多重層（誘電体層）１４ａの形成に際しては、まず、Ｓｉやガラスなどの基板上にスパッタ，ＣＶＤ，ＰＣＶＤ，又はスピンコートなどで製膜する方法があり、或いは、プリフォーム法を用いた熱延伸などの製膜方法がある。一方、反射ミラー膜を成す金属薄膜１４ｂの製膜方法には、スパッタ，真空蒸着，E-gun ，又はメッキなどによる手法が用いられる。
【００３８】
光信号伝送多重層（誘電体層）１４ａの素材である誘電体としては、SiOx，SiOxNy，SiNx，ポリマー，ＢＣＢなどがある。一方、反射ミラー膜（金属薄膜）１４ｂの素材である薄膜としては、Ti，Pt，Au，Ｎi ，Cu，Ag，Snなど、及びこれらの組み合わせにより構成される。これらの素材については、使用する光の波長帯や材料との密着性を考慮して選択される。
【００３９】
上記誘電体層１４ａおよび金属薄膜１４ｂの多層構造の形成に際しては、製膜の場合、誘電体と金属薄膜を交互に基板上に形成すればよい。プリフォームを用いた方法であれば誘電体のシートを作製した後に金属薄膜を形成し、金属面同士を張り合わせるなどの方法を採用してもよい。
【００４０】
（導波路について）
導波路（ポリマー導波路）１２１ 〜１２３ 部分は、まず、当該各導波路１２１ 〜１２３ を構成する素材部分であるコア層１２ａをフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成し、その後に、各導波路１２１ 〜１２３ の周囲を構成するクラッド層１２ｂで埋め込まれることで形成される。
この場合、上記各光レンズ部１２ｃは、本第１実施形態では半円柱状に形成されている。この各光レンズ部１２ｃは、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより各導波路１２１ 〜１２３ に端部を円弧に加工することで得られる。
【００４１】
ドライエッチング用のマスクとしては、まず金属薄膜を形成し、レジストマスクで金属薄膜をエッチング加工し、このパターニングされた金属薄膜をマスクにしてドライエッチングを行なうようにしてもよい。又、この場合の金属薄膜は、ポリイミドの加工の目的のほかに、電気部品を実装する際の電気の配線パターンや光部品を実装するためのマーカーとして用いることも可能である。また、感光性のポリイミドなどを用いて、導波路パターンや円柱状レンズを直接形成してもよい。
【００４２】
（送信側光アセンブリの構築）
又、送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）１１の製造工程では、導波路１２１ 〜１２３ に対して４５度多重反射ミラーを併設装備した後に、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１６１ 〜１６３ を搭載する。
【００４３】
従って、導波路１２１ 〜１２３ のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、４５度多重反射ミラー１４の表面の位置（即ち、Ｙ軸方向）の制御を行うことで、面発光レーザ１６１ 〜１６３ の搭載のＺ軸方向の位置が一意的に決まる。この面発光レーザ１６１ 〜１６３ の搭載位置は、４５度多重反射ミラー１４のＹ軸方向情報（導波路表面と４５度多重反射ミラー表面位置の差分）とＺ軸方向の情報（導波路表面に形成したマーカ等に対する、４５度多重反射ミラーの導波路側のエッジ位置の差分）をもとに算出され、高精度な実装が可能となる。
【００４４】
この場合、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１６１ 〜１６３ と導波路１２１ 〜１２３ との間で高効率の結合を実現するには開口数ＮＡ（Numerical Aerture ）を調整する必要がある。光のスポットサイズが小さくても導波路１２１ 〜１２３ の内部に入った光のコア／クラッドの反射角が全反射角よりも小さいと、コア層内の光がクラッド層側に抜けてしまい光が伝播しないためである。
【００４５】
導波路１２１ 〜１２３ のＸ軸方向に関しては半円柱状レンズでＮＡを調整することができる。又、導波路１２１ 〜１２３ のＹ軸方向にはＮＡの調整機構はないので、導波路１２１ 〜１２３ のＮＡをレーザ光の放射角に対して大きくとる必要がある。そのため、例えば屈折率１．５付近のポリマー導波路では、コア層とクラッド層の間の屈折率差は２〔％〕以上とするとよい。
【００４６】
＜受信側光アセンブリ１３＞
次に、受信側光アセンブリである他方の光結合回路１３を、図５乃至図６に基づいて説明する。
【００４７】
この他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）１３は、本第１実施形態では、前述した一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１と同一の基板１０上に設置され、前述したように、当該一方の光結合回路１１から導波路２（１２１ 〜１２３ ）を介して送り込まれる光信号Ｂを電気信号Ａに変換して出力する。そして、この変換された電気信号Ａは、前述した発信信号処理部３を介して外部へ発信されるようになっている。
【００４８】
この受信側光アセンブリである他方の光結合回路１３は、図５乃至図６に示すように、上記一方の光結合回路１１にあって、前述した複数の面発光レーザ１６１ 〜１６３ に代えて光電変換素子であるホトダイオード２６１ 〜２６３ を装備した点に特徴を有する。符号２８ａ，２８ａ，……は、ホトダイオード２６１ 〜２６３ に対応して装備された複数の光電変換素子用電極を示す。
【００４９】
即ち、この他方の光結合回路１３は、図５乃至図６に示すように、前述した一方の光結合回路１１から送り込まれる光信号を案内する導波路（コア層１２ａ）１２１ ，１２２ ，１２３ と、この各導波路１２１ 〜１２３ の他方の端部（図５の右端部）に対向して配設され当該各導波路１２１ 〜１２３ とは異なった方向への光信号を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４を介して前記各導波路１２１ 〜１２３ からの光信号にかかる信号を外部に対して送り出す中継機能を備えた信号伝達手段２５とを備えている。
【００５０】
この内、信号伝達手段２５は、図５乃至図６に示すように、４５度多重反射ミラー１４の前記各導波路１２１ 〜１２３ と光学的に導通した面の反対側の端面（図５では上端面）に設置された光電変換素子としてのホトダイオード２６１ ，２６２ ，２６３ と、この各ホトダイオード２６１ 〜２６３ から出力される電気信号を外部へ個別に送り出す電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ とを含むで構成されている。
【００５１】
ここで、符号２８は前述した面発光レーザアレイ１８に代えて装備されたホトダイオードアレイを示す。このホトダイオードアレイ２８は、図６（ｂ）に示すように、上述した複数のホトダイオード２６１ 〜２６３ と、当該各ホトダイオード２６１ 〜２６３ を保持すると共に予め設定された装備位置を特定するダイオード保持部材２８Ａと、このダイオード保持部材２８Ａに対応して個別に設置された複数のホトダイオード用電極２８ａ，２８ａ，……と、前記各電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ の端部に個別に対応して設置された複数のバンプ用通電電極１８ｂ，１８ｂ，……と、この各電極１８ａ，１８ｂの相互間を個別に接続する電極接続回路１８ｃ，１８ｃ，……とを、それぞれ備えて構成されている。
【００５２】
又、符号２８ｅ，２８ｅ，……は、バンプ用通電電極２８ｂと同等に形成されたバンプ装備用の他の電極を示す。
その他の構成は、前述した一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１と同一となっている。
【００５３】
これにより、前述した各ホトダイオード２６１ 〜２６３ にて光電変換された電気信号は、上述したように各電気配線回路１７１ 〜１７３ を介して前述した発信信号処理部３へ送られ当該発信信号処理部３から外部へ発信されるようになっている。
【００５４】
（受信側光アセンブリの構築）
受信側光アセンブリ１３の製造工程では各導波路１２１ 〜１２３ に対して４５度多重反射ミラー１４を併設装備した後に対応する各ホトダイオード２６１ 〜２６３ を搭載する順番になる。従って、各導波路１２１ 〜１２３ のコア層１２ａの表面からの位置情報を参考に４５度多重反射ミラー１４の表面の位置（即ち、Ｙ軸方向）の制御を行うことで、各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の搭載のＺ軸方向位置が一意的に決まる。
【００５５】
各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の搭載位置は、４５度多重反射ミラー１４のＹ方向情報（導波路の表面と４５度多重反射ミラーの表面位置の差分）とＺ方向情報（導波路表面に形成したマーカ等に対する、４５度多重反射ミラーの導波路側のエッジ位置の差分）をもとに算出され高精度な実装が可能となる。
【００５６】
導波路１２１ 〜１２３ と各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の間の高効率結合を実現するには、Ｘ軸方向には半円柱状レンズ１２Ｃがあるので集光が可能である。導波路１２１ 〜１２３ のＹ軸方向には集光の機能がないので、各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の吸収層の直径に比べて導波路１２１ 〜１２３ のＹ方向のコア層の厚みが薄く、各ホトダイオード２６１ 〜２６３ の吸収層の直径に比べて４５度多重反射ミラーに薄く閉じ込められていることが望ましい。
【００５７】
＜光レンズ部１２ｃの他の例＞
ここで、前述した光レンズ部１２ｃの他の例について説明する。
円柱状レンズ部の構造は上記図４のような構造のものに限定されるものではない。下記に示す図７乃至図１０のような構成も、有効に使用することができる。
【００５８】
（拡張レンズ型（１））
図７にこれを示す。
この図７に示す拡張レンズ型の光レンズ部１２Ｐは、半円柱状レンズを基本構成とすると共に、前述した導波路１２１ を構成するコア層の端部を含み且つ前述した４５度多重反射ミラー１４（図１１乃至図１３参照）の光信号伝送多重層１４ａ，１４ａの入力端面に沿ってＴ字状に広げられ且つ両側に位置するクラッド層を覆う状態に設定されている。この光レンズ部１２Ｐは、前述したコア層と同一の素材で一体的に構成されている。
【００５９】
ここで、図７（Ａ）は拡張レンズ型の光レンズ部１２Ｐを前記４５度多重反射ミラー１４側の端部に配置した導波路１２１ の光レンズ部部分を示す斜視図、図７（Ｂ）は平面図、図７（Ｃ）は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図４における光レンズ部１２Ｃの場合と同一となっている。
【００６０】
この図７の場合、導波路１２１ は導波路がポリマー内部でとぎれた構造となっている。一方、円柱レンズ部１２ＰのＹ軸方向には、コア層とクラッド層の構造を維持しており光は閉じ込められている。このため、レンズ径を大きくすることでＸ方向に広がった光を集光できる。
【００６１】
このため、この図７の場合、導波路１２１ と４５度多重反射ミラー１４との相互間における光信号の授受に際しては、拡散を更に有効に抑制することができ、相互間での光信号の授受を効率よく実行することが可能となる。
他の導波路１２２ ，１２３ についても同様の光レンズ部１２Ｐが設けられ同様に機能するようになっている。
【００６２】
（拡張レンズ型（２））
図８にこれを示す。
この図８に示す拡張レンズ型の光レンズ部１２Ｑは、上記拡張レンズ型（１）と同一の形状に形成されている。一方、この光レンズ部１２Ｑは、その素材を前述したコア層を取り巻く周囲のクラッド層１２ｂと同一の素材で形成した点に特徴を有する。
【００６３】
ここで、図８（Ａ）は拡張レンズ型の光レンズ部１２Ｑを先端部に配置した導波路１２１ の光レンズ部１２Ｑ部分を示す斜視図、図８（Ｂ）は平面図、図８（Ｃ）は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図４における光レンズ部１２ｃの場合と同一となっている。
【００６４】
この図８の例でも、導波路１２１ がポリマー内部でとぎれた構造となっている。円柱レンズ部１２Ｑ側ではそのＹ軸方向にコア層とクラッド層の構造はない。このため、レンズ部１２ＱではＹ軸方向の光の閉じ込めが無いのでレンズ部１２ＱでＹ軸方向には光がレンズの厚み分広がる。一方、コア層がないことにより、コア層を形成後に感光性のポリイミドで埋め込むことが可能となり、かかる点において導波路１２１ の作製プロセスが簡易化され、生産性を高めることができる。
【００６５】
他の導波路１２２ ，１２３ についても同様の光レンズ部１２Ｑが設けられ同様に機能するようになっている。
このようにしても、前述した図７に示す光レンズ部１２Ｐの場合とほぼ同様の作用効果を安価に得ることができる。
【００６６】
（フレネルレンズ型）
図９にこれを示す。
この図９に示すフレネルレンズ型の光レンズ部１２Ｆは、図７に開示した上記拡張レンズ型（１）におけるレンズ部分を、フレネルレンズ型のレンズ部分とした点に特徴を有する。一方、この光レンズ部１２Ｆは、その素材を前述したコア層１２ａと同一の素材で形成した点に特徴を有する。
【００６７】
ここで、図９（Ａ）はフレネルレンズ型の光レンズ部１２Ｆを先端部に配置した導波路１２１ の光レンズ部１２Ｆ部分を示す斜視図、図９（Ｂ）は平面図、図９（Ｃ）は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図４における光レンズ部１２Ｃの場合と同一となっている。
【００６８】
この図９では、導波路１２１ がポリマー内部でとぎれた構造となっている。ただし、円柱レンズ部１２ＦのＹ軸方向にはコア層とクラッド層の構造を維持しており光は閉じ込められている。そして、レンズ径を大きくすることでＸ軸方向に広がった光を集光できると同時に、フレネルレンズを用いることでレンズ周辺部と４５度多重反射ミラー１４との間の自由空間での光路長を減らし、自由空間で光がＹ軸方向に広がるのを有効に抑制することができる。
【００６９】
他の導波路１２２ ，１２３ についても同様の光レンズ部１２Ｆが設けられ同様に機能するようになっている。
このようにしても、前述した図７に示す光レンズ部１２Ｐの場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００７０】
（二重レンズ型）
図１０にこれを示す。
この二重レンズ型光レンズ部１２Ｗは、図９に開示したフレネルレンズ型のレンズ部１２Ｆのレンズ面に対向して、図１０に示すように半円柱状レンズ部１２Ｇを設けた点に特徴を有する。この半円柱状レンズ部１２Ｇは、前述した導波路１２１ の周囲の部材であるクラッド層１２ｂとは異なった屈折率の透明素材によって構成されている。
【００７１】
ここで、図１０（Ａ）はフレネルレンズ型の光レンズ部１２Ｆを先端部に配置した導波路１２１ の光レンズ部１２Ｆ部分を示す斜視図、図１０（Ｂ）は平面図、図１０（Ｃ）は正面図をそれぞれ示す。その他の構成は前述した図４における光レンズ部１２Ｃの場合と同一となっている。
【００７２】
図１０では半円柱状レンズ部１２Ｇをポリマー内部に含む構成になっている。これにより、多重反射ミラーと接する部分を直線の端面で構成できる。このため、前述した４５度多重反射ミラー１４と半円柱状レンズ部１２Ｇのレンズ面との間をコア層１２ａと同じ透明樹脂で埋めることもでき、結露等にも強くなりモジュールの信頼性を高めることができる。
【００７３】
このように、半円柱状レンズについては、図７乃至図９の単一レンズ系に限らず図１０のように複数のレンズを組み合わせてもよい。これにより、設計自由度を高めることができる。又、図１０のような半円柱状レンズ部１２Ｇであれば、４５度多重反射ミラー１４の内部の誘電体層にも形成することは可能である。しかし、その場合には、４５度多重反射ミラー１４を導波路に配置する際に４５度多重反射ミラー１４もＸ軸方向の位置も正確に制御する必要が生じるが、特に不都合はない。
【００７４】
即ち、この二重レンズ型光レンズ部１２Ｗは、半円柱状レンズ部１２Ｇの凸部が前述したフレネルレンズ型のレンズ部１２Ｆのレンズ面に対向して設置されているので、前述した４５度多重反射ミラー１４の側面（光授受面）を平坦な端面とすることができる。このため、４５度多重反射ミラー１４と導波路１２１ とをレンズ部１２Ｗを介して密着させて連結装備することができ、かかる点において光信号の拡散を更に有効に阻止して効率のよい光信号の授受が可能となるという利点を得るもことができる。
他の導波路１２２ ，１２３ についても、同様の二重レンズ型光レンズ部１２Ｗが設けられ同様に機能するようになっている。
【００７５】
＜全体の動作＞
次に、上記第１実施形態における全体的な動作について説明する。
まず、図１において、外部から所定の送信信号が設定入力されると、伝送信号処理部２がこれを取り込んで信号処理し伝送信号として出力する。この伝送信号処理部２から出力された伝送信号は、光信号伝送路１Ａで光信号に変換されて発信信号処理部３に向けて伝送され再び電気信号に変換されて当該発信信号処理部３へ送り込まれる。
【００７６】
この場合、光信号伝送路１Ａでは、まず、その一端部に装備された一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）１１が伝送信号処理部２からの電気信号を光信号に変換する。具体的には、電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ を介して伝送信号処理部２から送り込まれる電気信号（レーザ駆動信号）は、信号伝達手段１５の一部を成す面発光レーザアレイ１８に装備された面発光レーザ１６１ 〜１６３ によって、個別に光信号に変換され、送信側の４５度多重反射ミラー１４を介して対応する導波路１２１ ，１２２ ，１２３ へ送り込まれ、この導波路１２１ 〜１２３ を介して一端部に装備された他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）１３へ送られる。
【００７７】
ここで、面発光レーザ１６１ 〜１６３ のレーザ発光部から出力された光は、Ｚ軸方向に関して、４５度多重反射ミラー１４におけるミラーとミラーの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、導波路１２１ 〜１２３ に送り込まれる。
【００７８】
このため、光信号伝送路１Ａでは、その前段側で、各電気配線回路１７１ 〜１７３ を介して前述した伝送信号処理部２から送り込まれる所定の電気信号（レーザ用駆動信号）は、面発光レーザ１６１ 〜１６３ を駆動すると共にこれによってレーザ駆動信号に含まれる所定の電気信号が光信号に変換され、４５度多重反射ミラー１４を介して各光レンズ部１２ｃで個別に集光されて対応する各導波路１２１ 〜１２３ へ確実に伝送される。
【００７９】
次に、導波路１２１ 〜１２３ を介して伝送された光信号は、受信側の信号伝達手段２５の一部を成すホトダイオードアレイ２８に装備されたホトダイオード（光電変換素子）２６１ 〜２６３ で個別に光電変化され、受信側の４５度多重反射ミラー１４及び電気配線回路１７１ ，１７２ ，１７３ を介して個別に前述した発信信号処理部３へ送り込まれる。
【００８０】
この場合、導波路１２１ 〜１２３ を介して送り込まれた光信号は、４５度多重反射ミラー１４におけるミラーとミラーの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたままホトダイオード（光電変換素子）２６１ 〜２６３ に到達し、このホトダイオード２６１ 〜２６３ でよって個別に電気信号に変換されて前述したように発信信号処理部３へ送り込まれる。
【００８１】
（４５度多重反射ミラーの作用）
ここで、上述した４５度多重反射ミラー１４内における光信号の伝搬状態を、図１１乃至図１５に基づいて説明する。
【００８２】
まず、４５度多重反射ミラー１４内の光線追跡の例を図１１乃至図１３に示す。
この内、図１１に示すように、多重反射ミラー出射側において光線の軌道は、軌道Ａと軌道Ｂの大きく二つに分類される。
通常の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の空気に対する放射全角は３５度以下であり、片側では１７．５度以下になる。例えば屈折率１．５４の媒体の中では片側１１．２度以下となる。
【００８３】
又、図１１に示すように、多重反射の軌跡によっては、出射面に対する入射角φが異なる。即ち、軌道Ａの場合、入射角φは１１．２度以下になる。一方、軌道Ｂの場合は「９０−１１．２＝７８．８度」以上になる。
一方、図１２に示すように、出射面の外側の領域が空気であれば、軌道Ａの場合は空気と誘電体の屈折率差分の透過率をもって出射する。軌道Ｂの場合も出射面ｘ点) で一度全反射し、再度金属ミラーで反射したのち空気と誘電体の屈折率差分の透過率をもって出射する。
【００８４】
また、図１３に示すように、出射面の外側の領域の屈折率が誘電体に近い屈折率であれば軌道Ａの場合はそのまま出射する。一方、軌道Ｂの場合には出射面で深い角度のまま出射し迷光となる。
【００８５】
図１４は、ミラー間隔５〔μｍ〕の４５度多重反射ミラー１４を用いた場合の上述の出射面入射角φとレーザ出射角θ（全体の広がり角度）の関係を示す計算結果である。
また、図１２における軌道Ｂのように、出射面での入射角が大きくなるのは、レーザ光の放射角が広い場合であって、レーザ光の放射角がプラス側のみで生じた場合である。
【００８６】
放射角の比較的広い図１５のような面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の遠視野像を仮定し、図１３のように４５度多重反射ミラー１４の出射面の外側領域の屈折率が誘電体に近いとして、軌道Ｂのように出射面で深い角度のまま出射し迷光となる比率を計算したところ、５〔％〕以下であった。
このことから、４５度多重反射ミラー１４が面発光レーザ１６１ 〜１６３ のような光源に対して光路変換として効率の高いものであるになっていることがわかった。
【００８７】
一方、図２乃至図３の場合、Ｘ軸方向に関して光は閉じ込められていないのでレーザ光出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱レンズ１２ｃを介して有効に集光される。
【００８８】
実装上の観点から４５度多重反射ミラー１４は周期的な構造を有しているので、部材の精度としてＹ軸方向に対して金属層（ミラー面）がずれていても周期構造の周期分のずれしか位置ずれを生じない。又、多重反射ミラーはＸ軸方向に対し同じ形を有するので、ずれても問題を生じない。
即ち、４５度多重反射ミラー１４は積層構造になっているため、ミラー位置が平行にずれてもミラー間隔分しかずれの影響を生じない。このため、部品の作製精度がゆるく、光レンズなどにくらべて低コストに作製が可能である。
【００８９】
更に、４５度多重反射ミラー１４の配置位置は、ビジュアルアライメントを用いて部材のエッジや部材に予め形成したマーカを参照し、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の制御が可能である。また、導波路１２１ 〜１２３ 表面の高さを参照面として、同じ側にある４５度多重反射ミラー１４の表面（即ち、Ｙ軸方向）の位置制御をすることもできる。高さの固定には、半田や銀ペーストを用いることができる。
加熱してどろどろに融けた状態から硬化するまで高さを保持することで高さの制御が可能である。導波路１２１ 〜１２３ を形成する基板１０が透明であれば光硬化樹脂を用いてもよい。
【００９０】
又、本第１実施形態にあっては、導波路１２１ 〜１２３ にモノリシックに付された半円柱状レンズ１２ｃはフォトリソグラフィーで作製できるため、量産に向いており低コストに作製できる。又、半円柱状レンズを装備することで光の放射角が変換される。これにより、導波路１２１ 〜１２３ もしくは４５度多重反射ミラー１４に形成された半円柱状レンズ１２ｃは光軸と垂直な面内の１軸に関して放射角を変換する。
【００９１】
更に、垂直なもう一つの軸の放射角を変換するために、図１０に示すもう一つの半円柱状レンズ１２Ｇを用いると、これにより２軸方向に関して放射角を変換することができ、ポリマー導波路よりもＮＡ（開口数）が小さい導波路に対しても結合が可能となる。又、４５度多重反射ミラーおよびこれに隣接して配置する半円柱状ミラーも１方向に関して均一な構造になっているため作製が容易であり、実装においても制御が簡単になるため、低コストの実装が可能になる。
【００９２】
又、横方向の光閉じ込めが光軸に垂直な２軸のうち１軸方向に強い面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１６１ 〜１６３ を用い、導波路１２１ 〜１２３ に形成した半円柱状レンズ１２ｃを用いることで光閉じ込めが強くなり放射角が大きくなる軸の放射角を変換する。
【００９３】
例えば、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１６１ 〜１６３ は横方向の光閉じ込めを強くすることでモード体積が小さくなる。これにより面発光レーザ１６１ 〜１６３ の緩和振動周波数が大きくなり、高速化が可能になる。
更に、本実施形態では４５度多重反射ミラー１４の形状が直方体としたことにより、光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係を、どちらか一方の情報から予想できる。
【００９４】
又、本第１実施形態における光結合回路を用いると、面発光レーザ１６１ 〜１６３ を用いて信号伝送速度の高速化を図ることができる。本第１実施形態で、面発光レーザ１６１ 〜１６３ を用い、その特性を有効に利用して、放射角の大きい軸をＸ方向，放射角の小さい軸をＺ方向にそれぞれ配置すると、４５度多重反射ミラー１４内に別にレンズを必要とすることなく導波路１２１ 〜１２３ に対して高効率な光結合が可能になる。
【００９５】
＜実施形態の効果＞
本第１実施形態にあっては、上述したように構成され機能するので、これによると、電気信号の伝送を代替するような光インタ−コネクションとして、複数の導入送信信号の変換及び伝送に際しては光信号用の複数の導波路１２１ 〜１２３ と４５度多重反射ミラー１４と信号変換素子（面発光レーザ）１６１ 〜１６３ （又はホトダイオード２６１ 〜２６３ ）を４５度多重反射ミラー１４に装備すると共に各導波路１２１ 〜１２３ の４５度多重反射ミラー１４側にレンズ部１２ｃを装備するという構成を採用したので、これにより、各導波路１２１ 〜１２３ の端部に形成したレンズ部１２ｃと４５度多重反射ミラー１４とにより垂直な面内の２軸方向に対して光閉じ込めが行われ、光が空間に広がるのを確実に抑制することが可能となり、これにより信号伝送に際しての感度低下を有効に抑制することができ、更に部品点数が大幅に少なくなり、低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となり、これがため装置全体を安価に得ることができるという生産性良好な優れた光結合回路及びこれを用いた信号送受信用光モジュールを提供することができる。
【００９６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図１６乃至図２０に基づいて説明する。
この第２の実施形態では、図１６に示すように、筐体内で若しくは筐体相互間をつなぐ光信号伝送路を備えた送受信用光モジュールにかかるものである。
ここで、前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
【００９７】
この図１６乃至図２０に示す送受信用光モジュールは、一方の基板（ボード）１０Ａに装備された二つの伝送信号処理部２Ａ，２Ｂに入力される送信用の電気信号を、他方の基板（ボード）１０Ｂに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部３Ａ，３Ｂに伝送するための光信号伝送路（光式インターコネクション回路）３０Ａを備えている。
【００９８】
この内、光式インターコネクション回路３０Ａは、前述した各伝送信号処理部２Ａ，２Ｂから出力される複数の電気信号を二つのグループに分けて光信号に変換する二つの送信側光アセンブリ３Ａ，３Ｂと、前記光信号を複数のポリマー導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ……を介して取り込み前記他方の基板（ボード）１０Ｂ側へ伝送する光信号中継手段９９Ａと、この光信号中継手段９９Ａを介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ……を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部３Ａ，３Ｂに伝送する複数の受信側光アセンブリ１３Ａ，１３Ｂとを備えている。
【００９９】
ここで、上記光信号中継手段９９Ａは、上記一方と他方の各基板１０Ａ，１０Ｂの相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバー（ＭＭＦアレイ）１００と、この複数本の中継光ファイバー（ＭＭＦアレイ）１００と前記一方の基板１０Ａ上の前記複数の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ……とを光結合する一方の中継用光結合回路（第４の光結合回路）３２と、前記複数本の中継光ファイバー（ＭＭＦアレイ）１００と前記他方の基板１０Ｂ上の前記複数の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ……とを光結合する他方の中継用光結合回路（第５の光結合回路）３３とにより構成されている。
【０１００】
以下、これを更に詳述する。
まず、図１６において、符号３０は本第２実施形態における信号送受信用の光モジュールを示す。この光モジュール３０では、本発明にかかる第１乃至第８の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ，３１，３２，３３，３４，１３Ａ，１３Ｂが、内部伝送用の一方の基板１０Ａと他方の基板１０Ｂとに分けられて、それぞれ装備されている。
【０１０１】
上記一方の基板１０Ａには、更に、図１の左端部上に設置され前述した第１実施形態における伝送信号処理部２と同等に機能する二つの伝送信号処理部２Ａ，２Ｂが、同一面上に設けられている。
【０１０２】
この内、一方の伝送信号処理部２Ａには、当該伝送信号処理部２Ａから出力される複数の電気信号を電気配線（電気配線回路）１７１ ，１７２ ，１７３ ……（図２参照）を介して取り込むと共に複数の光信号Ｂ１にそれぞれ変換し出力する一方の送信側光アセンブリとしての第１の光結合回路１１Ａ（図１における一方の光結合回路１１に同じ）が併設されている。ここで、符号１２１ ，１２２ ，１２３ ……（図２参照）は、第１の光結合回路１１Ａから出力される複数の光信号をそれぞれ個別に案内する導波路を示す。
【０１０３】
同様に、上述した他方の伝送信号処理部２Ｂには、当該伝送信号処理部２Ｂから出力される複数の電気信号を前記第１の光結合回路１１Ａの電気配線（１７１ ，１７２ ，１７３ ……）とは別に装備された電気配線（電気配線回路）１７１ ，１７２ ，１７３ ……を介して取り込むと共に、複数の光信号Ｂ２にそれぞれ変換し出力する他方の送信側光アセンブリとしての第２の光結合回路１１Ｂ（図１における一方の光結合回路１１に同じ）が併設されている。
【０１０４】
第２の光結合回路１１Ｂから出力される複数の光信号も、前述した第１の光結合回路１１Ａにかかる導波路（１２１ ，１２２ ，１２３ …）とは別に設置された導波路１２１ ，１２２ ，１２３ …（図２参照）により、それぞれ他方の基板１０Ｂへ伝送されるようになっている。
【０１０５】
上記一方の基板１０Ａの前述した第１，第２の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂから別々の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ …（同一符号を使用）を介して送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を上下二層構造の状態の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）を介して取り込む前述した第４の光結合回路３２が設置されている。そして、この第４の光結合回路３２による上下二層構造を維持しつつ前記各一の光信号（例えば１２１ ，１２１ ）を他方の基板１０Ｂ側に送り込むＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００が、上記一方と他方の基板１０Ａ，１０Ｂ相互間に設置されている。
【０１０６】
ここで、前述した第１の光結合回路（一方の送信側アセンブリ）１１Ａと第４の光結合回路３２との間に、第１の光結合回路１１Ａから送り出される光信号Ｂ１にかかる導波路（１２１ ，１２２ ，１２３ …）を、前記第４の光結合回路３１の入力側領域で前述した第１の光結合回路１１Ｂから送り出される光信号Ｂ２にかかる導波路１２１ ，１２２ ，１２３ …の上に重ねて配置し二層構造の導波路を形成するための上層導波路用光結合回路（第３の光結合回路）３１が装備されている。
【０１０７】
これにより、前述した第４の光結合回路３２では、第１，第２の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂから別々の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ …を介して送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を、上下二層構造の状態の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）を介して円滑に取り込むことができるようになっている。
【０１０８】
上記光信号Ｂ１，Ｂ２の内の他の各光信号についても、対応する例えば上下二層構造の導波路１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ 、……を介して且つ同様に別に設定された第４の光結合回路３２に取り込まれ（光信号Ｂ１については第３の光結合回路３１を介して）、上下二層構造を維持されて、ＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００を介して、それぞれ他方の基板１０Ｂ側に送り出されるようになっている。
【０１０９】
又、ＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００は、前述した導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ 、……に対応して二本一組で構成された複数のＭＭＦ回線１００ａを備えている（図１６，図１８参照）。
【０１１０】
（第３の光結合回路３１／上層導波路用光結合回路）
上述した上層導波路用光結合回路（第３の光結合回路）３１は、前述したように、一方の基板１０Ａ上の図１６における前記第１の光結合回路１１Ａから送り出される光信号Ｂ１を対象としたものであり、上下二層構造の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）の上層部に配置するためのものであり、図１７にその一例を示す。
【０１１１】
この図１７に示す上層導波路用光結合回路（第３の光結合回路）３１は、第１の光結合回路１１Ａ側から送り出される光信号Ｂ１を取り込む入力側導波路（例えば１２１ ）と、この入力側導波路１２１ の伝送方向先の端部に対向して個別に配設され当該導波路入力側導波路１２１ とは異なった方向（図１７では斜め上方）への光信号の伝送（送信）を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４を介して前記下段の導波路１２１ との間で光信号を連係して取り込んで上段側から外部に対して当該光信号Ｂ１を中継し送り出す信号伝達手段３５とを備えている。
【０１１２】
ここで、前記入力側導波路１２１ の伝送方向先の端部は、前記４５度多重反射ミラー１４が備えている複数の光信号伝送多重層１４ａの内の一つ以上の層（入力側端面）に対応させて配設されている。又、この入力側導波路１２１ と前記４５度多重反射ミラー１４の前記光信号伝送多重層１４ａとの間には、前記光信号の拡散を抑制する光レンズ部が設けられている。
【０１１３】
この光レンズ部としては、前述した図１０に開示した二重レンズ型光レンズ部１２Ｗと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａが装備されている。そして、この二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａと前記入力側導波路１２１ とは一体化されている。
【０１１４】
更に、この二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａから送り出される光信号Ｂ１を前記４５度多重反射ミラー１４を介して取り込む前述した信号伝達手段３５として、本第２実施形態では、図１０に開示した二重レンズ型光レンズ部１２Ｗと同様に形成され且つ前後位置を１８０度回転させた状態の二重レンズ型光レンズ部１２Ｗｂが装備されている。
【０１１５】
換言すると、この図１７に示す上層配置光結合回路（第３の光結合回路）３１は、前記第１の光結合回路１１Ａ側の下段の入力側導波路（例えば１２１ ）を前述した４５度多重反射ミラー１４を介して上段の出力側導波路１２１ に光結合させるように構成したもので、下段の入力側導波路１２１ の前記４５度多重反射ミラー１４側には、レンズ部として前述した図１０に開示した二重レンズ型光レンズ部１２Ｗと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａが装備されている。
【０１１６】
又、前記４５度多重反射ミラー１４側の光伝送出力側に配置された上段の出力側導波路１２１ には、上述したように、その４５度多重反射ミラー１４の光出力端面に対向して上記二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａと同様に形成された二重レンズ型光レンズ部１２Ｗｂが、前述したように図１７における上記二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａを１８０度回転させた状態に（図１７中の左右を逆にして設定した状態）で配設されている。図１７の図中、矢印は光信号Ｂ１の伝搬経路の例を示す。
【０１１７】
この場合、Ｘ方向の光は導波路１２１ に形成された二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａにより閉じ込められ（拡散が有効に抑制され）、Ｙ方向の光は４５度多重反射ミラー１４の多重層１４ａ，１４ｂ，の間に閉じ込められる。このため、４５度多重反射ミラー１４のＺ方向の厚みＴを、上下二重層の各導波路１２１ ，１２１ の間隔Ｓにあわせることで異なる段（下層）の導波路１２１ から異なる段（上層）の導波路１２１ への光結合が可能となる。
【０１１８】
ここで、この図１７で使用される４５度多重反射ミラー１４は、それ以前に開示したもとは異なり、Ｚ方向に入射し出射位置を変えて同じくＺ方向に出射するものである。先述の４５度多重反射ミラーを二つ重ねた状態の高さを備えたものとなっている。
【０１１９】
これにより、伝搬中の光信号Ｂ１は、その拡散が二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａ，１２Ｗｂ及び４５度多重反射ミラー１４によって効果的に抑制され、感度低下をきたすことなく、下段の入力側導波路１２１ から上段の出力側導波路１２１ へＺ方向への伝送方向を維持して伝送させることが可能となっている。
【０１２０】
他の下段の導波路１２２ ，１２３ ，……（図１６参照）についても、同様にそれぞれ対応して装備された他の二重レンズ型光レンズ部１２Ｗａ，１２Ｗｂ及び他の４５度多重反射ミラー１４によって、上段の導波路１２２ ，１２３ ，……にそれぞれ連結されるようになっている。
【０１２１】
ここで、この各上段の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ，……（光信号Ｂ１用）は、前述したように、第２の光結合回路１１Ｂ側から送り出される光信号Ｂ２用の下段の導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ，……と、それぞれ二層構造を構成し、前述した段付構造の第４の光結合回路３２に光結合されている。
【０１２２】
（第４の光結合回路３２／段付構造の光結合回路）
次に、第４の光結合回路（段付構造の光結合回路）３２を、図１８に基づいてについて説明する。
この図１８に示す第４の光結合回路３２は、前述した光信号Ｂ１，Ｂ２を上下二層構造の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）を介して取り込むと共に、ＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００を介して前述した他方の基板１０Ｂ側に送り込む光信号中継伝送機能を備えている。
【０１２３】
この第４の光結合回路３２は、前述したように、一方の基板１０Ａ上の図１６における右端部に装備され、前述した第１，第２の各光結合回路（送信側光アセンブリ）１１Ａ，１１Ｂから送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２の双方を対象としたものであり、上下二層構造の導波路（例えば１２１ ，１２１ ）に対応して設置されている。この場合、上下二層構造にしたのは、前述したＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００との間に装備されるコネクタの集約度を高めるためである。
【０１２４】
この図１８に示す第４の光結合回路３２は、前述した第１，第２の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ側から送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２を取り込む導波路（例えば１２１ ，１２１ ）と、この導波路１２１ ，１２１ の各他方の端部に対向して個別に配設され当該導波路１２１ とは異なった方向（斜め上方）への光信号の伝送（送信）を案内する４５度多重反射ミラー１４，１４と、この４５度多重反射ミラー１４，１４の上段面から光信号を外部に対して送り出す信号伝達手段３２Ａとを含んで構成されている。
【０１２５】
ここで、上記二層構造の前記各導波路１２１ ，１２１ は、下層に位置する導波路１２１ が前方（４５度多重反射ミラー１４側／図１８内の右方向）に突設され、上層に位置する導波路１２１ が後方（図１８内の左方向）に後退した形態をもって配置され、これにより、二層構造の導波路１２１ ，１２１ の端部が段付構造となっている。そして、この段付構造部分に、前記上層に位置する導波路１２１ 用の４５度多重反射ミラー１４が設置され、下段の突設された部分の先端面に対向して、下層に位置する導波路１２１ 用の前記４５度多重反射ミラー１４が設置されている。
【０１２６】
又、この各導波路１２１ ，１２１ には、前記４５度多重反射ミラー１４，１４の側面（光入力面）である前記光信号伝送多重層に端面に対向して、前記光信号の拡散を抑制する光レンズ部１２ｃが、それぞれ装備されている。この光レンズ部１２ｃとしては、前述した図４に開示した半円柱状レンズ部が使用され前記各導波路１２１ ，１２１ に一体化されている。
【０１２７】
前述した信号伝達手段３２Ａは、上記各半円柱状レンズ部１２ｃから送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２を前記４５度多重反射ミラー１４，１４を介して別々に取り込んで、前述した他方の基板１０Ｂ側に送出する機能を備えている。
【０１２８】
この信号伝達手段３２Ａは、本第２実施形態では、図１８に示すように前記各４５度多重反射ミラー１４，１４の上面に沿って配置された半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂと、この半円柱状レンズ体３２Ａ，３２Ｂを介して上方に向けて送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２を前述したＭＭＦ（マルチモードファイバ）回線１００ａの一端部に向けて図１８内の右方向に反射送出する４５度反射ミラー３２Ｃと、この４５度反射ミラー３２Ｃと前記ＭＭＦ（マルチモードファイバ）回線１００ａとを連結する光コネクタ部３２Ｄとを備えている。
【０１２９】
即ち、上記信号伝達手段３２Ａは、前記各４５度多重反射ミラー１４から外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する４５度反射ミラー３２Ｃと、この４５度反射ミラー３２Ｃに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する中継光ファイバ（ＭＭＦ回線１００ａ）を一部とするＭＭＦ（マルチモードファイバ）アレイ１００と、前記ＭＭＦ回線１００ａの開口端部と前記４５度反射ミラーとの間に配置された二個の集光レンズ３２Ｄａ，３２Ｄｂを備えたＭＭＦ用光コネクタ部３１Ｄとを含んで構成されている。
【０１３０】
これにより、一方の基板１０Ａにおける第１，第２の各光結合回路（送信側光アセンブリ）１１Ａ，１１Ｂから送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２は、第４の光結合回路３２からＭＭＦ回線１００ａを介して他方の基板１０Ｂ側へ伝送されるようになっている。
【０１３１】
（他方の基板１０Ｂ側との連係）
図１８に示すように、第１，第２の各光結合回路（送信側光アセンブリ）１１Ａ，１１Ｂから出力される光信号Ｂ１，Ｂ２は、それぞれ二段に形成されたポリマー導波路１２（例えば１２１ ，１２１ ）を通して一つのコンパクトな光コネクタ部３２Ｄで束ねられてＭＭＦアレイ１００の一部であるＭＭＦ回線１００ａに送り込まれる。
【０１３２】
そして、他方の基板１０Ｂ側では、ＭＭＦ回線１００ａを介して送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を光コネクタ部３３Ｄを介して取り込み、同じく二段に形成された対応するポリマー導波路１２，１２（例えば１２１ ，１２１ ）を通して第７，第８の各光結合回路（送信側光アセンブリ）１３Ａ，１３Ｂに伝送される。
他のポリマー導波路１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ 、……（図１６参照）についても同様である。
【０１３３】
ここで、コンパクトな光コネクタ部３３Ｄを実現するには、前述したように、導波路を二段以上の多段にすることが必要となる。この場合、光コネクタ部３３Ｄの光路はマトリックス状に形成され、そしてマトリックス状に配置されたＭＭＦアレイ１００と光結合される。
【０１３４】
図１６の構成（光モジュール）における一方の基板１０Ａ側では、光信号Ｂ１，Ｂ２が通過する各光結合回路と各段に対する導波路１２の結合、又異なる段の導波路１２から異なる段の導波路１２への結合回路、そして、多段の導波路からＭＭＦアレイ１００への結合回路が必要となり、そのため、上述したように、第１乃至第４の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ，３１，３２が各導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ……）を個別に光結合するため構成部材として装備されている。
【０１３５】
ここで、異なる段の導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……）から他の異なる段の導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……）への光結合は、図１７に示す第３の光結合回路３１で実現される。又、二層の導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……からＭＭＦ回線１００ａへの光結合は、図１８に示す第４の光結合回路３２で対応することができる。
【０１３６】
そして、ＭＭＦアレイ１００への光結合では、コネクタ数を削減するために、マトリックス状にＭＭＦが配列した光コネクタ部３２Ｄを想定している。導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……は、前述したように階段状に加工し、二種類の４５度多重反射ミラー１４，１４を配置し、この各４５度多重反射ミラー１４，１４の上面には、前述したように半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂを配置した。
【０１３７】
これにより、多層のポリマー導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……のピッチＰをＭＭＦ回線１００ａのピッチＰＦのように広くなるように変換できる。そして、各導波路１２１ ，１２１ 、１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……に装備した半円柱状レンズ部１２ｃと、部品として配置した半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂとにより平行光が形成され、光コネクタ部３２Ｄとの光結合が容易となる。
【０１３８】
又、本第２実施形態では、半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂは光素子と同じように配置することを想定したが、この半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂの厚み精度が高ければ、先に４５度多重反射ミラー１４，１４に当該半円柱状レンズ体３１Ａ，３１Ｂを張り合わせておいてもよい。
図１８に示す階段状の導波路１２１ ，１２２ を形成するには、１段目導波路形成後に金属マスクを予め形成してから２段目の導波路を形成し、２段目の金属マスクを形成したのちに一括で２段の導波路に対してドライエッチングを施せばよい。
【０１３９】
（他方の基板１０Ｂ側の構成）
図１６に示すように、前記他方の基板１０Ｂ上には、前記一方の基板１０Ａから送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を電気信号に有効に変換するため、前述した第１乃至第４の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ，３１，３２とほぼ同等に形成された第５乃至第８の各光結合回路３３，３４，１３Ａ，１３Ｂが、前述したＭＭＦ回線１００ａを挟んで、前述した第１乃至第４の各光結合回路１１Ａ，１１Ｂ，３１，３２に対してそれぞれ対称の位置に設置されている。
【０１４０】
即ち、図１６において、ＭＭＦ回線１００ａを介して一方の基板１０Ａ側から送り込まれる光信号Ｂ１，Ｂ２は、第４の光信号結合回路３２と同等に形成された段付構造の光結合回路である第５の光信号結合回路３３にて二層構造の各導波路１２１ ，１２１ （１２２ ，１２２ 、１２３ ，１２３ ……）に送り込まれ、他方の基板１０Ｂ側に取り込まれる。この第５の光信号結合回路３３を図１９に示す。
【０１４１】
この図１９に示すように、第５の光信号結合回路３３は、前述した第４の光信号結合回路３２と全く同一に構成され、前記第４の光信号結合回路３２とは逆向きに設置されＭＭＦ回線１００ａに連結されている。矢印は光信号Ｂ１，Ｂ２の反射伝搬方向を示す。
【０１４２】
この第５の光信号結合回路３３から送り出される光信号Ｂ１，Ｂ２の内、光信号Ｂ１を案内する二層構造の上層に位置する導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）部分は、後述する図２０に開示した第６の光信号結合回路３４によって下層に設置された光信号Ｂ１用の導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）部分に光結合される。
【０１４３】
ここで、この第６の光信号結合回路３４は、図２０に示すように前述した第３の光信号結合回路３１と全く同一に形成されており、この他方の基板１０Ｂ側では逆向きに設置され（矢印Ｂ１参照）、これによって上述したように下層に設置された光信号Ｂ１用の導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）部分に光結合される。
図２０中、矢印はＢ１は光信号Ｂ１の伝搬方向を示す。
【０１４４】
そして、光信号Ｂ１は、この第６の光信号結合回路３４および下層に位置する光信号Ｂ１用の導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）を介して受信側アセンブリである光信号Ｂ１用の第７の結合回路（一方の受信側結合回路）１３Ａへ送り込まれる。
【０１４５】
この受信側アセンブリである一方の受信側結合回路１３Ａは、前述した第１実施形態における受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３と全く同一に形成され、同一に機能するようになっている。
【０１４６】
これにより、前記一方の受信側アセンブリ（第７の光結合回路）１３Ａに伝送されてきた光信号Ｂ１は、当該第７の光結合回路１３Ａで電気信号に変換されて外部向けの信号処理を行う発信信号処理部３Ａへ送り込まれ、所定の信号送信処理に付される。
【０１４７】
一方、図１９に示す上記第５の光信号結合回路（段付構造の光結合回路）３３から取り込まれた光信号Ｂ１，Ｂ２の内の光信号Ｂ２を案内する二層構造の下層に位置する導波路１２１ （１２２ ，１２３ ……）部分はそのまま延設されて他方の受信側アセンブリである光信号Ｂ２用の第８の光信号結合回路１３Ｂへ送り込まれる。
【０１４８】
この光信号Ｂ２用の第８の光信号結合回路１３Ｂは、前述した第１実施形態における受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３と全く同一に形成され、同一に機能するようになっている。即ち、この場合の光信号Ｂ１用とＢ２用の各他方の結合回路１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ全く同一に形成されたものが装備されている。
【０１４９】
これにより、前記受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３Ｂに伝送されてきた光信号Ｂ２は、当該受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３Ｂで電気信号に変換され、外部に向けて発信するための信号処理を行う発信信号処理部３Ｂへ送り込まれて所定の信号処理に付される。
その他の構成及びその機能は前述した第１実施形態のものと同一となっている。
【０１５０】
このようにしても、前述した第１実施形態と同一の作用効果を得ることができるほか、更に、各光結合回路における光結合に際しても、光信号の拡散が各レンズ部および４５度多重反射ミラー１４，１４の機能により有効に抑制され、これによって信号授受に際してのインターコネクションの高速化が可能となり、信号伝送距離が長い回路であってもインターコネクションの高速化が可能となり、これがため、スループットの高い光インターコネクションを実現でき、効率のよい光送受信用の光モジュールを得ることができる。
【０１５１】
ここで、上記第２の実施形態では、光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用の二つの送信側アセンブリ（一方の光結合回路）１１Ａ，１１Ｂを装備した場合を例示したが、この送信側アセンブリ（一方の光結合回路）１１Ａ，１１Ｂに代えて導波路１２１ ，１２２ ，１２３ ，……との結合数の多い単一の光結合回路（一方と他方の光結合回路１１Ａ，１１Ｂの各光回路を合計してなる光回路を有する）を使用すると共に、当該光結合回路の各光回路を光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用に二分して使い分けるように構成してもよい。又、受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３Ａ，１３Ｂについても同様である。
【０１５２】
〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態を、図２１乃至図２３に基づいて説明する。
ここで、前述した第２実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
【０１５３】
この第３実施形態は、前述した第２実施形態において、光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用の二つの送信側アセンブリ（送信側光結合回路である第１，第２の光結合回路）１１Ａ，１１Ｂに代えて二層構造の一つの送信側アセンブリ（一方の光結合回路）４１を、又、光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用の二つの受信側アセンブリ（他方の光結合回路）１３Ａ，１３Ｂに代えて二層構造の一つの受信側アセンブリ（他方の光結合回路）４３を、それぞれ装備した点に特徴を有する。
【０１５４】
即ち、この第３の実施形態における信号送受信用光モジュール４０は、一方の基板（ボード）１０Ａに装備された二個の伝送信号処理部２Ａ，２Ｂに入力される送信用の電気信号を、他方の基板（ボード）１０Ｂに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部３Ａ，３Ｂに伝送するための光信号伝送路（光式インターコネクション回路）４０Ａを備えている。
ここで、上記二個の伝送信号処理部２Ａ，２Ｂについては、（光モジュール全体の小型化を意図して）図２１に示すように他方の伝送信号処理部２Ｂを後述する導波路７３，８３上に展開し積層した場合を例示にしたが、一方の伝送信号処理部２Ａ上に積層するように構成してもよい。外部に向けて発信する発信信号処理部３Ａ，３Ｂについても同様である。又、この伝送信号処理部２Ａ，２Ｂについては、図２１に示すように図示面上９０度回転した位置に設置し、これによって光モジュール全体の小型化を図ると共に、送信信号の入出力に際しての操作性を高めた構造としたが、前述した第２実施例の場合と同様に（導波路７３，８３に沿って）直線状に配置してもよい。発信信号処理部３Ａ，３Ｂについても同様である。符号２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、それぞれ送信用の電気信号を送信側アセンブリ４１又は受信側アセンブリ４３に送り込むための帯状配線群を示す。
【０１５５】
前述した光信号伝送路（光式インターコネクション回路）４０Ａは、前記二個の伝送信号処理部２Ａ，２Ｂから出力される複数の電気信号を二つのグループの光信号Ｂ１，Ｂ２に分けて変換出力する二層構造の送信側光アセンブリ４１と、前記光信号Ｂ１，Ｂ２を複数のポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……、８３１ ，８３２ ，８３３ ，……、を介して個別に取り込み前述した他方の基板（ボード）１０Ｂ側へ伝送する光信号中継手段９９Ｂと、この光信号中継手段９９Ｂを介して伝送されて来る光信号Ｂ１，Ｂ２を複数のポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……、８３１ ，８３２ ，８３３ ，……、を介して個別に取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部３Ａ，３Ｂに伝送する二層構造の受信側光アセンブリ４３とを備えて構成されている。
ここで、光信号Ｂ１は二層構造のポリマー導波路７３，７８の内の上層部分のポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……を伝搬するものとし、光信号Ｂ１は二層構造のポリマー導波路７３，７８の内の下層部分のポリマー導波路８３１ ，８３２ ，８３３ ，……を伝搬するものとする（図２２（Ｂ），図２３（Ｂ）参照）。
【０１５６】
上記光信号中継手段９９Ｂは、前述した一方と他方の各基板１０Ａ，１０Ｂのド相互間に設置された光結合用の複数の中継光ファイバー（ＭＭＦ回線１００ａを含むＭＭＦ１００）と、この中継光ファイバーと前記基板１０Ａ上の前記光信号Ｂ１，Ｂ２に対応したポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……、８３１ ，８３２ ，８３３ ，……、とを光結合する一方の中継用光結合回路（第４の光結合回路）３２と、前記複数の中継光ファイバー（ＭＭＦ回線１００ａを含むＭＭＦ１００）と前記他方の基板１０Ｂ上の前記光信号Ｂ１，Ｂ２に対応したポリマー導波路７３１ ，７３２ ，７３３ ，……、８３１ ，８３２ ，８３３ ，……、とを光結合する他方の中継用光結合回路（第５の光結合回路）３３とにより構成されている。
【０１５７】
ここで、送信側アセンブリ（一方の光結合回路）４１の構成内容を図２２に示す。
この図２２において、送信側アセンブリ（一方の光結合回路）４１は、予め上下二層に設置された導波路７３１ ，８３１ に対応して、共通に装備された４５度多重反射ミラー４４を備えている。
【０１５８】
この４５度多重反射ミラー４４の上面には面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）３５，４５が配置され、この面発光レーザ３５，４５から変換出力された光信号Ｂ１，Ｂ２が、それぞれ４５度多重反射ミラー４４の側面から光信号Ｂ１，Ｂ２として前述した導波路７３１ ，８３１ に向けて送り出されるように構成されている。他の導波路７３２ ，８３２ 、７３２ ，８３２ 、７３３ ，８３３ 、……（図２１参照）についても同様である。
【０１５９】
ここで、この第３実施形態では、最初から上下二層に設置された導波路（例えば７３１ ，８３１ ）を対象としていることから、前述した第２実施形態に装備されている第３の光結合回路３１および３４（図１６参照）は不要となっており、装備されていない（図２１参照）。
【０１６０】
図２２において、符号２０１は面発光レーザ３５，４５を装備した面発光レーザアレイ本体を示す。又、符号３５ａ，４５ａはそれぞれ面発光レーザ３５，４５に電気的に接続されたドーナツ形状の電極を示す。
【０１６１】
又、この各ドーナツ形状の電極３５ａ，４５ａには、前述した伝送信号処理部２Ａ，２Ｂ（図２１参照）から出力される伝送信号である電気信号（レーザ駆動信号）を取り込む信号導入電極３４ａ，４４ａおよび当該取り込んだ電気信号を面発光レーザ３５，４５側のドーナツ形状の電極３５ａ，４５ａに案内する信号案内回線３４ｂ，４４ｂが上記面発光レーザアレイ本体２０１に設けられている。符号２０２は面発光レーザアレイ本体２０１を保持するレーザアレイ本体支持部を示す。
【０１６２】
この各面発光レーザ３５，４５は、電気信号に駆動されて前述した伝送信号を含む光信号Ｂ１，Ｂ２を変換出力する。そして、この各面発光レーザ３５，４５で変換出力された光信号Ｂ１，Ｂ２は、前述した第２実施形態の場合と同様に構成された二層の導波路７３１ ，８３１ （７３２ ，８３２ 、７３３ ，８３３ ……），第４の光結合回路３２，およびＭＭＦ回線１００ａを介して順次光結合され、他方の基板１０Ｂ側に伝送される。
【０１６３】
そして、この他方の基板１０Ｂ側では、ＭＭＦ回線１００ａを介して送られてくる光信号Ｂ１，Ｂ２を、前述した第２実施形態の場合と同様に第５の光結合回路７３（図２１参照）を介して取り込み、予め設置された二層の導波路７３１ ，８３１ （７３２ ，８３２ 、７３３ ，８３３ ……）を介して下記に示す二層構造の他方の光結合回路（受信側アセンブリ）４３で光電変換され、外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部３Ａ，３Ｂに各別に送り込まれる。
【０１６４】
ここで、この第３実施形態では、前述した第２実施形態において装備されている光信号Ｂ１用と光信号Ｂ２用の二つの受信側アセンブリ（他方の光結合回路である第７，第８の光結合回路）１３Ａ，１３Ｂに代えて、上述したように、二層構造の一つの受信側アセンブリ（他方の光結合回路）４３が装備されている。
この受信側アセンブリ（他方の光結合回路）４３の構成内容を図２３に示す。
【０１６５】
この図２３において、受信側アセンブリ（他方の光結合回路）４３は、予め設定された上下二層の導波路（例えば７３１ ，８３１ ）に対して４５度多重反射ミラー４４が共通に１個装備され、この４５度多重反射ミラー４４の側面から予め上下二層に設置された導波路７３１ ，８３１ を介して入射される光信号（受信光信号）Ｂ１，Ｂ２を４５度多重反射ミラー４４を介して取り込む共に上面に配設したホトダイオード（ＰＤ）５５，６５によって光電変換し、これを外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部３Ａ，３Ｂ（図２１参照）に、各別に送り込むようになっている。
【０１６６】
そして、この第３実施形態では、上記他方の基板１０Ｂ側でも、最初から上下二層に設置された導波路（例えば７３１ ，８３１ ）を介して光信号Ｂ１，Ｂ２を伝送するように構成されているため、前述したように第２実施形態で装備された第６の光結合回路３４は不要となっており、装備されていない。
【０１６７】
ここで、符号３０１は、ホトダイオード（ＰＤ）５５，６５を装備したホトダイオードアレイを示す。又、符号５５ａ，６５ａは電極配線５４ｂ，６４ｂを介してそれぞれホトダイオード（ＰＤ）に電気的に接続された信号出力電極を示す。
【０１６８】
この各信号出力電極５５ａ，６５ａを介して、前記ホトダイオード（ＰＤ）５５，６５にて光電変換された受信信号（電気信号）が、図示しない配線を介して外部発信用の信号処理を行う発信信号処理部３Ａ，３Ｂに向けて送り出されるようになっている。その他の構成は前述した第２実施形態と同一となっている。
【０１６９】
このようにしても、前述した第２実施形態と同等の作用効果を得ることができるほか、二層以上の導波路の積層構造も可能なので、スループットの高い光インターコネクションを実現することができるという利点がある。
【０１７０】
又、上記二層になっている導波路（例えば７３１ ，８３１ ）については、図２２，図２３に示すように、その間隔Ｓがそのまま光素子である面発光レーザ３５，４５やホトダイオード（ＰＤ）５５，６５の設定間隔Ｓになるので、実装に際しては導波路のＹ軸方向の位置制御が必要となる。
【０１７１】
また、二層以上の場合には、半円柱状レンズの曲率を下段になるほど小さくする必要がある。この場合には図１０のレンズ構成であれば設計自由度が高く、導波路の位置ごとに半円柱状レンズ部の曲率を変えることができる。ここで、導波路に対して面発光レーザ３５，４５やホトダイオード（ＰＤ）５５，６５の光素子に対する電極３５ａ，４５ａ，５５ａ，６５ａは金バンプなどを用いて実装できる。
【０１７２】
〔その他の効果〕
前述した上記各実施形態にあって、上記各光結合回路は、交互に積層された誘電体層と金属薄膜からなる４５度多重反射ミラー１４と、導波路および当該導波路にモノリシックに形成された半円柱状レンズとを備えて構成されているので、部品点数が少なくなり、更に低コストの部品を組み合わせた構成および低コストの実装で、面発光レーザと導波路の光結合、ホトダイオードと導波路の光結合が可能となり、その結果、低コストの光結合回路を提供することができる。
【０１７３】
また、上記第２実施形態で開示したように、ポリマー導波路とＭＭＦ回線との光結合が可能となり、かかる点においても光インターコネクションが複数の筐体（又は基板）に別れていても低コストの伝搬損失の少ない光結合回路を提供することができる。
更に、４５度多重反射ミラー１４に対して、横方向の光閉じ込めが光軸に垂直な２軸の内の１軸方向に強い面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いることにより可能となるので、低コストで高速動作可能な光送信モジュール（光モジュール）を提供することができる。
【０１７４】
そして又、上記第２実施形態で開示したように、高さの異なる導波路に対しての光結合も、４５度多重反射ミラー１４を介して有効に成し得るように構成したので、高効率の光結合を可能とすることができた。
【０１７５】
又、４５度多重反射ミラー１４において光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係をどちらか一方の情報から予想できることから、画像処理及び実装する導波路に対する高さ検知を、組み合わせて実装することが可能となる。その結果、実装は全自動化され、低コストな実装が可能となる。
＜実施例＞
【０１７６】
本発明にかかる光結合回路の具体的な実施例を説明する。
ここで、送信側光アセンブリである第１の光結合回路１１は、図１乃至図３に示すように、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイ１８と、この面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイ１８につながる電気伝送路１７（１７１ ，１７２ ，１７３ ，……）と、４５度多重反射ミラー１４およびポリマー導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……）との組合せからなる。
【０１７７】
ポリマー導波路１２はＳｉ基板上にアレイ状に作製し、アレイ間隔２５０〔μｍ〕、アレイ数１２〔ｃｈ〕、コアサイズ３０〔μｍ〕画とし、コアの屈折率は１．５４、コアとクラッドの屈折率差は２〔％〕とした。コア上部のクラッド層の厚みは７０〔μｍ〕、コア下部のクラッド層の厚みは１００〔μｍ〕とした。
【０１７８】
Ｓｉ基板には、予めＴｉＡｕ薄膜を形成し、４５度多重反射ミラーが配置される位置以外のＴｉＡｕ膜は、ポリマー導波路形成前にフォトリソグラフィーとウェットエッチングにより取り除いた。
【０１７９】
最表面に０．１〔μｍ〕厚のＴｉ薄膜と、０．５〔μｍ〕厚のＡｕ薄膜を形成し、フォトリソグラフィーにより実装用のマーカーと、半円柱状レンズ１２ｃおよび電気配線のパターン（電気伝送路）１７を形成し、電気配線部の抵抗を低減するためにＣｕメッキを施し、これをマスクとしてドライエッチングを行い、基板面のＡｕ膜に到達するまでエッチングし、これによって半円柱状レンズを形成した。
【０１８０】
前述した４５度多重反射ミラー１４は、ガラス基板上にＴｉとＳｉＯ２ を交互にスパッタで積層した後、ダイシングで形成した。Ｔｉの厚みは０．１〔μｍ〕でＳｉＯ２ の厚みを４．９〔μｍ〕とし、１００周期形成したのち、ダイシングで４５度に切り出し、金属層が４５度に形成された直方体（サイズ２００〔μｍ〕×５００〔μｍ〕×３５００〔μｍ〕）の４５度多重反射ミラー１４を作製し、裏面のＴｉＡｕを形成した。
【０１８１】
又、Ｓｉ基板上にＡｕＳｎボールを配置し、加熱してＡｕＳｎを溶かした。
マウントヘッドで予め導波路表面の高さを検出した後、４５度多重反射ミラー１４はエッジを検出して平行出しを行い、マウントヘッドに真空吸着した。その後、４５度多重反射ミラー１４をＳｉ基板上に配置し、実装用マーカーに対し、Ｘ方向およびＺ方向の位置を制御し、同時に高さ制御を行い、冷却によりＡｕＳｎを固化し、４５度多重反射ミラー１４の表面を導波路表面よりも３０〔μｍ〕高い位置に、円柱レンズ端から１０〔μｍ〕離れた位置に固定した。
【０１８２】
面発光レーザアレイ１００には放射全角３５度で１２ｃｈ（２５０〔μｍ〕ピッチ）を用いた。波長は０．８５〔μｍ〕である。６０〔μｍ〕の金バンプで実装用マーカーを参照して熱圧着した。
これにより、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）と４５度多重反射ミラー表面の距離は３０〔μｍ〕以下に抑えられた。
【０１８３】
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）から出力された光は、Ｚ軸方向に関して、４５度多重反射ミラーにおけるミラー膜とミラー膜の間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、導波路１２まで到達する。
【０１８４】
一方、Ｘ軸方向に関して光は閉じ込められていないので、面発光レーザの出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱状レンズを介して有効に集光される。
これにより、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）と導波路の間は全チャンネルにおいて１〔ｄＢ〕以下の結合損失を低コストで実現できた。
【０１８５】
ここでは、送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）１１についての実装技術を示したが、実装方法については受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）１３でも同様である。 又、ホトダイオード（ＰＤ）アレイの吸収層直径を５０〔μｍ〕とすることで高効率のホトダイオード（ＰＤ）と導波路の結合が得られ、１２〔ｃｈ〕で１０〔Ｇｂｐｓ〕のハイスループット動作が低コストで実現できることを確認することが出来た。
【０１８６】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態を図２４乃至図３０に基づいて説明する。
ここで前述した第１実施形態と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
【０１８７】
最初に本第４実施形態における技術内容の要点を説明し、その後に具体的な内容を詳述する。
まず、本第４実施形態において、光モジュールとしての信号送受信用モジュール４００は、同一ボード１０上に装備され伝送信号処理部２に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部３に伝送するための光式インターコネクション回路４００Ａを備えている。
【０１８８】
この光式インターコネクション回路４００Ａは、本第４実施形態にあっては、前記伝送信号処理部２に連結された一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）４１１と、前記発信信号処理部３に連結された他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）４１３と、前記各光アセンブリ４１１，４１３を相互に連結するポリマー導波路１２とにより構成されている。この一方と他方の光結合回路４１１，４１３については、その詳細を後述する。
【０１８９】
更に、この一方と他方の光結合回路４１１，４１３が備えている信号伝達手段を、当該信号伝達手段に併設されている４５度多重反射ミラー１４と共に前記ボード１０上に固定する光・電気連係ソケット部９６を備えている。
【０１９０】
そして、この光・電気連係ソケット部９６は、前記４５度多重反射ミラー１４と光結合器回路４１１（又は４１３）とを同時に前記同一ボード１０に押し当てて固定するロック機構９６と、前記光結合回路４１１が備えている電気配線基板９１を介して当該光結合回路４１１（又は４１３）の前記ボード１０上の位置を決める位置決めピン９６Ｂとを含んで構成されている。
【０１９１】
以下、これ更に詳述する。
本第４実施形態における信号送受信用の光モジュール（光インターコネクション用モジュール）４００は、図２４に示すように、外部入力される信号を取り込んで伝送信号として信号処理する伝送信号処理部２と、この伝送信号処理部２からの出力信号を光信号に変換する一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）４１１と、この一方の光結合回路４１１から出力される光信号を予め設置されている導波路（ポリマー導波路）１２を介して取り込んで電気信号に変換する他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）４１３と、この他方の光結合回路４１３で変換された電気信号を外部に向けて発信するための処理を行う発信信号処理部３とを備えている。
【０１９２】
ここで、伝送信号処理部２と一方の光結合回路４１１とにより、送信側光モジュール４０１が構成されている。又、発信信号処理部３と他方の光結合回路４１３とにより、受信側光モジュール４０３が構成されている。
【０１９３】
又、送信側光モジュール４０１の一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）４１１は、電気信号を光信号に変換する送信側光変換部４１１Ａと、変換された光信号を前述した光導波路（ポリマー導波路）１２を介して前記受信側光モジュール４０３へ送り出す送信側光結合部４１１Ｂとにより構成されている。
【０１９４】
また、受信側光モジュール４０３の他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）４１３は、送信側光モジュール４０１側から送り込まれる光信号を収束して受信し受信側光変換部４１３Ａ側に向けて送りだす受信側光結合部４１３Ｂと、この受信側光結合部４１３Ｂから送り込まれる光信号を電気信号に変換して発信信号処理部３へ送り出す受信側光変換部４１３Ａとにより構成されている。
【０１９５】
ここで、上記送信側光モジュール４０１の一方の光結合回路（送信側光アセンブリ）４１１と、受信側光モジュール４０３の他方の光結合回路（受信側光アセンブリ）４１３と、この両者を連結する光導波路（ポリマー導波路）１２とのより光式インターコネクション回路４００Ａが構成されている。
【０１９６】
又、送信側光モジュール４０１と受信側光モジュール４０３とは、ボード１０上の光導波路１２を介して接続されているが、光コネクタを介してボード１０上の光導波路とＭＭＦや導波路シートを接続することで、送信側および受信側の光モジュール間にＭＭＦや導波路シートを接続してもよい。
【０１９７】
＜送信側光結合回路４１１＞
次に、図２５乃至図２６に基づいて送信側光結合回路４１１を構成する送信側光変換部４１１Ａと送信側光結合部４１１Ｂについて説明する。
図２５は送信側光結合回路４１１の断面図である。又、図２６は送信側光結合部４１１Ｂの説明図である。
【０１９８】
図２５において、送信側光変換部４１１Ａは、電気配線基板９１上に伝送信号処理部２からの信号を受けるドライバＩＣ９２と、電気信号を光信号に変換して送り込む面発光レーザを備えた光変調デバイスアレイ（以下、光変調デバイという）９３と、光変調デバイス９３からの光信号を前記電気配線基板９１の裏側に伝播する光スルーホール９４と、送信側光結合回路４１１の全体をボード１０に固定するために電気配線基板９１に設けられた勘合穴９１Ａと、前記ドライバＩＣ９２と光変調デバイス９３とを覆い且つドライバＩＣ９２の放熱を兼ねる放熱カバー９５とを含んで構成されている。
【０１９９】
この場合、光変調デバイス９３と光スルーホール９４はバットジョイント構成となっている。また、この光変調デバイス９３としては、光スルーホール９４に高効率に結合する上で面発光レーザが望ましい。光路を９０度に変換する構造を光変調デバイス９３自体に付加すれば端面発光レーザでもよい。ＣＷ光源と外部変調器の組み合わせでもよい。
また、光スルーホール９４については、コアとクラッドから構成される光導波路である。この光スルーホール９４はクラッドがなくコアの周りを金属の反射膜で覆った構成でもよい。この場合、コアは材料が充填されていない中空でもよい。
【０２００】
送信側光結合部４１１Ｂは、図２６に示すように光信号を案内する導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，１２４ ）の他方の端部（図２５，図２６の各左端部）に対向して配設され且つ当該各導波路１２１ 〜１２４ に向けて光信号の伝搬を案内する４５度多重反射ミラー１４と、この４５度多重反射ミラー１４の図２５における右側面に対向して装備された前記各光導波路１２１ 〜１２４ の対向面（光入射用端面）に形成されたレンズ部１２ｃとを含んで構成されている。
【０２０１】
ここで、この図２６に示すボード１０上の三次元座標は、以後の説明において成される座標位置関係に全て適用されるものとする。
又、各光導波路１２１ 〜１２４ の全体を指標する場合は、符号１２をもって光導波路とする。本第４実施形態では光導波路については４本使用した場合を例示しているが、本数は問わない。他の実施形態においても同様である。
【０２０２】
次に、上記光導波路１２１ については、コア層１２ａが屈折率の異なる透明部材からなるクラッド部１２ｂに取り囲まれて導波路１２１ が特定され当該クラッド部１２ｂと一体的に形成されている。他の導波路についても同様である。
そして、この各導波路と後述するレンズ部１２ｃとにより導波路アレイ１２が構成されている。
【０２０３】
各導波路１２１ 〜１２４ の各他端部（図２６の右端部）には、４５度多重反射ミラー１４との対向面部分に、当該４５度多重反射ミラー１４から送り出される（後述する受信側光モジュール１Ｂ側では「送り込まれる」）光信号の拡散を抑制する前述した光レンズ部１２ｃが、それぞれ設置されている。そして、この各光レンズ部１２ｃは、前述した各光導波路１２１ 〜１２４ に、それぞれ一体化されて構成されている。
【０２０４】
送信側光変換部４１１Ａが備えている光変調デバイス９３の複数の面発光レーザに対応して設けられた前記光スルーホール９４は、上述したように、４５度多重反射ミラー１４の前記各導波路１２１ 〜１２３ と光学的に導通した面の反対側の端面（図２６では上端面）に設置される。
そして、前述した光スルーホール９４と各導波路１２１ 〜１２４ は、上記４５度多重反射ミラー１４が備えている複数の光信号伝送多重層（金属薄膜に挟まれた層) の内の少なくとも一つの層に対応させて、配設されている。
【０２０５】
光スルーホール９４からの光信号は、上述した４５度多重反射ミラー１４のミラーの間に光を閉じ込める効果と導波路端のレンズ１２ｃにより、その拡散が有効に抑制される。 本第４実施形態では光導波路１２の端面に半円柱状レンズ１２ｃがあるのでＸ軸方向（対向面に沿った方向）に広がった光は集光が可能である。Ｙ軸方向には集光の機能がない。しかし、本第４実施形態では４５度多重反射ミラー１４のおかげでＹ軸方向には光は広がらない。その結果、光信号の伝搬途上における損失が有効に抑制されている。
【０２０６】
＜光・電気連係ソケット部＞
この光・電気連係ソケット部９６は、上述した送信側光結合回路４１１に組み込まれ、当該送信側光結合回路４１１をボード１０上に固定するためのソケットとしての役割を備えている。図２７にこれを示す。
【０２０７】
この図２７は、図２５の矢印ＩＶーＩＶに沿った一部省略した概略断面図である。
この場合、光・電気連係ソケット部９６は、マザーボード（若しくはドーターボード）１０上に配置された弾性を有する４５度多重反射ミラー１４を内側に配して且つ送信側光結合回路４１１全体をボード１０に押し当てて固定するロック機構９６Ａと、送信側光結合回路４１１全体の位置を決めるピン９６Ｂを含んで構成されている。
【０２０８】
ここで、４５度多重反射ミラー（異方導電性シート）１４は、本第４実施形態にあっては、直方体の異方性導電シートとしても機能する。
その断面内には４５度方向に金属からなる反射ミラー膜１４ｂがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜１４ｂ相互間には光信号に対して透明かつ絶縁性で弾性のあるゴムまたは樹脂が重点された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層１４ａが形成されている。
【０２０９】
一方、異方導電性シート１４内で反射ミラー膜１４ａはボード表面と送信側光変換部４１１Ａの裏面をつなぐ電気配線を兼ねる。そして、電気配線を兼ねるため、反射ミラーは図２６や図２７に示すようにボード１０に水平な面内で電気的に分離されるように、縞状に形成される。
【０２１０】
送信側光変換部４１１Ａの裏面には、等間隔に配置されたＢＧＡ電極９８が露出している。この送信側光変換部４１１Ａの内部で、光変調デバイス９３が備えている面発光レーザアレイは、電気配線基板９１上でドライバＩＣ９２と接続されており、ドライバＩＣ９２に対する電源線や信号線が電気配線基板９１の裏面側のＢＧＡ電極９８に接続している。ボード１０上にもＢＧＡ電極９８と同じ配置で電極９８ａが形成されており、これにより異方性導電シート１４を介して送信側光結合回路４１１とボード１０上の電極とが接続される。
【０２１１】
ここで、光スルーホール９４の間隔とＢＧＡ電極９８の間隔は異なってもよいが、そろえることが望ましい。これにより異方性導電シート１４の構造が簡単化される。
送信側光結合回路４１１を配置する位置を固定するために、前述したようにボード１０上に位置決めピン９６Ｂを配置する。光スルーホール９４の位置に対して勘合穴９１ａのある位置の相対情報をもとに、ボード１０上にピン９６Ｂを配置すればよい。
【０２１２】
位置決めピン９６Ｂの位置は送信側光結合回路４１１の勘合穴９１ａと光スルーホール９４の位置関係から決定される。位置あわせにおいて、ＢＧＡ電極９８やボード１０上の電極のサイズは直径が０．４〔ｍｍ〕程度と大きく、光スルーホール９４や光導波路１２のコアサイズは数１０〔μｍ〕と小さいからである。
【０２１３】
逆に言えば、電気接続の余裕度は高い。例えば、異方性導電シート１４の厚みばらつきや導波路コア中心の高さが変化すると、送信側光結合回路４１１のＢＧＡ電極９８と対応するボード１０上の電極９８ａの位置関係が変化する。しかしＢＧＡ電極９８やボード１０上の電極９８ａのサイズは直径が０．４〔ｍｍ〕程度と大きいので、異方性導電シートの厚みが±０．２〔ｍｍ〕程度のばらつきがあっても、導電性を十分確保できる。
【０２１４】
送信側光結合回路４１１を上から押さえつけるロック機構９６Ａの下部には、異方性導電シート１４の厚みよりも薄いスペーサ９６ａが配置されることが望ましい。これにより、送信側光結合回路４１１の底面はこれに当たって止まるため、これ以上に異方性導電シート１４がつぶれて壊れることはない。
【０２１５】
ここで、上述した光・電気連係ソケット部９６を含む送信側光結合回路（一方の光結合回路）４０１の各構成要素について詳述する。
【０２１６】
（異方性導電シート）
前述した４５度多重反射ミラー（兼異方性導電シート）１４は、前述した第１実施形態の場合と同様に、交互に積層された光信号伝送多重層（透明で絶縁性および弾性のある樹脂またはゴム）１４ａと、反射ミラー膜（金属薄膜）１４ｂとからなる。
【０２１７】
図２８を用いてこの異方性導電シートの製造手順を説明する。
異方性導電シート１４は、透明で絶縁性および弾性のある樹脂またはゴムからなる信号伝送多重層と金属薄膜の多層構造を作製した後、ダイシングにより作製される。
まず、図２８（ａ）のように信号伝送多重層１４ａを形成する。Ｓｉやガラスなどの基板上にスパッタ，ＣＶＤ，ＰＣＶＤ，インクジェット印刷, 又はスピンコートなどで製膜することができる。
【０２１８】
次に、図２８（ｂ）のように反射ミラー膜を成す金属薄膜１４ｂを、金属マスク３５を用いて縞状に製膜する。製膜方法には、スパッタ，真空蒸着，E-gun ，インクジェット印刷, 又はメッキなどによる手法が用いられる。
金属マスクは金属板に部分的に穴を開けた構造になっており、これをゴムの表面に押し当てて製膜することで、金属薄膜を縞状に形成することができる。
【０２１９】
続いて、図２８（ｃ）のようにスピンコートでゴム層を塗布し、硬化させたのち、金属マスクを用いて金属薄膜を形成することを繰り返すことで：多層構造を形成する。
最後に点線でしめすように４５度に長方体形状で切り出すことで図２８（ｄ）のように異方性導電シートを作製することができる。
ここでは、金属マスクを使用したが縞状パターンの形成にはフォトリソグラフィーとリフトオフプロセスなどを用いて形成してもよい。
【０２２０】
光信号伝送多重層１４ａの素材としては、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル- ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、多硫化ゴム、ポリエーテルゴム、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ガラス・エポキシ樹脂、アラミド・フィルム、液晶ポリマなどある。
【０２２１】
一方、反射ミラー膜（金属薄膜）１４ｂの素材である薄膜としては、Ti，Pt，Au，Ｎi
，Cu，Ag，Snなど、及びこれらの組み合わせにより構成される。これらの素材については、使用する光の波長帯や材料との密着性を考慮して選択される。
信号伝送多重層の形成には、プリフォーム法を用いた熱延伸などの製膜方法がある。その場合、弾性のある樹脂のシートを作製した後に金属薄膜を印刷し、シート同士を張り合わせるなどの方法を採用してもよい。
【０２２２】
金属薄膜は、光を通す領域では厚みは０．１〔μｍ〕以上で０．３〔μm 〕以下の範囲にあることが望ましい。薄くなると反射率が下がり、厚くなるとその厚みで信号伝送多重層に入る前に光を反射してしまうためである。電気を通す領域では１０〔μm 〕以上であることが望ましい。薄すぎると接触抵抗や導通時の抵抗が大きくなるためである。
【０２２３】
（光導波路について）
導波路（ポリマー導波路）１２１ 〜１２４ 部分は、まず下地となるクラッド層１２ｂを導波路を形成する領域のみにフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成し、当該各導波路１２１ 〜１２４ を構成する素材部分であるコア層１２ａを同様に形成し、その後に、各導波路１２１ 〜１２４ の周囲を構成するクラッド層１２ｂで埋め込むようにフォトリソグラフィーとドライエッチングで形成される。
【０２２４】
この場合、上記各光レンズ部１２ｃは、本第４実施形態では半円柱状に形成されている。この各光レンズ部１２ｃは、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより各導波路１２１ 〜１２４ に端部を円弧に加工することで得られる。
【０２２５】
ドライエッチング用のマスクとしては、まず金属薄膜を形成し、レジストマスクで金属薄膜をエッチング加工し、このパターニングされた金属薄膜をマスクにしてドライエッチングを行なうようにしてもよい。又、この場合の金属薄膜は、ポリイミドの加工の目的のほかに、電気部品を実装する際の電気の配線パターンや光部品を実装するためのマーカーとして用いることも可能である。また、感光性のポリイミドなどを用いて、導波路パターンや円柱状レンズを直接形成してもよい。
【０２２６】
（送信側の光・電気連係ソケット部の構築）
前述した光・電気連係ソケット部９６の製造工程では、光導波路１２１ 〜１２４ に対して、本第４実施形態ににかかる異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４と、モジュール位置合わせ用のピン９６Ｂを搭載する。
【０２２７】
異方性導電シート１４と位置合わせ用のピン９６Ｂの配置位置は、ボード１０上の光導波路１２と光スルーホール９４との位置関係、送信側光結合回路４１１のＢＧＡ電極９８ａと対応するボード１０上の電極の位置関係を決める上でパラメータとなる。異方性導電シート１４と位置合わせ用のピン９６Ｂのどちらを先に搭載してもよいが、ハンドリングしやすいものを後から搭載することが望ましい。
【０２２８】
位置決めピン９６Ｂを先に搭載する場合には次のようになる。
位置決めピン９６Ｂは光導波路１２のＸ軸方向の位置情報を元に搭載する。位置決めピン９６Ｂを搭載すると光スルーホール９４のＸ−Ｙ平面上の位置が決定する。
異方性導電シート１４の高さ情報と導波路１２１ 〜１２４ のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、異方性導電シート１４の（即ち、Ｚ軸方向）の制御を行うことで、光スルーホール９４と光導波路１２の結合を最大化できる。
【０２２９】
異方性導電シート１４を先に搭載する場合には次のようになる。
異方性導電シート１４は光導波路のＸ軸方向の位置情報を元に搭載する。異方性導電シート１４を搭載すると、異方性導電シート１４の高さ情報と導波路１２１ 〜１２４ のコア位置の表面位置からの差分情報から、光スルーホール９４のＸ−Ｚ平面上の位置がきまる。この情報をもとに位置決めピン９６Ｂの（即ち、Ｘ軸およびＺ軸方向）の制御を行うことで、光導波路１２と光スルーホール９４の結合を最大化できる。
【０２３０】
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含む光変調デバイス９３と導波路１２１ 〜１２３ との間で高効率の結合を実現するには、光スルーホール９４や光導波路１２の開口数ＮＡ（Numerical Aperture ）を調整する必要がある。
光のスポットサイズが小さくても光スルーホール９４や導波路１２１ 〜１２３ の内部に入った光のコア／クラッドの反射角が全反射角よりも小さいと、コア層内の光がクラッド層側に抜けてしまい、光が伝播しないためである。
【０２３１】
導波路１２１ 〜１２３ のＸ軸方向に関しては半円柱状レンズでＮＡを調整することができるが、導波路１２１ 〜１２３ のＹ軸方向にはＮＡの調整機構はない。その場合は、コアの屈折率をクラッドの屈折率を大きくとる必要がある。
これにより、光スルーホール９４や導波路１２１ 〜１２３ のＮＡをレーザ光の放射角に対して大きくことができる。例えば屈折率１．５付近のポリマー導波路では、コア層とクラッド層の間の屈折率差は２〔％〕以上とするとよい。又、光スルーホールが導波路と同じようにコアとクラッドから構成される場合も光スルーホールのコアとクラッドの屈折率差を２〔％〕以上とすることが望ましい。
【０２３２】
＜受信側光結合回路４１３＞
次に、図２９乃至図３０に基づいて受信側光結合回路４１３について説明する。
受信側光結合回路４１３は、前述したように受信側光変換部４１３Ａと受信側光結合部４１３Ｂとにより構成されている。
【０２３３】
図２９に受信側光結合回路４１３の断面図を示す。又、図３０には、受信側光結合部４１３Ｂの説明図を示す。
【０２３４】
まず、図２９において、受信側光結合回路４１３の受信側光変換部４１３Ａは、電気配線基板１０１上に、光電変換素子としてのホトダイオードアレイ（以下、ホトダイオードという）２６と、この各ホトダイオード２６から出力される電流信号を増幅して外部へ送り出すレシーバＩＣ（トランスインピーダンスアンプ）１０２と、ホトダイオード２６の光を導く光スルーホール１０４、光アセンブリ固定用の勘合穴１０５、レシーバＩＣ１０２とホトダイオード２６を覆い且つトランスインピーダンスアンプの放熱を兼ねる放熱カバー１０５とを備えている。
【０２３５】
この内、ホトダイオード２６は、電気配線基板１０１上でレシーバＩＣ（トランスインピーダンスアンプ）１０２と接続されており、レシーバＩＣ１０２に対する電源線や信号線が電気配線基板１０１の裏面側に等間隔に配置されたＢＧＡ電極１０８として露出している。
【０２３６】
光スルーホール１０４はコアとクラッドから構成される光導波路である。光スルーホール１０４はコアの周りを金属の反射膜で覆った構成でもよい。この場合、コアは材料が充填されていない中空でもよい。ホトダイオード２６と光スルーホール１０４とはバットジョイント構成となっている。
【０２３７】
受信側光結合部４１３Ｂは、光導波路１２（１２１ 〜１２３ ）を介して送り込まれる光信号を、受信側光変換部４１３Ａの光スルーホール１０４に結合する。この光スルーホール１０４を通った光信号はホトダイオード２６と結合し、電流信号に変換して出力される。そして、この変換された電流信号はレシーバＩＣ１０２で電圧信号に変換され、前述した発信信号処理部３を介して外部へ出力されるようになっている。
【０２３８】
この受信側光結合部４１３Ｂは、図２９乃至図３０に示すように、光信号を案内する光導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，１２４ ）の他方の端部（図２９の右端部）に対向して配設され当該各導波路１２１ 〜１２４ とは異なった方向への光信号を案内する４５度多重反射ミラー１４と、光導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，１２４ ）の前記他方の端部（図２９の右端部）に設けられたレンズ部１２ｃとのより構成されている。
【０２３９】
この内、４５度多重反射ミラー１４は、前記各光導波路１２１ 〜１２４ からの光信号を、上述したように受信側光変換部４１３Ａの光スルーホール１０４に結合する。
本第４実施形態では、光導波路１２の端面に半円柱状のレンズ１２ｃがあるのでＸ軸方向に広がった光は集光が可能である。光導波路１２１ 〜１２３ のＹ軸方向には集光の機能がない。しかし、本第４実施形態では４５度多重反射ミラー１４のおかげでＹ軸方向には光は広がらない。その結果、光信号の伝搬途上における損失が有効に抑制されている。
【０２４０】
＜受信側の光・電気連係ソケット部＞
この受信側の光・電気連係ソケット部は、前述した送信側の光・電気連係ソケット部９６と同等に形成され、上述した受信側光変換部４１３Ａに組み込まれて、受信側光結合回路４１３の全体をボード１０上に固定するためのソケットとしての役割を備えている。
【０２４１】
図２９を用いて、この受信側の光・電気連係ソケット部について説明する。
この場合、光電気統合ソケットは、マザーボード（もしくはドーターボード）１０上に配置された弾性を有する異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４を内側に配して且つ受信側光結合回路４１３全体ををボード１０に押し当てて固定するロック機構（図示せず／送信側のロック機構に同じ）と、受信側光結合回路４１３全体の位置を決めるピン１０７とを含んで構成されている。
【０２４２】
異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４は、その断面内に、４５度方向に金属からなる反射ミラー膜１４ｂがほぼ等間隔に複数設けられ、この反射ミラー膜１４ｂ相互間には光信号に対して透明かつ絶縁性で弾性のあるゴム又は樹脂が重点された状態に組み込まれ、これによって複数の光信号伝送多重層が形成されている。一方、異方導電性シート内で反射ミラー膜はボード表面と光アセンブリ裏面をつなぐ電気配線を兼ねる。
【０２４３】
受信側光変換部４１３Ａの裏面には、等間隔に配置されたＢＧＡ電極１０８が露出している。又、受信側光変換部４１３Ａの内部にあって、ホトダイオードアレイ２６は、電気配線基板１０１上でレシーバＩＣ１０２と接続されており、レシーバＩＣ１０２に対する電源線や信号線が電気配線基板１０１の裏面側のＢＧＡ電極１０８に接続している。
ボード１０上にもＢＧＡ電極１０８と同じ配置で電極１０８ａが形成されており、これにより、異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４を介して送信側光変換部４１３Ａとボード１０上の電極とが接続される。
【０２４４】
前述した送信側と同じく、受信側光結合回路４１３全体を配置する位置を固定するために、ボード１０上に、位置決めピン１０７を配置する。光スルーホール１０４位置に対して勘合穴のある位置の相対情報をもとに、ボード１０上に位置決めピン１０７を配置すればよい。
又、この受信側光結合回路４１３の製造工程でも、送信側と同じく、光導波路１２１ 〜１２４ に対して本実施形態にかかる異方性導電シート１４と、モジュール位置合わせ用の位置決めピン１０７を搭載する。
【０２４５】
異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４と位置決めピン１０７の配置位置は、ボード１０上の光導波路１２と光スルーホール１０４の位置、送信側光変換部４１３ＡのＢＧＡ電極１０８と対応するボード１０上の電極の位置を決める上でパラメータとなる。どちらを先に搭載してもよい。
【０２４６】
位置決めピン１０７を先に搭載する場合には次のようになる。
この場合、位置決めピン１０７は光導波路１２のＸ軸方向の位置情報を元に搭載する。そして、位置決めピン１０７を搭載すると光スルーホール１０４のＸ−Ｙ平面上の位置が決定する。
【０２４７】
異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４の高さ情報と導波路１２１ 〜１２４ のコア位置の表面位置からの差分情報を参考に、異方性導電シート１４の（即ち、Z 軸方向）の制御を行うことで、光スルーホール１０４と光導波路の結合を最大化できる。
【０２４８】
異方性導電シート１４を先に搭載する場合には次のようになる。異方性導電シート１４は光導波路１２のＸ軸方向の位置情報を元に搭載する。異方性導電シート１４を搭載すると異方性導電シート１４の高さ情報と光導波路１２１ 〜１２３ のコア位置の表面位置からの差分情報から、光スルーホール１０４のＸ−Ｙ平面上の位置がきまる。この情報をもとに位置決めピン１０７（即ち、Ｘ−Ｙ軸方向）の制御を行うことで光導波路１２と光スルーホール１０４の結合を最大化できる。
【０２４９】
導波路１２１ 〜１２４ と各ホトダイオード２６の間の高効率結合を実現するには、各ホトダイオード２６の吸収層の直径に比べて導波路１２１ 〜１２４ のＹ方向のコア層の厚みが薄く、各ホトダイオード２６の吸収層の直径に比べて４５度多重反射ミラーに薄く閉じ込められていることが望ましい。
【０２５０】
＜全体の動作＞
次に、上記第４実施形態における全体的な動作について説明する。
まず、図２５において、外部から所定の送信信号が設定入力されると、伝送信号処理部２がこれを取り込んで信号処理し伝送信号として出力する。
【０２５１】
この伝送信号処理部２から出力された伝送信号は、送信側光変換部４１１Ａで電気信号から光信号に変換され、４５度多重反射ミラー１４を含む送信側光結合部４１１Ｂおよび光導波路１２を介して伝播し、受信側光結合回路４１３で再び電気信号に変換されて前述した発信信号処理部３へ送り込まれる。
【０２５２】
ここで、送信側光変換部４１１Ａ内では、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含む光変調デバイス９３から出力された光は光スルーホール９４を通って送信側光結合部４１１Ｂ側の４５度多重反射ミラー１４に届く。４５度多重反射ミラー１４においてミラー１４ｂとミラー１４ｂの間に閉じ込められ、Ｙ軸方向に関して空間的に広がるのを抑制されたまま、光導波路１２１ 〜１２４ に送り込まれる。
光信号はＸ軸方向に広がるが、光導波路１２に形成された各光レンズ部１２ｃで個別に集光されて対応する各導波路１２１ 〜１２３ へ確実に伝送される。
【０２５３】
次に、導波路１２１ 〜１２３ を介して伝送された光信号は、受信側光結合部４１３Ｂを介して受信側光変換部４１３Ａへ送り込まれ、当該受信側光変換部４１３Ａの一部を成す光スルーホール１０４を通って、ホトダイオード（光電変換素子）２６で個別に光電変換され（即ち、受信側の４５度多重反射ミラー１４及び電気配線回路を介して個別に電気信号に変換されて）、前述した発信信号処理部３へ送り込まれる。
【０２５４】
この場合、光導波路１２１ 〜１２４ を介して送り込まれた光信号は、光導波路１２の出力端でＸ軸方向に関して集光され、４５度多重反射ミラー１４におけるミラー１４ｂとミラー１４ｂの間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたままホトダイオード（光電変換素子）２６に到達し、このホトダイオード２６によって個別に電気信号に変換されて前述したように発信信号処理部３へ送り込まれる。
【０２５５】
ここで、前述した送信側光変換部４１１Ａ内では、ドライバＩＣ９２を配置したが、ドライバＩＣ９２は伝送信号処理部２と共にボード１０上に配置してもよい。同じく、受信側光変換部４１３Ａ内では、内部にレシーバＩＣ１０２を配置したが、レシーバＩＣ１０２は発信信号処理部３と共にボード１０上に配置してもよい。
【０２５６】
即ち、ドライバＩＣ９２からの電気信号が異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４を介して光変調デバイス９３に伝播され、電気光変換が行われる。
又、光導波路１２１ 〜１２４ を介して送り込まれた光信号は前述したように異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４を介してホトダイオード２６へ送り込まれ、このホトダイオード２６で光電気変換されてレシーバＩＣ１０２伝播される。
【０２５７】
一般に、光モジュール４００の寿命は光ＩＣ（ドライバＩＣ９２、レシーバＩＣ１０２）よりも光素子（光変調デバイス９３、ホトダイオード２６）の寿命で決まってしまうので、交換部品である光モジュール４００から光ＩＣを取り除くことで、光モジュール４００の交換コストを削減することができる。
【０２５８】
ここで、前述した４５度多重反射ミラー１４については、その作用は前述した第１実施形態における４５度多重反射ミラー１４と同一である。
【０２５９】
更に、４５度多重反射ミラー１４の配置位置は、ビジュアルアライメントを用いて部材のエッジや縞状の金属薄膜位置を参照し、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の制御が可能である。 この場合、固定には、接着剤を用いることができる。接着剤にも厚みがあるので接着固定する場所にはボード側もしくは異方性導電シート側に接着剤を流しいれる溝があることが望ましい。これにより接着固定後、接着材が溝部分で縮小することで部材の高さをボード面に対して部材厚みと一致させることができる。
【０２６０】
又、本第４実施形態にあっては、光導波路１２１ 〜１２４ にモノリシックに付された半円柱状レンズ１２ｃはフォトリソグラフィーで作製できるため、量産に向いており、低コストに作製できる。又、半円柱状レンズを装備することで光の放射角が変換される。これにより、導波路１２１ 〜１２４ もしくは４５度多重反射ミラー１４に形成された半円柱状レンズ１２ｃは光軸と垂直な面内の１軸に関して放射角を変換する。
【０２６１】
更に、本第４実施形態では４５度多重反射ミラー１４の形状が直方体としたことにより、光路変換後の光の出射位置と入射位置の関係をどちらか一方の情報から予想できる。
【０２６２】
＜第４実施形態の効果＞
本第４実施形態にあっては、上述したように構成され機能するので、これによると、前述した第１実施形態の場合と同一の作用効果を有するほか、更に、４５度多重反射ミラー１４は異方導電性シート兼ねるので部品点数が大幅に少なくなり、低コストの部品を組み合わせた構成および実装が可能となり、これがため交換コストも含めて装置全体を安価に得ることができるという生産性良好な優れた光結合回路及びこれを用いた信号送信用および受信用光モジュールを提供することができる。
【０２６３】
具体的には、上記第４実施形態では、４５度多重反射ミラー（異方性導電性シート）１４は、送信側光変換部４１１Ａおよび受信側光変換部４１３Ａに対して光信号をやり取りするための光回路の一部であると同時に、ボード１０と送信側光結合部４１１Ｂおよび受信側光結合部４１３Ｂとの間の電気伝送を行うことができ、一石二鳥であるため低コストな光モジュールを提供することができる。
【０２６４】
更に、４５度多重反射ミラー（異方性導電性シート）１４は弾性を有する異方性導電シートである。金属薄膜１４ｂはシート１４ａに対して４５度の角度をもって配置されているため、シートの弾性を高く保持することができる。これにより光モジュール基板に反りがある場合にもシートの伸縮量が大きくとれるので、トレランスの高い電気接触を確保できる。
【０２６５】
また、以下の二つの構造とその効果により面発光レーザからホトダイオードまでの間で量産性に優れ、低コストで高い結合効率を実現できる。
第１の構造として４５度多重反射ミラー１４は光スルーホールと光導波路との間に配置される。通常の４５度ミラーに比べて多重反射ミラーの間に光を閉じ込めることができるために、ボード１０に対して直交方向に光が広がることを防ぐことができる。
【０２６６】
第２の構造は光導波路１２に一体形成されたレンズ構造である。光導波路はマザーボードもしくはドーターボード上に量産性に優れるフォトリソグラフィー技術で作製することができる。同じくフォトリソグラフィー技術を用いてボードと平行な面内に作製したレンズ部を装備するという構成を採用したので、ボードに対して水平方向の光の広がりも抑制できる。
【０２６７】
光スルーホールのボードに対する位置の調整は必要だが、予めボード１０に位置あわせ用のピンを配置して、ピンに対して光モジュール用の勘合穴を合わせることで、光モジュール４００の交換が可能となる。
【０２６８】
光スルーホールの位置は光導波路の高さと４５度多重反射ミラーの配置で決まり、これにあわせて固定用のピンと勘合穴を配置することで高効率な結合が実現できる。
以上により、結合効率を劣化させることなく量産に適した製造方法で部品点数を削減が可能となり、安価なソケット構造が実現できた。
その結果、導入コストと交換コストを削減かのうな光インターコネクションを提供することができる。
＜実施例＞
【０２６９】
ここで、上述した第４実施形態にかかる実施例を説明する。
具体的には、上記第４実施形態において開示した送信側光結合回路４１１を構成する送信側光変換部４１１Ａと送信側光結合部４１１Ｂの具体例を説明する。
【０２７０】
送信側光変換部４１１Ａは、電気配線基板９１上の面発光レーザを備えた光変調デバイス９３と、ドライバＩＣ９２と、電気配線基板９１に形成された光スルーホール９４と、勘合穴９１Ａとから成る。電気配線基板９１上で光変調デバイス９３とドライバＩＣ９２が接続されており、ドライバＩＣ９２からの信号線や電源線、制御線、ＧＮＤ線が電気配線基板９１の裏面側のＢＧＡ電極と接続されている。
【０２７１】
電気配線基板９１のサイズは９〔ｍｍ〕×９〔ｍｍ〕であり、ＢＧＡは１〔ｍｍ〕ピッチで形成されている。直径１〔ｍｍ〕±５〔μｍ〕の勘合穴９１Ａが光スルーホール９４との距離誤差±５〔μｍ〕で形成される。
光スルーホール９４は直径３０〔μｍ〕の金属の円形配管からなる。直径５０〔μｍ〕の金属の埋め込みビア内部にドリルで再度直径３０〔μｍ〕の穴をあけて形成される。
【０２７２】
また、送信側光結合部４１１Ｂは、前記光スルーホール９４と、異方性導電シートを兼ねる４５度多重反射ミラー１４と、ポリマー導波路１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……）の各光入力端に形成されたレンズ部１２ｃとの組合せからなる。
【０２７３】
ここで、本実施例では、ポリマー導波路１２はボード１０上にアレイ状に作製し、アレイ間隔１０００〔μｍ〕、アレイ数１２〔ｃｈ〕、コアサイズ３０〔μｍ〕とし、コアの屈折率は１．５４、コアとクラッドの屈折率差は２〔％〕とした。コア上部のクラッド層の厚みは７０〔μｍ〕、コア下部のクラッド層の厚みは１００〔μｍ〕とした。
ボード１０に別途形成した実装用マーカーを参考にポリマー導波路１２は予め電気配線の形成されたボード１０上にレンズ部１２ｃと一緒に一括形成した。
屈折率のことなる二種類の感光性のポリイミドを光導波路のコア材料とクラッド材料に用いて、フォトリソグラフィーにより導波路と半円柱状レンズを形成した。
【０２７４】
前述した異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４は、シリコンゴムシート上に金属マスクを用いたPtのスパッタ形成、シリコンゴムのスプレー製膜をくりかえした後、ダイシングで形成した。Ptの厚みは０．１〔μｍ〕でシリコンゴムの厚みを４．９〔μｍ〕とし、１００周期形成したのち、Pt厚みは１０〔μｍ〕、シリコンゴム厚みは５０〔μｍ〕で１５周期形成し、ダイシングで４５度に切り出し、金属層が４５度に形成された直方体（サイズ２００〔μｍ〕×９０００〔μｍ〕×９０００〔μｍ〕）の４５度多重反射ミラー１４を作製した。Pt厚の薄い側を４５度多重反射ミラーとして用いる。
実装用マーカーを参考にボードに直径１〔ｍｍ〕の穴を開けてモジュール固定用のピンと光アセンブリのロック機構を半田固定した。ピンと光アセンブリのロック機構はモールドを使って樹脂で作製した。
【０２７５】
レーザ測長で導波路表面の高さと異方導電シート厚みを検出した後、異方性導電シート１４はエッジを検出して平行出しを行い、マウントヘッドに真空吸着した。その後、異方性導電シート１４をボードに配置し、モジュール固定ピンに対し、Ｘ方向およびＺ方向の位置を制御し、接着固定した。
【０２７６】
異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４の周りに送信側光結合回路４１１を上から押さえつけるロック機構９５の下部には異方性導電シート１４の厚みよりも薄いスペーサが配置されており、送信側光変換部４１１Ａの底面はこれに当たって止まるため、これ以上に異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４がつぶれることはない。
【０２７７】
光モジュール４００は勘合穴９１Ａにピン９６Ｂを差し込む形でボード１０に配置されＸ−Ｚ方向を固定され、ボード１０上のロック機構９５でＹ軸方向を固定される。この際、光アセンブリの電気配線基板９１の底面のＢＧＡの電極端子とボード１０上の電極が異方性導電シート（４５度多重反射ミラー）１４の金属を介して接続される。
【０２７８】
光変調デバイス９３の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）から出力された光は、光スルーホール９４を通って、異方性導電シートに形成された４５度ミラーに到達する。４５度多重反射ミラー１４にＹ軸方向に関して、ミラー膜とミラー膜の間に閉じ込められ、空間的に広がるのを抑制されたまま、光導波路１２まで到達する。
一方、Ｘ軸方向に関して光は閉じ込められていないので、面発光レーザの出射点から導波路入り口にかけて広がるが、半円柱状レンズを介して有効に集光される。
これにより、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）と導波路の間は全チャンネルにおいて１〔ｄＢ〕以下の結合損失を低コストで実現できた。
【０２７９】
ここでは、送信側光結合回路（送信側光アセンブリ／一方の光結合回路）４１１についての実装技術を示したが、実装方法については受信側光結合回路（受信側光アセンブリ／他方の光結合回路）４１３でも同様である。
又、ホトダイオード（ＰＤ）アレイの吸収層直径を５０〔μｍ〕とすることで高効率のホトダイオード（ＰＤ）と導波路の結合が得られ、１２〔ｃｈ〕で１０〔Ｇｂｐｓ〕のハイスループット動作が低コストで実現できることを確認することが出来た。
【０２８０】
上述した各実施形態については、その新規な技術内容の要点をまとめると、以下の付記のようになる。尚、この付記については、本発明の権利範囲を必ずしもこれに限定するものではない。
〔付記１〕（図２乃至図６参照）
基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する４５度多重反射ミラーと、この４５度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記４５度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記４５度多重反射ミラー側に、当該４５度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化したことを特徴とする光結合回路。
【０２８１】
〔付記２〕
付記１に記載の光結合回路において、
４５度多重反射ミラーが絶縁性で弾性を有するゴムや樹脂と交互に積層された金属薄膜により構成され、この異方性導電シートはとしても働くことを特徴とする光結合回路。
【０２８２】
〔付記３〕（図７参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記一方の導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【０２８３】
〔付記４〕（図２乃至図６参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズは前記導波路の端部を半円柱状に形成して得られたものであることを特徴とする光結合回路。
【０２８４】
〔付記５〕（図７乃至図９参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズを、前記導波路の端部を含み且つ前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って両側に設置されているクラッド層部分を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面を備えた構成の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【０２８５】
〔付記６〕（図９，図１０参照）
付記４に記載の光結合回路において、
前記半円柱状レンズの円弧状レンズ面を、フレネルレンズ面としたことを特徴とする光結合回路。
【０２８６】
〔付記７〕（図７，図９，図１０参照）
付記１乃至５の何れか一つに記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一屈折率の素材により一体的に構成したことを特徴とする光結合回路。
【０２８７】
〔付記８〕（図８参照）
付記１乃至５の何れか一つに記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路とは屈折率の異なった透明素材により前記導波路と一体的に構成したことを特徴とする光結合回路。
【０２８８】
〔付記９〕（図１０参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の第１レンズ部と、この第１レンズ部と前記４５度多重反射ミラーとの間に配設された第２レンズ部とを含む構成とし、
前記第１レンズ部を半円柱状レンズとすると共に、当該半円柱状レンズの前記４５度多重反射ミラー側の面を、前記導波路の端部を含み且つ前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って当該導波路側に位置するコア層を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面とし、
前記第２レンズ部を、前記第１レンズ部に対向する側のレンズ面を円弧状レンズ面とすると共に前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に対向するレンズ面を平坦面としてなる半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【０２８９】
〔付記１０〕（図１０参照）
付記８に記載の光結合回路において、
前記第１レンズ部の円弧状レンズ面を、フレネルレンズ面としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９０】
〔付記１１〕（図２，図３参照／単一／送信側光アッセンブリ）
付記１に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９１】
〔付記１２〕（図２，図３参照／複数／送信側光アッセンブリ）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を一定間隔で複数併設すると共に、この複数の前記各導波路に個別に対応して前記光信号を前記４５度多重反射ミラーを介して送り込む前記信号伝達手段を複数設け、
この各信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザ駆動用の電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９２】
〔付記１３〕（図２２参照／二層／送信側光アッセンブリ）
付記１０に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を、所定間隔を隔てて少なくとも上下二個装備すると共に、前記光レンズ部を前記付記８に記載の光レンズ部により構成し、
前記信号伝達手段が備えている前記面発光レーザを、前記層状に構成された各導波路に前記４５度多重反射ミラーを介して個別に光信号を送り込む少なくとも二つの面発光レーザとしたことを特徴とする光結合回路。
【０２９３】
〔付記１４〕（図５，図６参照／単一／受信側光アッセンブリ）
付記１に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの光出力端面に設置され光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、この光電変換素子に接続され当該光電変換素子から出力される所定の電気信号を外部送信用として送り出す電気信号伝送回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９４】
〔付記１５〕（図５，図６参照／複数／受信側光アッセンブリ）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を一定間隔で複数併設すると共に、この複数の前記導波路に個別に対応して前記４５度多重反射ミラーを介して送り込まれる光信号を電気信号に変換して出力する前記信号伝達手段を複数設け、
この各信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの光出力端面に設置され光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、この光電変換素子に接続され当該光電変換素子により変換された所定の電気信号を外部送信用として送り出す電気信号伝送回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９５】
〔付記１６〕（図２３参照／二層／受信側光アッセンブリ）
付記１３に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた前記導波路を、所定間隔を隔てて少なくとも上下二個装備すると共に、前記光レンズ部を前記付記８に記載の光レンズ部により構成し、
前記信号伝達手段が備えている前記光電変換素子を、前記各導波路から前記４５度多重反射ミラーを介して個別に送り込まれる光信号に対応して少なくとも二つの光電変換素子としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９６】
〔付記１７〕（図１７参照）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を前記付記８に記載の光レンズ部と同等の光レンズ部により構成すると共に、この光レンズ部から出力される光信号を前記４５度多重反射ミラーを介して外部に位置する段違いの他の導波路に送り込む前記信号伝達手段を、前記付記８に記載の光レンズ部と同等の光レンズ部を含んで成る信号伝達手段としたことを特徴とする光結合回路。
【０２９７】
〔付記１８〕（図１８，図１９参照／段付光結合）
付記１に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を備えた導波路を二個一組として装備すると共に、当該二個の各導波路を上下方向に重ねて二層構造とすると共に上側の導波路を下層の導波路に沿って後退させた状態に配設し、
前記二個の各導波路に個別に対応して前記４５度多重反射ミラーを二個配置すると共に当該各４５度多重反射ミラーからの光信号の送受信方向を同一方向に設置し、
前記信号伝達手段を、前記各４５度多重反射ミラーから外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する４５度反射ミラーと、この４５度反射ミラーに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する二本の中継光ファイバと、この各中継光ファイバと前記４５度反射ミラーとの間に配置された二個の集光レンズとにより構成し、
前記各４５度多重反射ミラーと前記４５度反射ミラーとの間に、送受信される前記光信号を集束する半円柱状レンズをそれぞれ設置したことを特徴とする光結合回路。
【０２９８】
〔付記１９〕（図１参照／光モジュール）
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとして前記付記１０乃至１１の何れか一つに記載の光結合回路を、又これに対応する前記受信側光アセンブリとして前記付記１３乃至１４の何れか一つに記載の光結合回路を、それぞれ装備したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【０２９９】
〔付記２０〕（第２実施形態／図１６参照）
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光結合回路とにより構成し、
前記複数の送信側光アセンブリをそれぞれ前記付記１０に記載の光結合回路で構成すると共に、前記複数の受信側光アセンブリをそれぞれ前記付記１３に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【０３００】
〔付記２１〕（第３実施形態／図２１参照）
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する二層構造の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する二層構造の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する他方の中継用光結合回路とにより構成し、
前記二層構造の送信側光アセンブリを前記付記１２に記載の光結合回路で構成すると共に、前記二層構造の受信側光アセンブリを前記付記１５に記載の光結合回路で構成し、
前記一方と他方の各中継用光結合回路を前記付記１７に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【０３０１】
〔付記２２〕（図２４参照）
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ（一方の光結合回路４１１）と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ（他方の光結合回路４１３）と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項４に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている４５度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部９６を装備したことを特徴とした信号送受信用モジュール。
【０３０２】
〔付記２３〕
付記２１に記載の信号送受信用モジュールにおいて、
前記光・電気連係ソケット部９６を、前記４５度多重反射ミラーと光結合器とを同時に前記同一ボードに押し当てて固定するロック機構９６Ａと、前記光結合回路４１１が備えている電気配線基板９１を介して当該光結合回路の前記ボード１０上の位置を決める位置決めピン９６Ｂとを含む構成としたことを特徴とする信号送受信用モジュール。
【産業上の利用可能性】
【０３０３】
本発明は、サーバ、ルータ、ＨＰＣに適用する光インターコネクション用モジュールに用いられる光回路に好適なものである。
【符号の説明】
【０３０４】
１，３０，４０，４００ 信号送受信用光モジュール（光モジュール）
１Ａ，３０Ａ，４０Ａ，４００Ａ 光信号伝送路（光式インターコネクション回路）
２，２Ａ，２Ｂ 伝送信号処理部
３，３Ａ，３Ｂ 発信信号処理部
１０ 基板（ボード）
１０Ａ 一方の基板（ボード）
１０Ｂ 他方の基板（ボード）
１１，４１１ 送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）
１１Ａ 第１の光結合回路（送信側光アセンブリ）
１１Ｂ 第２の光結合回路（送信側光アセンブリ）
１２（１２１ ，１２２ ，１２３ ，……） 導波路（ポリマー導波路）
１２ａ コア層
１２ｂ クラッド層
１２ｃ 半円柱状レンズ
１２Ｆ フレネルレンズ面
１２Ｐ，１２Ｑ 円弧状レンズ面
１２Ｇ 第２レンズ部（半円柱状レンズ部）
１２Ｗ 光レンズ部（二重レンズ部）
１２Ｗａ １２Ｗｂ レンズ部
１３，４１３ 受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）
１３Ａ 第７の光結合回路（受信側光アセンブリ）
１３Ｂ 第８の光結合回路（受信側光アセンブリ）
１４，４４ ４５度多重反射ミラー
１５，２５，３５ 信号伝達手段
１５Ａ，２５Ａ，３２Ａ，３３Ａ 信号伝達手段
１６１ ，１６２ ，１６３ ，……，３５，４５ 面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）
１７１ ，１７２ ，１７３ ，…… 電気配線回路（電気配線）
２６１ ，２６２ ，２６３ ，……，５５，６５ ホトダイオード（ＰＤ）
３１ 第３の光結合回路
３２ 一方の中継用光結合回路（第４の光結合回路）
３２Ａ，３２Ｂ 半円柱状レンズ体
３２Ｃ ４５度反射ミラー
３２Ｄ，３２Ｄ 光コネクタ部
３２Ｄａ，３２Ｄｂ 集光レンズ
３３ 他方の中継用光結合回路（第５の光結合回路）
３４ 第６の光結合回路
４１ 送信側光アセンブリ
４３ 受信側光アセンブリ
７３（７３１ ，７３２ ，７３３ ，……） 導波路（ポリマー導波路）
８３（８３１ ，８３２ ，８３３ ，……） 導波路（ポリマー導波路）
９６ 光／電気連係ソケット部
９６Ａ ロック機構
９６Ｂ 位置決めピン
９９Ａ，９９Ｂ 光信号中継手段
１００ ＭＭＦアレイ（中継光ファイバーアレイ）
１００ａ ＭＭＦ回線（中継光ファイバー）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する４５度多重反射ミラーと、この４５度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記４５度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記４５度多重反射ミラー側に、当該４５度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化したことを特徴とする光結合回路。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合回路において、
４５度多重反射ミラーが絶縁性で弾性を有するゴムや樹脂と交互に積層された金属薄膜により構成され、この異方性導電シートはとしても働くことを特徴とする光結合回路。
【請求項３】
請求項１および２に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズを、前記導波路の端部を含み且つ前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って両側に設置されているクラッド層部分を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面を備えた構成の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【請求項４】
請求項１および２に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の第１レンズ部と、この第１レンズ部と前記４５度多重反射ミラーとの間に配設された第２レンズ部とを含む構成とし、
前記第１レンズ部を半円柱状レンズとすると共に、当該半円柱状レンズの前記４５度多重反射ミラー側の面を、前記導波路の端部を含み且つ前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って当該導波路側に位置するコア層を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面とし、
前記第２レンズ部を、前記第１レンズ部に対向する側のレンズ面を円弧状レンズ面とすると共に前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に対向するレンズ面を平坦面としてなる半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【請求項５】
請求項１、３、４に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【請求項６】
請求項１、２、３、４に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された光スルーホールと、光スルーホールの反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【請求項７】
請求項１に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記各４５度多重反射ミラーから外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する４５度反射ミラーと、この４５度反射ミラーに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する中継光ファイバと、この各中継光ファイバと前記４５度反射ミラーとの間に配置された集光レンズとにより構成し、前記各４５度多重反射ミラーと前記４５度反射ミラーとの間に、送受信される前記光信号を集束する半円柱状レンズをそれぞれ設置したことを特徴とする光結合回路。
【請求項８】
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとして、前記請求項１乃至６の何れか一つに記載の光結合回路を装備したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【請求項９】
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の請求項７に記載の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する同じく、他方の請求項７に記載の中継用光結合回路とにより構成し、
前記複数の送信側光アセンブリを、前記請求項１から６に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【請求項１０】
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項１から６に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている４５度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部を装備したことを特徴とする信号送受信用モジュール。
【請求項１】
基板上に配設され一方の端部にて入出力される光信号を他方の端部に向けて案内する導波路と、この導波路の他方の端部に対向して配設され当該導波路の設置面とは異なった方向への光信号の送受信を案内する４５度多重反射ミラーと、この４５度多重反射ミラーを介して前記導波路との間で光信号を連係して送受信し外部に対しては信号の授受を中継する信号伝達手段とを備え、
前記導波路の他方の端部を、前記４５度多重反射ミラーが備えている複数の光信号伝送多重層の内の少なくとも一つの層に対応させて配設すると共に、
この導波路の前記４５度多重反射ミラー側に、当該４５度多重反射ミラーの光入出面に対向して前記光信号の広がりを抑制する光レンズ部を設けると共に、この光レンズ部を前記導波路と一体化したことを特徴とする光結合回路。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合回路において、
４５度多重反射ミラーが絶縁性で弾性を有するゴムや樹脂と交互に積層された金属薄膜により構成され、この異方性導電シートはとしても働くことを特徴とする光結合回路。
【請求項３】
請求項１および２に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の半円柱状レンズとすると共に、この半円柱状レンズを、前記導波路の端部を含み且つ前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って両側に設置されているクラッド層部分を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面を備えた構成の半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【請求項４】
請求項１および２に記載の光結合回路において、
前記光レンズ部を、前記導波路と同一高さ寸法の第１レンズ部と、この第１レンズ部と前記４５度多重反射ミラーとの間に配設された第２レンズ部とを含む構成とし、
前記第１レンズ部を半円柱状レンズとすると共に、当該半円柱状レンズの前記４５度多重反射ミラー側の面を、前記導波路の端部を含み且つ前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に沿って当該導波路側に位置するコア層を覆う状態の拡張された円弧状レンズ面とし、
前記第２レンズ部を、前記第１レンズ部に対向する側のレンズ面を円弧状レンズ面とすると共に前記４５度多重反射ミラーの光信号伝送多重層に対向するレンズ面を平坦面としてなる半円柱状レンズとしたことを特徴とする光結合回路。
【請求項５】
請求項１、３、４に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【請求項６】
請求項１、２、３、４に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記４５度多重反射ミラーの前記導波路とは反対側の端面に設置された光スルーホールと、光スルーホールの反対側の端面に設置された面発光レーザと、この面発光レーザを駆動する電気信号を送り込む電気配線回路とを含む構成としたことを特徴とする光結合回路。
【請求項７】
請求項１に記載の光結合回路において、
前記信号伝達手段を、前記各４５度多重反射ミラーから外部に対して送受信される光信号を反射して伝送する４５度反射ミラーと、この４５度反射ミラーに係合して設置され外部と送受信される前記光信号を中継する中継光ファイバと、この各中継光ファイバと前記４５度反射ミラーとの間に配置された集光レンズとにより構成し、前記各４５度多重反射ミラーと前記４５度反射ミラーとの間に、送受信される前記光信号を集束する半円柱状レンズをそれぞれ設置したことを特徴とする光結合回路。
【請求項８】
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリと、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリと、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成すると共に、
前記送信側光アセンブリとして、前記請求項１乃至６の何れか一つに記載の光結合回路を装備したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【請求項９】
一方のボードに装備された複数の伝送信号処理部に入力される送信用の電気信号を、他方のボードに装備され外部に発信する複数の発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用光モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、
前記各伝送信号処理部から出力される複数の電気信号を光信号に変換する複数の送信側光アセンブリと、前記光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み前記他方のボード側へ伝送する光信号中継手段と、この光信号中継手段を介して伝送されて来る光信号を複数のポリマー導波路を介して取り込み電気信号に変換して前記各発信信号処理部に伝送する複数の受信側光アセンブリとを含む構成とし、
前記光信号中継手段を、
前記一方と他方の各ボード相互間に設置された光結合用の複数本の中継光ファイバーと、この複数本の中継光ファイバーと前記一方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する一方の請求項７に記載の中継用光結合回路と、前記複数本の中継光ファイバーと前記他方のボード上の前記複数の導波路とを光結合する同じく、他方の請求項７に記載の中継用光結合回路とにより構成し、
前記複数の送信側光アセンブリを、前記請求項１から６に記載の光結合回路で構成したことを特徴とする信号送受信用光モジュール。
【請求項１０】
同一ボード上に装備され伝送信号処理部に外部入力される電気信号を外部に向けて送信する発信信号処理部に伝送するための光式インターコネクション回路を備えた信号送受信用モジュールにおいて、
前記光式インターコネクション回路を、前記伝送信号処理部に連結された送信側光アセンブリ（一方の光結合回路）と、前記発信信号処理部に連結された受信側光アセンブリ（他方の光結合回路）と、前記各光アセンブリを相互に連結するポリマー導波路とにより構成し、
前記送信側光アセンブリとして前記請求項１から６に記載の光結合回路を装備すると共に、この光結合器が備えている信号伝達手段を当該信号伝達手段に併設されている４５度多重反射ミラーと共に前記ボード上に固定する光・電気連係ソケット部を装備したことを特徴とする信号送受信用モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１２−２１５８７６（Ｐ２０１２−２１５８７６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７７９５３（Ｐ２０１２−７７９５３）
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「グリーンネットワーク・システム技術研究開発プロジェクト（グリーンＩＴプロジェクト）／サーバの最適構成とクラウド・コンピューティング環境における進化するアーキテクチャーの開発／将来の進化を想定した低消費電力アーキテクチャーの開発」共同研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「グリーンネットワーク・システム技術研究開発プロジェクト（グリーンＩＴプロジェクト）／サーバの最適構成とクラウド・コンピューティング環境における進化するアーキテクチャーの開発／将来の進化を想定した低消費電力アーキテクチャーの開発」共同研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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