JP2017151274A - レンズ付き光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な焦点距離の凸レンズを備え、光素子との間の光結合効率を高め得るレンズ付き光導波路および光電気混載基板、ならびに、光素子と光導波路との光結合効率が高く光通信の品質が高い光モジュールおよび電子機器を提供すること。【解決手段】レンズ付き光導波路２０は、コア部と、コア部の光路Ｐを変換する光路変換部１７と、を備え、層状をなす光導波路１と、光導波路１の上面（一方の面）側に設けられ、互いに焦点距離の異なるレンズ２１１（第２レンズ）、レンズ２１２（第１レンズ）およびレンズ２１３とこれらを支持する支持部２２とを備えるレンズシート２と、を有し、レンズ２１２が、光路変換部１７を介してコア部と光学的に接続されている一方、レンズ２１１およびレンズ２１３は、光導波路１と光学的に関与していない。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ付き光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器に関するものである。

光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンまたは強弱パターンに基づいて通信を行う。

このような光導波路により電気配線が置き換えられると、電気配線特有の問題が解消され、信号処理の高スループット化が可能になる。

ところで、電気配線を光導波路に置き換える際には、電気信号と光信号との相互変換を行うべく、発光素子と受光素子とが用いられるとともに、これらの素子間を光導波路で光学的に接続する必要がある。

例えば、特許文献１には、プリント基板と、プリント基板上に搭載された受光素子と、プリント基板の下面側に設けられた光導波路と、を有する光インターフェースが開示されている。そして、光導波路と受光素子との間は、プリント基板に形成された、光信号を伝送するための貫通孔であるスルーホールを介して光学的に接続されている。

特開２００５−２９４４０７号公報

しかしながら、上述したような光インターフェースでは、受光素子と光導波路との光結合において、光結合損失が大きいことが課題となっている。具体的には、光導波路を伝搬した信号光が、光導波路に形成されたミラーおよびプリント基板に形成されたスルーホールを介して受光素子に入射する際、信号光が放射状に発散してしまうため、全ての信号光を受光素子に入射させることができない。このため、信号光の一部は光通信に寄与せず、光結合損失の増加を招いている。

そこで、受光素子と光導波路との間にレンズを設けることにより、信号光を集束させ、光結合効率を高めることが提案されている。

しかしながら、集束された信号光を受光素子に対して確実に入射させ、光結合効率を高めるためには、レンズと受光素子との距離をレンズの焦点距離に応じて最適化する必要がある。例えば、レンズと受光素子との間に電気基板等を配置した場合、電気基板の厚さによってレンズと受光素子との距離が変わるため、それに応じてレンズの焦点距離を調整する必要がある。このため、焦点距離の異なる多種類のレンズを用意する必要があり、製造難易度が高くなるとともに、製造コストの高騰を招く。

本発明の目的は、適切な焦点距離の凸レンズを備え、光素子との間の光結合効率を高め得るレンズ付き光導波路および光電気混載基板、ならびに、光素子と光導波路との光結合効率が高く光通信の品質が高い光モジュールおよび電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１） コア部と、前記コア部の光路を変換する光路変換部と、を備え、層状をなす光導波路と、
前記光導波路の一方の面側に設けられ、互いに焦点距離の異なる少なくとも２つの凸レンズである第１レンズおよび第２レンズと、前記第１レンズおよび前記第２レンズを支持する支持部と、を備えるレンズ部と、
を有し、
前記第１レンズおよび前記第２レンズのいずれか一方が、前記光路変換部を介して前記コア部と光学的に接続されていることを特徴とするレンズ付き光導波路。

（２） 前記レンズ部は、前記第１レンズおよび前記第２レンズを含むレンズ群を複数備えている上記（１）に記載のレンズ付き光導波路。

（３） 前記レンズ群は、前記第１レンズと前記第２レンズとが並ぶ方向とは異なる方向に沿って配列されている上記（２）に記載のレンズ付き光導波路。

（４） 前記支持部の厚さは、前記第１レンズの厚さおよび前記第２レンズの厚さよりも薄い上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のレンズ付き光導波路。

（５） 第１コア部と、前記第１コア部と並列する第２コア部と、前記第１コア部またはその延長線上に設けられ前記第１コア部の光路を変換する第１光路変換部と、前記第２コア部またはその延長線上に設けられ前記第２コア部の長手方向において前記第１光路変換部とずれて設けられている第２光路変換部と、を備え、層状をなす光導波路と、
前記光導波路の一方の面側に設けられ、前記第１光路変換部を介して前記第１コア部と光学的に接続されている凸レンズである第１レンズと、前記第２光路変換部を介して前記第２コア部と光学的に接続され前記第１レンズとは焦点距離が異なる凸レンズである第２レンズと、前記第１レンズおよび前記第２レンズを支持する支持部と、を備えるレンズ部と、
を有することを特徴とするレンズ付き光導波路。

（６） 上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のレンズ付き光導波路と、
電気回路を備え、前記光導波路の一方の面側に設けられている電気基板と、
を有することを特徴とする光電気混載基板。

（７） 前記電気基板は、前記第２レンズに接するように、前記レンズ部に積層されている上記（６）に記載の光電気混載基板。

（８） 前記電気基板は、さらに、凹部または貫通孔を備えており、
前記第２レンズが前記凹部または前記貫通孔に挿入されるように前記レンズ付き光導波路と前記電気基板とが配置されている上記（６）に記載の光電気混載基板。

（９） 上記（６）ないし（８）のいずれかに記載の光電気混載基板と、
前記電気基板に設けられ、前記電気回路と電気的に接続されているとともに、前記第１レンズと光学的に接続されている光素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。

（１０） 上記（９）に記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器。

本発明によれば、適切な焦点距離の凸レンズを備え、光素子との間の光結合効率を高め得るレンズ付き光導波路および光電気混載基板が得られる。

また、本発明によれば、光素子と光導波路との光結合効率が高く光通信の品質が高い光モジュールおよび電子機器が得られる。

本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図である。 図１に示す光導波路を示す（一部透過して示す）斜視図である。 図１に示すレンズ付き光導波路を示す上面図である。 本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図であって、選択されたレンズ群が図１とは異なっている例を示す図である。 本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図であって、選択されたレンズ群が図１とは異なっている例を示す図である。 本発明の光モジュールの第２実施形態を示す断面図である。 本発明の光モジュールの第３実施形態を分解して示す断面図である。 本発明の光モジュールの第３実施形態を分解して示す断面図である。 本発明の光モジュールの第４実施形態に含まれるレンズ付き光導波路を示す上面図である。 図１に示すレンズ付き光導波路の第１製造方法を説明するための図である。 図１に示すレンズ付き光導波路の第２製造方法を説明するための図である。

以下、本発明のレンズ付き光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜光モジュール＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光モジュールの第１実施形態について説明する。また、以下の説明では、併せて本発明の光電気混載基板の第１実施形態についても説明する。

図１は、本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１の上方を「上」、下方を「下」という。

図１に示す光モジュール１０００（本発明の光モジュールの第１実施形態）は、光導波路１と、その上面に積層されたレンズシート２（レンズ部）と、その上面に積層された電気基板３と、その上面に搭載された光素子４と、を有している。また、光導波路１と電気基板３との間が、接着部５を介して接着されている。以下、各部の構成について順次説明する。

（光導波路）
まず、光導波路１について説明する。

図２は、図１に示す光導波路を示す（一部透過して示す）斜視図である。なお、図２では、図１に示す光導波路を上下逆にして図示している。

図２に示す光導波路１は、細長い層状（帯状）をなしており、その長手方向の一端部と他端部との間で光信号を伝送し、光通信を行うことができる。

図２に示す光導波路１は、下側からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を積層してなる導光部１０を備えている。コア層１３中には長尺状のコア部１４とその側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５とが形成されている。

また、図２に示す光導波路１は、導光部１０の下面に積層された導光部保護層１６１と、導光部１０の上面に積層された導光部保護層１６２と、を備えている。

図２に示す光導波路１は、コア部１４と外部との間で光路変換を可能にする光路変換部１７を備えている。また、光導波路１は、光路変換部１７とは異なる位置に設けられ、コア部１４に対して光の入出射を可能にする光入出射部（図示せず）を備えている。これにより、光路変換部１７と光入出射部との間で光通信を行うことができる。

図２に示す光路変換部１７は、導光部保護層１６２の上面に開口し、導光部保護層１６２および導光部１０を貫通する凹部１７０を備えている。この凹部１７０は、内面としてコア部１４を斜めに横断する傾斜面１７１を含んでいる。この傾斜面１７１は、コア部１４の光路を変換するミラーとして機能し、このミラーを介してコア部１４と外部（他の光学部品）とを光学的に接続することができる。例えば、図１に示すコア部１４を左側から右側へ延びる光路Ｐは、傾斜面１７１で上方に反射され、導光部保護層１６１を透過して光導波路１の外部に導かれる。

また、光導波路１は、導光部保護層１６２の下面に設けられ、凹部１７０を塞ぐ凹部保護層１８を備えている。凹部１７０が凹部保護層１８で塞がれることにより、凹部１７０内に埃や水等の異物が侵入するのを防止することができる。これにより、傾斜面１７１の汚染を防止し、傾斜面１７１における反射損失の増大を抑制することができる。

一方、図示しない光入出射部は、いかなる構成であってもよい。例えば、導光部１０の端面であってもよく、光路変換部が設けられていてもよく、光コネクターが装着されていてもよい。

以下、光導波路１の各部についてさらに詳述する。
−コア層−
図１に示すコア層１３中に形成されているコア部１４は、クラッド部（側面クラッド部１５および各クラッド層１１、１２）で囲まれており、コア部１４に光を閉じ込めて伝搬することができる。

コア層１３における幅方向の屈折率分布は、いかなる形状の分布であってもよい。この屈折率分布は、屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。ＳＩ型の分布であれば屈折率分布の形成が容易であり、ＧＩ型の分布であれば屈折率の高い領域に信号光が集まる確率が高くなるため伝送効率が向上する。

また、コア部１４は、平面視で直線状であっても曲線状であってもよい。さらに、コア部１４は途中で分岐していてもよい。

なお、コア部１４の横断面形状は特に限定されず、例えば、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよいが、四角形（矩形状）であることにより、コア部１４を形成し易い利点がある。

また、コア層１３中には、複数のコア部１４を並列して、あるいは互いに交差するように形成することができる。光導波路１中に形成されるコア部１４の数は、特に限定されないが、２〜１００本程度であるのが好ましい。なお、コア部１４の数が多い場合は、必要に応じて、光導波路１を多層化してもよい。具体的には、図１に示すクラッド層１１上に、さらにコア層とクラッド層とを交互に重ねることにより多層化することができる。

また、コア部１４の幅および高さ（コア層１３の厚さ）は、特に限定されないが、それぞれ１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の伝送効率の低下を抑えつつコア部１４の高密度化を図ることができる。

上述したようなコア層１３の構成材料（主材料）は、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等を用いることができる。なお、樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料であってもよい。

−クラッド層−
クラッド層１１、１２の平均厚さは、コア層１３の平均厚さの０．０５〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．１〜１．２５倍程度であるのがより好ましい。具体的には、クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド部としての機能が確保される。

また、クラッド層１１、１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。

また、光導波路１の厚さ方向の屈折率分布についても、特に限定されず、例えばＳＩ型、ＧＩ型の分布が挙げられる。

光導波路１の幅は、特に限定されないが、２〜１００ｍｍ程度であるのが好ましく、５〜５０ｍｍ程度であるのがより好ましい。

なお、クラッド層１１は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。この場合、外気（空気）がクラッド層１１と同等の機能を有する。

−導光部保護層−
図２に示す光導波路１は、導光部１０の一方の面に導光部保護層１６１を、他方の面に導光部保護層１６２を、それぞれ備えている。これにより、導光部１０が保護され、導光部１０の光伝送効率の低下を抑制することができる。また、凹部保護層１８を光伝送に直接寄与しない導光部保護層１６２に対して固定することが可能になるため、固定に伴う影響が導光部１０に及ぶのを抑制することができる。

導光部保護層１６１、１６２の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。

導光部保護層１６１、１６２の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、導光部保護層１６１、１６２は、導光部１０を保護するのに必要かつ十分な機械的特性を有するものとなる。また、光導波路１は、適度な可撓性を有するものとなり、湾曲または屈曲させた状態でも高い信頼性を示すものとなる。

なお、導光部保護層１６１と導光部保護層１６２とは、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。例えば互いに異なる構成にすることで、光導波路１を特定の一方に曲げ易くなるといった効果が得られる。

また、導光部１０と導光部保護層１６１との間、および、導光部１０と導光部保護層１６２との間は、それぞれ双方またはいずれか一方の粘着力により接着されていてもよく、あるいは、接着剤、粘着剤、接着シート、粘着シート等の部材を介して、または熱圧着により接着されていてもよい。

なお、導光部保護層１６１、１６２は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。

−凹部−
光路変換部１７は、図１に示すように、導光部保護層１６２および導光部１０を貫通する凹部１７０を備えている。この凹部１７０は、コア部１４の長手方向の途中に位置している。凹部１７０の内面の一部は、コア部１４の光軸に対して傾斜する傾斜面１７１になっている。換言すれば、コア層１３の下面に対して傾斜面１７１が傾斜しつつ交差している。このような傾斜面１７１は、コア部１４の光路を変換するミラーとして機能する。

また、図１に示す凹部１７０は、コア層１３の下面に直交しかつコア部１４の光軸を含む平面で切断されたときの断面形状を示しており、下底の長さが長く、上底の長さが短い台形をなすように構成されている。

また、傾斜面１７１は、図１に示すように、導光部保護層１６２からクラッド層１２およびコア層１３を経てクラッド層１１に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。また、凹部１７０の内面のうち、傾斜面１７１に対向する位置には、別の傾斜面１７２が設けられている。この傾斜面１７２も、傾斜面１７１と同様、導光部保護層１６２からクラッド層１２およびコア層１３を経てクラッド層１１に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。

一方、凹部１７０の内面のうち、コア部１４の光軸とほぼ平行な２つの面は、それぞれクラッド層１１の下面に対してほぼ垂直な直立面１７３、１７４である。

このような２つの傾斜面１７１、１７２と２つの直立面１７３、１７４とにより、凹部１７０の内側面が構成されている。

なお、凹部１７０の形状は、図１、２に示す形状に限定されず、いかなる形状であってもよい。

また、傾斜面１７１は、ミラーとして機能するものであるため、コア部１４の光路Ｐを変換すべき方向に応じてその傾斜角度が適宜設定されるが、図１に示すコア層１３の下面を基準面としたとき、基準面と傾斜面１７１とがなす角度（鋭角側）は、３０〜６０°程度であるのが好ましく、４０〜５０°程度であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、傾斜面１７１においてコア部１４の光路Ｐを効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。

なお、コア層１３に複数本のコア部１４が形成されている場合、図２に示すように１本のコア部１４に対して１つの凹部１７０が設けられていてもよいが、複数本のコア部１４に対してこれらに跨るように１つの凹部１７０が設けられていてもよい。

また、複数個の凹部１７０を形成する場合、それらの形成位置は、コア部１４の長手方向において互いに同じ位置であっても、互いにずれていてもよい。

また、凹部１７０の最深部の位置（台形の上底の位置）は、図１に示す位置に限定されず、例えば、コア層１３の途中であってもよく、クラッド層１１の途中であってもよく、導光部保護層１６１の途中であってもよい。さらには、凹部１７０は、導光部保護層１６１を貫通していてもよい。

また、図２に示す光導波路１では、コア部１４の長手方向の途中に凹部１７０が形成されているが、この形成位置は限定されるものではなく、コア部１４の延長線上であってもよい。すなわち、コア部１４がコア層１３の端面に露出せずに途中で途切れるように形成されており、その途切れた部位に側面クラッド部１５が形成されている場合、この側面クラッド部１５のうちコア部１４の延長線上に位置する部位に凹部１７０が設けられていてもよい。

−凹部保護層−
図１に示す光導波路１は、導光部保護層１６２の下面に設けられ、凹部１７０を塞ぐ凹部保護層１８を備えている。これにより、凹部１７０は、凹部保護層１８によって塞がれることとなる。その結果、凹部１７０内は外部と隔離された空間となり、傾斜面１７１に埃や水分等の異物が付着し難くなる。

また、凹部保護層１８は凹部１７０を塞ぐように設けられることにより、凹部１７０近傍を補強することとなる。すなわち、凹部１７０が形成されることにより、導光部１０の厚さが部分的に薄くなって機械的強度が低下するところ、凹部保護層１８が設けられることにより、凹部１７０近傍を補強することができる。これにより、例えば傾斜面１７１と発光素子や受光素子とを光結合させる際、凹部１７０近傍に大きな荷重が加わって傾斜面１７１が歪んでしまい、傾斜面１７１における反射損失が増大するのを防止することができる。換言すれば、凹部保護層１８がクッション層として機能し、加えられた荷重が傾斜面１７１の歪みにつながるのを抑制することができる。その結果、荷重の影響を受け難く、例えば光導波路１に発光素子や受光素子を光結合させる作業の容易性を高めることができる。

ここで、図１に示す凹部保護層１８は、基層１８１と、導光部保護層１６２に対して基層１８１を接着または粘着させる粘接着層１８２と、を含んでいる。このような凹部保護層１８は、基層１８１の材質によらず、導光部保護層１６２に対して基層１８１を強固に固定することができる。

このうち、基層１８１の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。

また、基層１８１の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。

一方、粘接着層１８２の構成材料としては、例えば、シリコーン系粘着剤、ポリ塩化ビニル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エラストマー系粘着剤、ゴム系粘着剤、アクリル樹脂系粘着剤、ポリビニルエーテル樹脂系粘着剤等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上の混合物が用いられる。
なお、凹部保護層１８は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。

（電気基板）
次に、電気基板３について説明する。

電気基板３は、絶縁性基板３１と、その表面に設けられた電気配線３２（電気回路）と、を有している。

絶縁性基板３１としては、例えば、樹脂基板、セラミックス基板、ガラス繊維と樹脂材料とを複合化した複合基板等が用いられる。

また、電気配線３２の構成材料としては、例えば、銅、アルミニウム、銀、金、ニッケルのような金属単体またはこれらの金属を含む合金等が挙げられる。

また、電気基板３は、厚さ方向に貫通する貫通孔３３を有している。この貫通孔３３は、レンズシート２が含むレンズに対応する位置に設けられている。換言すれば、レンズを通過する光路Ｐに合わせて貫通孔３３が設けられている。これにより、光路Ｐは、レンズおよび貫通孔３３を介して光導波路１と光素子４とを光学的に接続する。このとき、貫通孔３３は、比較的簡単な構造であるにもかかわらず、効率が高い光結合を実現する。

このような電気基板３は、図１に示すように、レンズシート２の上面に載置されている。換言すれば、レンズシート２を介して光導波路１と電気基板３とが積層されている。これにより、レンズシート２がスペーサーとして機能し、図１の上下方向におけるレンズシート２と電気基板３との位置関係を容易かつ正確に決めることができる。その結果、電気基板３の上面に光素子４が搭載されたとき、光素子４とレンズとの距離を容易かつ厳密に制御することができる。例えば、レンズの焦点距離に応じて電気基板３の厚さを適宜選択することによって、光素子４とレンズとの距離が容易かつ厳密に決まるため、光導波路１と光素子４との間の光結合効率をより高めることができる。その結果、光モジュール１０００において高品質な光通信が可能になる。

なお、電気基板３は、光導波路１の上方に設けられれば、その位置は限定されない。すなわち、電気基板３は、レンズシート２の上面に載置される必要はなく、例えば光導波路１の上面に載置されてもよい。その場合、レンズシート２の全体を貫通孔３３内に収めるようにすればよい。また、光導波路１との間に設けられた任意の介在物を介してレンズシート２を載置するようにしてもよい。

また、電気基板３は、貫通孔３３に代えて、透光性を有する透光部を備えていてもよい。

また、光素子４は、電気基板３を介して通電が図られている（電気的に接続されている）が、電気基板３は必要に応じて設けられればよく、例えば電気基板３以外の部材によって光素子４に対する通電が図られる場合には、電気基板３を省略することができる。この場合、レンズシート２に対して光素子４が接するように配置される。その結果、光素子４とレンズとの距離が容易かつ厳密に決まるため、光導波路１と光素子４との間の光結合効率をより高めることができる。

（光素子）
次に、光素子４について説明する。

光素子４は、図１に示すように、素子本体４０と、素子本体４０の下面に設けられた受発光部４１と、素子本体４０から下方に突出するバンプ４２と、を備えている。なお、受発光部とは、受光部または発光部、あるいはその双方の機能を有する部位を指す。

光素子４としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子等の発光素子、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等の受光素子が挙げられる。

なお、電気基板３には、必要に応じて、光素子４以外の電気素子が搭載されていてもよい。電気素子としては、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等が挙げられる。

（接着部）
次に、接着部５について説明する。

接着部５は、図１に示すように、光導波路１と電気基板３との間に介挿され、これらを接着している。

このような接着部５は、未硬化または半硬化の接着シートを硬化させることにより、接着性が発現してなるものである。したがって、接着部５は、樹脂材料の硬化物を主材料としている。

図１に示す接着部５は、光導波路１の上面のうち、レンズシート２を取り囲む領域に設けられている。これにより、レンズシート２の上面に積層されている電気基板３を光導波路１に対して確実に接着するとともに、レンズシート２が図１の左右方向あるいは上下方向に移動するのを規制することができる。その結果、光路Ｐとレンズとの位置関係、および、光素子４とレンズとの距離を、容易かつ厳密に制御することができる。

また、接着部５がレンズシート２を取り囲む領域に設けられていることで、異物や外気がレンズシート２に接触するのを抑制することができる。このため、レンズシート２の光学特性が低下するのを抑制し、光結合効率の低下を抑制することができる。

さらに、接着部５には、図１に示すように、電気基板３の一部がめり込んでいてもよい。これにより、電気基板３と光導波路１との間をより強固に接着することができる。

なお、接着部５が設けられている領域は、特に限定されず、光導波路１と電気基板３とを接着し得る領域であれば、いかなる領域に設けられていてもよい。

（レンズシート）
次に、レンズシート２について説明する。

図３は、図１に示すレンズ付き光導波路２０を示す上面図である。すなわち、図３は、図１に示す光導波路１の上面の法線に沿って上方からレンズシート２および光導波路１を平面視したときの平面図である。なお、図３では、光導波路１におけるコア部１４の長手方向をＸ方向とし、それに直交する方向をＹ方向とする。

図３に示すレンズシート２は、平面視形状が円形をなすレンズ２１と、レンズ２１の外側に設けられレンズ２１を支持する支持部２２と、を有している。

レンズシート２の全体は、平面視において四角形をなしている。なお、レンズシート２の全体の平面視形状は、特に限定されず、例えば六角形、八角形、平行四辺形、菱形のような多角形、楕円、長円のような円形であってもよい。

レンズ２１は、図１の上方に突出する球面または非球面を有する凸レンズである。非球面の例としては、放物線回転面、双曲線回転面、多次関数曲線回転面等が挙げられる。

また、図３に示すレンズ２１は、下面が平面になっており、いわゆる平凸レンズであるが、これに限定されるものではなく、両凸レンズであってもよい。

ここで、図３に示すレンズシート２は、１２個のレンズ２１を有している。これらのレンズ２１は、支持部２２を介して互いに離間している。また、Ｙ方向に４個のレンズ２１が並んで列状のレンズ群２３を形成している。また、このレンズ群２３は、Ｘ方向に３列並んでいる（配列されている）。したがって、１２個のレンズ２１は、ＸＹ平面において行列状に並んでいる。

なお、レンズ２１の配置パターンは、上記のものに限定されない。例えば、Ｘ方向とＹ方向とがなす角度は９０°に限定されず、Ｘ方向とＹ方向とが平行である以外、いかなる角度で交差していてもよい。

図３では、レンズ群２３のうち、最も右側に位置するものを「レンズ群２３１」とし、レンズ群２３１を構成するレンズ２１を特に「レンズ２１１（第２レンズ）」とする。また、レンズ群２３１の左側に位置するものを「レンズ群２３２（第１レンズ）」とし、レンズ群２３２を構成するレンズ２１を特に「レンズ２１２」とする。また、レンズ群２３２の左側に位置するものを特に「レンズ群２３３」とし、レンズ群２３３を構成するレンズ２１を特に「レンズ２１３」とする。

各レンズ群２３を構成する４個のレンズ２１は、それぞれ、互いに等しい焦点距離を有するレンズである。

一方、レンズ群２３同士の間においては、レンズ２１の焦点距離は互いに異なっている。図３に示すレンズシート２では、レンズ群２３１に含まれるレンズ２１１の焦点距離は、レンズ群２３２に含まれるレンズ２１２の焦点距離やレンズ群２３３に含まれるレンズ２１３の焦点距離よりも長い。また、レンズ群２３３に含まれるレンズ２１３の焦点距離は、レンズ群２３１に含まれるレンズ２１１の焦点距離やレンズ群２３２に含まれるレンズ２１２の焦点距離よりも短い。したがって、レンズ群２３２に含まれるレンズ２１２の焦点距離は、レンズ群２３１に含まれるレンズ２１１の焦点距離とレンズ群２３３に含まれるレンズ２１３の焦点距離との間にある。

また、図３に示す光導波路１には、並列する４本のコア部１４が形成されている。また、これらのコア部１４は、それぞれＸ方向に延在しているとともに、Ｙ方向に並んでいる。そして、各コア部１４の端部には、傾斜面１７１を備えた凹部１７０（光路変換部１７）が設けられている。したがって、４つの傾斜面１７１は、Ｙ方向に並んでいる。なお、図３では、光導波路１の内部に形成されているコア部１４や凹部１７０等の構造体を破線にて図示している。

図３においては、光導波路１の上面にレンズシート２が載置されているが、このとき、レンズシート２は、平面視において４つの傾斜面１７１と４つのレンズ２１２とがそれぞれ重なるように載置されている。これにより、傾斜面１７１の光軸とレンズ２１２の光軸とをそれぞれ合わせることができる。その結果、傾斜面１７１を介してコア部１４とレンズ２１２とを光学的に接続することができる。したがって、レンズ２１２の光軸と受発光部４１の光軸とを合わせるように光素子４を載置することにより、レンズ２１２を介して光素子４とコア部１４とを光学的に接続することができる。

一方、レンズ２１１およびレンズ２１３は、傾斜面１７１と重ならないので、光学的に光導波路１と関与しない。

なお、レンズシート２では、レンズ群２３同士の間においてレンズ２１の焦点距離が互いに異なっているので、傾斜面１７１の光軸と合わせるレンズ２１を適宜選択することによって、目的とする焦点距離により近い焦点距離のレンズ２１を光導波路１と光学的に接続することができる。目的とする焦点距離とは、例えば電気基板３の厚さや光素子４と光導波路１との離間距離に応じて決まる距離である。具体的には、例えば、レンズ２１によって集束された信号光を光素子４の受発光部４１に対して効率よく入射させるために、レンズ２１に求められる焦点距離である。本実施形態に係るレンズシート２では、３種類の焦点距離のレンズ群２３の中からいずれかを選択可能になっているので、目的とする焦点距離により近いレンズ群２３を選択することにより、光素子４と光導波路１との光結合効率を特に高めることができる。

したがって、このようなレンズシート２と光導波路１とを備えるレンズ付き光導波路２０（本発明のレンズ付き光導波路の第１実施形態）は、レンズシート２の位置を適宜変更することによって、目的とする焦点距離のレンズ２１を傾斜面１７１に結合させることを可能にする。その結果、レンズ付き光導波路２０の実装状態、例えば電気基板３の寸法等に応じて新たにレンズを作製することなく、目的とする焦点距離により近い焦点距離のレンズ２１を有するレンズ付き光導波路２０が得られる。したがって、どのような寸法の電気基板３が搭載されるのか、レンズ付き光導波路２０の製造時点では判明していないときでも、本実施形態に係るレンズ付き光導波路２０によれば、複数種類の焦点距離から選択可能になっているため、光素子４と光導波路１との光結合効率が高い光モジュール１０００を得ることができる。

また、本実施形態は、４個のレンズ２１からなるレンズ群２３を３列備えているので、例えば４つの受発光部４１を備えた光素子４を光学的に接続可能になっている。そして、レンズ２１の配置パターンは、レンズ群２３同士の間で互いに等しくなっている。このため、このような複数の受発光部４１を備えた光素子４であっても、上述したように、目的とする焦点距離により近いレンズ群２３を選択可能になっている点で、本実施形態に係るレンズ付き光導波路２０は有用である。

なお、１つのレンズ群２３に含まれるレンズ２１の数は、特に限定されないが、例えば２〜１００個程度とされる。

また、レンズシート２に含まれるレンズ群２３の列数も、特に限定されないが、例えば２〜５０列程度とされる。

図４、５は、それぞれ、本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図であって、選択されたレンズ群が図１とは異なっている例を示す図である。

図４に示す光モジュール１０００では、平面視において４つの傾斜面１７１と４つのレンズ２１３とがそれぞれ重なるように載置されている。すなわち、図４における光導波路１に対するレンズシート２の相対位置は、図１における光導波路１に対するレンズシート２の相対位置と異なっている。そして、傾斜面１７１の光軸とレンズ２１３の光軸とが合うように、レンズシート２の位置が設定されている。その結果、傾斜面１７１を介してコア部１４とレンズ２１３とを光学的に接続することができる。

一方、図５に示す光モジュール１０００では、平面視において４つの傾斜面１７１と４つのレンズ２１１とがそれぞれ重なるように載置されている。すなわち、図５における光導波路１に対するレンズシート２の相対位置は、図１における光導波路１に対するレンズシート２の相対位置と異なっている。そして、傾斜面１７１の光軸とレンズ２１１の光軸とが合うように、レンズシート２の位置が設定されている。その結果、傾斜面１７１を介してコア部１４とレンズ２１１とを光学的に接続することができる。

なお、レンズシート２は、接着層や粘着層を介して光導波路１に固定されていてもよいし、光導波路１に固定されていなくてもよい。後者の場合、例えば接着部５によってレンズシート２の側方を固定するようにしてもよいし、接着部５によって電気基板３を固定することによって間接的にレンズシート２を固定するようにしてもよい。

また、図１に示すレンズシート２では、支持部２２の厚さｔ２は、１２個のレンズ２１の厚さｔ１よりも薄くなっている。これにより、１２個のレンズ２１のうち、光導波路１と光学的に関与していないレンズ２１には、それが凸レンズであることを利用して、光学機能以外の機能が付与されることも可能である。すなわち、凸レンズは、支持部２２よりも突出する部分を含むため、その部分の形状を利用することで、様々な機能を発現させることができる。具体的な機能については、後に詳述する。

なお、支持部２２の厚さｔ２は、上記の要件を必ずしも満たさなくてもよい。すなわち、レンズ２１に対して、光学機能以外の機能を付与する必要がない場合には、支持部２２の厚さｔ２がレンズ２１の厚さｔ１と同じであってもよく、レンズ２１の厚さｔ１よりも厚くなっていてもよい。

支持部２２の厚さｔ２は、特に限定されないが、０．５〜１２００μｍ程度であるのが好ましく、１〜１０００μｍ程度であるのがより好ましい。支持部２２の厚さｔ２を前記範囲内に設定することにより、支持部２２は十分な剛性を有するものとなるため、レンズ２１を安定的に保持することができる。

また、レンズシート２では、レンズ２１と支持部２２とが一体であっても、別体であってもよい。なお、一体であることにより、両者の位置精度をより高めることができるので、光路Ｐに対してレンズ２１の位置をより正確に合わせることができる。

レンズシート２の構成材料は、透光性を有する材料であれば特に限定されないが、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのような各種ガラス材料、サファイア、水晶のような各種結晶材料等が挙げられる。

なお、レンズシート２の表面には、必要に応じて、反射防止膜、多層膜コーティング等の各種コーティングを施すようにしてもよい。

また、レンズシート２の表面には、必要に応じて、微小な凹凸を形成するようにしてもよい。この際、凹凸のピッチや深さ（高さ）を、レンズ２１に入射する光の波長以下にすることで、凹凸が形成された領域の屈折率を、空気の屈折率とレンズ２１の構成材料の屈折率との中間の値としてみなすことができるようになるので、レンズ２１に入射する光の反射が抑制され、光の入射効率を高めることができる。

また、図１に示す光モジュール１０００のうち、光素子４を除く部分が光電気混載基板１００（本発明の光電気混載基板の第１実施形態）である。すなわち、光電気混載基板１００は、光導波路１と、その上面に積層されたレンズシート２と、その上面に積層された電気基板３と、を有している。また、光導波路１と電気基板３との間が、接着部５を介して接着されている。

かかる光電気混載基板１００は、前述したように、互いに焦点距離が異なるレンズ２１１、レンズ２１２およびレンズ２１３を備えたレンズ付き光導波路２０を有している。このような光電気混載基板１００では、電気基板３の厚さやバンプ４２の高さ等に応じてレンズ２１に求められる焦点距離を、レンズ２１１、レンズ２１２およびレンズ２１３のうちから１つを選択することによって実現することができる。換言すれば、光素子４の搭載に適した焦点距離を持つレンズ２１を、容易に選択可能になっているので、新たにレンズを作製することなく、光モジュール１０００を製造することを可能にする。これにより、光導波路１と光素子４との間の光結合効率が高く、高品質な光通信を行い得る光モジュール１０００を製造することができる。

なお、本発明の光電気混載基板および本発明の光モジュールは、上記の他に、任意の構造体、例えば光コネクター、電気コネクター等を備えていてもよい。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の光モジュールの第２実施形態を示す断面図である。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第２実施形態は、電気基板３とレンズシート２との位置関係が異なる以外、第１実施形態と同様である。

具体的には、図６に示す光モジュール１０００では、電気基板３がレンズシート２のレンズ２１１の上面に載置されている。これにより、電気基板３と光導波路１との離間距離は、レンズ２１１の厚さに応じて規制されることとなる。

すなわち、図６に示す光モジュール１０００では、図１と同様、傾斜面１７１の光軸とレンズ２１２の光軸とが合うようにレンズシート２が配置されている。これにより、レンズ２１２を介して光素子４とコア部１４とが光学的に接続されている。

このとき、レンズ２１１およびレンズ２１３は、傾斜面１７１の光軸からずれた位置に設けられることとなり、光学的に光導波路１とは関与していない。そこで、本実施形態では、このようなレンズ２１１およびレンズ２１３のうち、レンズ２１１の上面に電気基板３が接するように、電気基板３とレンズシート２との位置関係が設定されている。これにより、レンズ２１１の厚さによって電気基板３と光導波路１との離間距離が厳密に決定されることになるので、電気基板３の上面に載置されている光素子４とレンズ２１２との距離も自ずと厳密に制御されることとなる。その結果、レンズ２１２の焦点と光素子４との位置関係を最適化することができ、光素子４と光導波路１との光結合効率を特に高めることができる。

なお、レンズ２１３の上面に電気基板３が接するように、電気基板３とレンズシート２との位置関係が設定されていてもよい。この場合、レンズ２１２とレンズ２１１が貫通孔３３に挿入されるように電気基板３を構成するようにすればよい。
このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

≪第３実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第３実施形態について説明する。

図７、８は、それぞれ、本発明の光モジュールの第３実施形態を分解して示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図７、８の上方を「上」といい、下方を「下」という。

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第３実施形態は、電気基板３の形状が異なる以外、第２実施形態と同様である。なお、図７、８では、電気基板３とレンズシート２および接着部５との間を離間させた（分解した）状態が図示されている。

具体的には、図７に示す電気基板３は、絶縁性基板３１と、その表面に設けられた電気配線３２と、電気基板３を貫通する貫通孔３３と、絶縁性基板３１の下面に開口する２つの凹部３４と、を有している。これら２つの凹部３４は、光導波路１と光学的に関与していないレンズ２１１の突出部およびレンズ２１３の突出部が挿入可能になっている。２つの凹部３４にレンズ２１１の突出部およびレンズ２１３の突出部が挿入されると、レンズシート２に対して電気基板３の上下方向のみでなく左右方向についても移動が規制される。その結果、レンズシート２に対する電気基板３の位置をより厳密に決めることができ、電気基板３に搭載されている光素子４とレンズシート２との位置関係も自ずと厳密に制御されることとなる。その結果、光素子４と光導波路１との光結合効率を特に高めることができる。

一方、図８に示す光モジュール１０００は、図７に示す光モジュール１０００の変形例である。

図８に示す電気基板３も、絶縁性基板３１と電気配線３２と貫通孔３３と２つの凹部３４とを有しているが、凹部３４の位置や形状が図７に示す電気基板３とは異なっている。そして、図８に示す光モジュール１０００では、傾斜面１７１を介してコア部１４とレンズ２１３とが光学的に接続されている。

図８に示す２つの凹部３４は、光導波路１と光学的に関与していないレンズ２１１の突出部およびレンズ２１２の突出部が挿入可能になっている。２つの凹部３４にレンズ２１１の突出部およびレンズ２１２の突出部が挿入されると、レンズシート２に対して電気基板３の移動が規制される。その結果、レンズシート２に対する電気基板３の位置をより厳密に決めることができ、光素子４と光導波路１との光結合効率を特に高めることができる。

また、図７の凹部３４には、レンズ２１１の突出部の全体が挿入されている必要はなく、レンズ２１１の突出部の一部のみが挿入されていてもよい。同様に、凹部３４には、レンズ２１３の突出部の全体が挿入されている必要はなく、レンズ２１３の突出部の一部のみが挿入されていてもよい。
なお、これは、図８の凹部３４においても同様である。

一方、図７の２つの凹部３４の形状は、レンズ２１１の突出部の形状およびレンズ２１３の突出部の形状に応じて互いに異なっていてもよい。例えば、２つの凹部３４の形状は、レンズ２１１の突出部とレンズ２１３の突出部のうち、大きい方の形状に合わせて、互いに同じ形状であってもよい。
なお、これは、図８の凹部３４においても同様である。

また、凹部３４の形状は、各レンズ２１の突出部の形状に対応している必要はなく、突出部の少なくとも一部が挿入可能になっている形状であれば、いかなる形状であってもよい。

また、凹部３４は２つ設けられる必要はなく、一方のみでもよい。この場合、レンズ２１１とレンズ２１３のうち、いずれか一方が凹部３４に挿入され、他方は平面視において電気基板３の外側に位置するように電気基板３の形状が設定されればよい。

なお、凹部３４は、電気基板３の下面に開口する有底の凹部であるが、電気基板３を貫通する貫通孔で代替可能である。
このような第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。

≪第４実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第４実施形態について説明する。

図９は、本発明の光モジュールの第４実施形態に含まれるレンズ付き光導波路を示す上面図である。

以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

図９に示すレンズ付き光導波路２０は、光導波路１におけるコア部１４の平面視形状およびレンズシート２におけるレンズ２１の配置が異なる以外、図３に示すレンズ付き光導波路２０と同様である。

具体的には、図９に示すレンズシート２では、３列のレンズ群２３がＸ方向に並んでいる。また、これら３列のレンズ群２３は、互いにＹ方向（コア部１４の幅方向）にずれている。より具体的には、図９において３列のレンズ群２３の中で最も右側に位置するレンズ群２３１は、図９において３列のレンズ群２３の中で最も下方に位置し、図９において３列のレンズ群２３の中で最も左側に位置するレンズ群２３３は、図９において３列のレンズ群２３の中で最も上方に位置し、図９のＸ方向においてレンズ群２３１とレンズ群２３３との間に位置するレンズ群２３２は、Ｙ方向においてもレンズ群２３１とレンズ群２３３との間に位置している。

なお、これら３列のレンズ群２３のＹ方向におけるずれ量は、１２個のレンズ２１の位置が、Ｙ方向において互いに同じ位置にならないように設定されている。

一方、図９に示す光導波路１には、１２本のコア部１４が形成されている。そして、各コア部１４の端部には、傾斜面１７１を備えた凹部１７０（光路変換部１７）が設けられている。これらの光路変換部１７は、それぞれ、平面視において個別のレンズ２１と重なる位置に配置されている。その結果、１２個のレンズ２１は、それぞれ光路変換部１７を介してコア部１４と光学的に接続されている。

具体的には、１２本のコア部１４のうち、図９の上方から１番目、４番目、７番目および１０番目に位置するコア部１４３は、その端部に設けられた光路変換部１７０３を介して、レンズ群２３３に含まれるレンズ２１３と光学的に接続されている。

また、図９の上方から２番目、５番目、８番目および１１番目に位置するコア部１４２（第１コア部）は、その端部に設けられた光路変換部１７０２（第１光路変換部）を介して、レンズ群２３２に含まれるレンズ２１２（第１レンズ）と光学的に接続されている。

また、図９の上方から３番目、６番目、９番目および１２番目に位置するコア部１４１（第２コア部）は、その端部に設けられた光路変換部１７０１（第２光路変換部）を介して、レンズ群２３１に含まれるレンズ２１１（第２レンズ）と光学的に接続されている。

したがって、図９に示すレンズ付き光導波路２０では、１２本のコア部１４に１２個のレンズ２１が光学的に接続されている。

ところで、１２個のレンズ２１は、第１実施形態と同様、互いに焦点距離が異なるレンズ２１を備えた３列のレンズ群２３に分けられている。

前述した第１実施形態では、互いに焦点距離の異なる１２個のレンズ２１のうちから、目的とする焦点距離により近い焦点距離のレンズ２１を４個選択し、その４個のレンズ２１の光軸と４個の傾斜面１７１の光軸とを合わせるように、レンズシート２と光導波路１の相対位置が設定されている。したがって、第１実施形態では、１２個のレンズ２１のうち、８個のレンズ２１は光学的に光導波路１と関与していない。

これに対し、本実施形態では、１２個のレンズ２１の光軸が、１２個の傾斜面１７１の光軸と合わせられている。このため、全てのレンズ２１が光学的に光導波路１と関与している。そして、このようなレンズ付き光導波路２０は、３種類の焦点距離のレンズ群２３の中から、目的とする焦点距離により近いレンズ群２３を選択可能になっている。これにより、選択したレンズ群２３とそれに接続されている４本のコア部１４とを用いることで、光素子４と光導波路１との光結合効率を特に高めることができる。

すなわち、本実施形態に係るレンズ付き光導波路２０を用いて光モジュールを製造する場合、電気基板の厚さや光素子の寸法等を事前に知ることができない場合であっても、３種類の焦点距離のレンズ群２３から１つを選択可能になっているため、採用された電気基板等に応じてレンズ２１の焦点距離を最適化することができる。

また、本実施形態は、４個のレンズ２１からなるレンズ群２３を３列備えているので、例えば４つの受発光部４１を備えた光素子４を光学的に接続可能になっている。そして、レンズ２１の配置パターンは、レンズ群２３同士の間で互いに等しくなっている。このため、このような複数の受発光部４１を備えた光素子４であっても、上述したように、目的とする焦点距離により近いレンズ群２３を選択した上で好適に実装可能になっている点で、本実施形態に係るレンズ付き光導波路２０は有用である。
このような第４実施形態においても、第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。

なお、３列のレンズ群２３のうち、例えばレンズ群２３２が選択され、そのレンズ群２３２の光軸に合わせて光素子が載置された場合、選択されていないレンズ群２３１およびレンズ群２３３は、光通信に寄与しないこととなる。ただし、本実施形態では、選択されていないレンズ群２３１およびレンズ群２３３にもそれぞれコア部１４が光学的に接続されている。このため、レンズ群２３１およびそれに接続されたコア部１４１ならびにレンズ群２３３およびそれに接続されたコア部１４３は、それぞれ何らの用途に供されていなくてもよいが、レンズ群２３２の光軸に合わせて載置された光素子とは別の光素子を用いた光通信に供されてもよい。また、光通信以外の用途、例えば、伝送損失の測定を行う用途、位置合わせ用のアライメントマークとしての用途等に供されてもよい。

＜レンズ付き光導波路の製造方法＞
≪第１製造方法≫
まず、図１に示すレンズ付き光導波路２０の第１製造方法について説明する。

図１０は、図１に示すレンズ付き光導波路２０の第１製造方法を説明するための図である。

図１に示すレンズ付き光導波路２０の第１製造方法は、光導波路１とそれに積層された凹部保護層１８との積層体を用意する工程と、３列のレンズ群から目的とする焦点距離に近いレンズ群を選択し、そのレンズ群に含まれるレンズ２１の光軸と傾斜面１７１の光軸とを合わせるように、光導波路１に対してレンズシート２を積層する工程と、を有する。

図１０に示す例では、レンズ２１２の光軸と傾斜面１７１の光軸とを合わせるように、光導波路１とレンズシート２とが積層されている。これにより、傾斜面１７１を介してレンズ２１２とコア部１４とが光学的に接続される。

≪第２製造方法≫
次に、図１に示すレンズ付き光導波路２０の第２製造方法について説明する。

図１１は、図１に示すレンズ付き光導波路２０の第２製造方法を説明するための図である。

図１に示すレンズ付き光導波路２０の第２製造方法は、導光部保護層１６１と導光部１０と導光部保護層１６２の積層体を用意する工程と、導光部保護層１６１の上面にレンズシート２を積層する工程と、３列のレンズ群から目的とする焦点距離に近いレンズ群を選択し、そのレンズ群に含まれるレンズ２１の光軸に合わせるように、積層体に対して傾斜面１７１を含む凹部１７０（光路変換部１７）を形成する工程と、凹部保護層１８を積層する工程と、を有する。

図１１に示す例では、破線で示すように、導光部保護層１６１の上面にレンズシート２を積層した後、特定のレンズ２１を選択し、それに合わせて各種加工法により凹部１７０を形成する。すなわち、レンズ２１１、レンズ２１２およびレンズ２１３のうち、いずれかを選択し、その光軸に合うように凹部１７０を加工する。このような加工手順を経ることにより、レンズ２１の光軸と傾斜面１７１の光軸とをより高精度に合わせ易くなる。

換言すれば、導光部保護層１６１、導光部１０および導光部保護層１６２の積層体と、その上面に積層されたレンズシート２と、の積層体２０’は、適切な焦点距離のレンズ２１を選択しそれに合わせて凹部１７０が加工されることによって、レンズ２１と傾斜面１７１とが高い光結合効率で接続されたレンズ付き光導波路２０を製造可能な製造中間体となり得る。
なお、図１に示すレンズ付き光導波路２０の製造方法は、上記方法に限定されない。

また、図１１には、説明の便宜上、レンズ２１１、レンズ２１２およびレンズ２１３の全てを選択し、その光軸に合わせて凹部１７０が加工されている状態を破線にて示している。

＜電子機器＞
上述したような本発明の光モジュールは、光素子と光導波路との光結合効率が高いため、高品質の光通信を行うことが可能である。したがって、本発明の光モジュールを備えることにより、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器（本発明の電子機器）が得られる。

本発明の光モジュールを備える電子機器としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類が挙げられる。これらの電子機器では、いずれも、内部において大量のデータが高速で伝送される。したがって、このような電子機器が本発明の光モジュールを備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が期待できる。

また、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。

以上、本発明のレンズ付き光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、本発明のレンズ付き光導波路、光電気混載基板および光モジュールは、それぞれ、前記各実施形態に対して任意の構造物が付加されたものであってもよい。

１ 光導波路
２ レンズシート
３ 電気基板
４ 光素子
５ 接着部
１０ 導光部
１１ クラッド層
１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
１７ 光路変換部
１８ 凹部保護層
２０ レンズ付き光導波路
２０’ 積層体
２１ レンズ
２２ 支持部
２３ レンズ群
３１ 絶縁性基板
３２ 電気配線
３３ 貫通孔
３４ 凹部
４０ 素子本体
４１ 受発光部
４２ バンプ
１００ 光電気混載基板
１４１ コア部
１４２ コア部
１４３ コア部
１６１ 導光部保護層
１６２ 導光部保護層
１７０ 凹部
１７１ 傾斜面
１７２ 傾斜面
１７３ 直立面
１７４ 直立面
１８１ 基層
１８２ 粘接着層
２１１ レンズ
２１２ レンズ
２１３ レンズ
２３１ レンズ群
２３２ レンズ群
２３３ レンズ群
１０００ 光モジュール
１７０１ 光路変換部
１７０２ 光路変換部
１７０３ 光路変換部
Ｐ 光路

Claims (10)

1. コア部と、前記コア部の光路を変換する光路変換部と、を備え、層状をなす光導波路と、
   前記光導波路の一方の面側に設けられ、互いに焦点距離の異なる少なくとも２つの凸レンズである第１レンズおよび第２レンズと、前記第１レンズおよび前記第２レンズを支持する支持部と、を備えるレンズ部と、
   を有し、
   前記第１レンズおよび前記第２レンズのいずれか一方が、前記光路変換部を介して前記コア部と光学的に接続されていることを特徴とするレンズ付き光導波路。
2. 前記レンズ部は、前記第１レンズおよび前記第２レンズを含むレンズ群を複数備えている請求項１に記載のレンズ付き光導波路。
3. 前記レンズ群は、前記第１レンズと前記第２レンズとが並ぶ方向とは異なる方向に沿って配列されている請求項２に記載のレンズ付き光導波路。
4. 前記支持部の厚さは、前記第１レンズの厚さおよび前記第２レンズの厚さよりも薄い請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレンズ付き光導波路。
5. 第１コア部と、前記第１コア部と並列する第２コア部と、前記第１コア部またはその延長線上に設けられ前記第１コア部の光路を変換する第１光路変換部と、前記第２コア部またはその延長線上に設けられ前記第２コア部の長手方向において前記第１光路変換部とずれて設けられている第２光路変換部と、を備え、層状をなす光導波路と、
   前記光導波路の一方の面側に設けられ、前記第１光路変換部を介して前記第１コア部と光学的に接続されている凸レンズである第１レンズと、前記第２光路変換部を介して前記第２コア部と光学的に接続され前記第１レンズとは焦点距離が異なる凸レンズである第２レンズと、前記第１レンズおよび前記第２レンズを支持する支持部と、を備えるレンズ部と、
   を有することを特徴とするレンズ付き光導波路。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレンズ付き光導波路と、
   電気回路を備え、前記光導波路の一方の面側に設けられている電気基板と、
   を有することを特徴とする光電気混載基板。
7. 前記電気基板は、前記第２レンズに接するように、前記レンズ部に積層されている請求項６に記載の光電気混載基板。
8. 前記電気基板は、さらに、凹部または貫通孔を備えており、
   前記第２レンズが前記凹部または前記貫通孔に挿入されるように前記レンズ付き光導波路と前記電気基板とが配置されている請求項６に記載の光電気混載基板。
9. 請求項６ないし８のいずれか１項に記載の光電気混載基板と、
   前記電気基板に設けられ、前記電気回路と電気的に接続されているとともに、前記第１レンズと光学的に接続されている光素子と、
   を有することを特徴とする光モジュール。
10. 請求項９に記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器。

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