JP4984354B2 - Optical communication connection device and optical communication method - Google Patents

Optical communication connection device and optical communication method Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信接続装置及び光通信方法に関し、特に光ファイバーを用いたコネクタによる接続方式に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報化社会の進展にともない、光通信の分野は急速に進展している。
光通信分野においては、高転送レート化、データの多重化などをはじめとして、高機能化のために急速な進展が実現された。
一般家庭などへの光通信の普及、すなわち、ブロードバンドネットワーク化を目的とし、光通信の分野においても低コスト化が望まれている。
【０００３】
光ファイバーには大きく分けて、信号の劣化が少なく高転送レートで長距離の信号電送を可能であり高コストのガラス製の光ファイバーと、近距離しか信号を伝送できないが低価格のプラスティック製光ファイバー（ＰＯＦ）の２つに分類することが可能である。
現時点における光ファイバーのコストが高いのは、高性能のガラス製光ファイバーのコストが高いことの要因の他に、光ファイバーの実装コストが高いことによる要因もある。
【０００４】
図１４は、従来の光ファイバーを実装するための光結合装置の構成を示す斜視図である。
光ファイバー実装基板１００に、レンズ用凹部１０１および光ファイバー用溝１０２が設けられ、それぞれの場所にボール形状のレンズ１０３および光ファイバー４が配設され、光学素子基板１０４に設けられた発光素子あるいは受光素子などの光学素子面１０５と光ファイバー４との光学的結合がなされている。
【０００５】
上記の光結合装置において、光学レンズとしてボール形状のレンズ１０３が用いられており、個々の光ファイバー４と個々の光学素子面１０５は、簡単に位置決めして配列することが可能であるが、ボール形状のレンズ１０３は、その形状がボール状であるために取り扱いが容易でないことから、その形状に対応したレンズ用凹部１０１などを予め形成した光ファイバー実装基板１００に対して配設される。
ここで用いられる凹部や溝が形成された光ファイバー実装基板は、異方性エッチングなどが可能であるシリコン基板などが用いられており、これが高コストであるため、光ファイバーの実装コストが高いことの要因の１つとなっているものである。
【０００６】
上記の光ファイバーの実装コストを抑制するために、上記のボール形状のレンズを用いない次に説明するような光結合装置も知られているが、これらは別の問題を有することになる。
図１５は、拡散現象などにより形成された光学レンズを用いて、光ファイバーと、半導体レーザ、発光ダイオードおよび面発光型の半導体レーザなどの発光素子を光学的に結合する光結合装置の概略構成を示す模式図である。
【０００７】
発光素子２ａとしては、発光素子基板２０に発光ダイオード部２２あるいは半導体レーザや面発光型の半導体レーザなどの発光部が設けられる。
光学レンズ１ａは、レンズ基板１０に拡散現象により形成された光学レンズとなる凸部１１を有する。
光ファイバー４は、コア部４０の外周部にクラッド部４１が設けられる構成である。
そして、これら発光素子２ａ、光学レンズ１ａ、光ファイバー４がそれぞれ所定の位置に配置されており、光学レンズ部１１により、発光素子２ａの発光ダイオード部２２から出射された光Ｌを光ファイバー４の端面である光入射部に結合させるようにしている。
【０００８】
この場合の光学レンズの凸部１１のように、光学レンズを拡散現象により形成する場合には、一般に屈折率上昇率がすくないので、高い開口数（ＮＡ）を有する光学レンズを得ることが困難である。
例えば、ニオブ酸リチウム基板にＴｉを拡散させた場合においては、屈折率の上昇量は４％程度であるために、ＮＡは０．１程度の光学レンズしか形成することができない。
【０００９】
従って、図１５に示すように、発光素子２ａの発光ダイオード部２２から出射された光を光ファイバー４の端面の光入射部に投影するためには、発光ダイオード部２２と光学レンズとの距離を空けなくてはならない。このため、発光ダイオード部２２から出射した光の一部しか集光できないこととなってしまう。即ち、破線で示す全光ＬW の内の実線で示す一部の光Ｌしか利用されていない。
そして、光学レンズにより集光できなかった光が隣の光ファイバーなどに入射してしまうことによる信号のクロストークを抑える必要があるので、その光学経路中にアパーチャーが形成されている光吸収マスクＡＭなどを形成して吸収させる必要がある。
従って、このように低いＮＡの光学レンズを用いた場合においては、光ファイバーの光を有効に利用することができないという欠点が存在する。
【００１０】
また図１６は、光学レンズを用いずに、光ファイバーと、発光素子（例えば半導体レーザ、発光ダイオード、面発光型の半導体レーザなど）を光学的に結合する光結合装置の概略構成を示す模式図である。
【００１１】
この場合、発光素子アレイ２としては、発光素子基板２０に、複数個の発光部として発光ダイオード部（２２ａ，２２ｂ）が設けられる。もちろん半導体レーザや面発光型の半導体レーザなどが発光部として用いられる場合もある。
複数本の光ファイバー（４ａ，４ｂ）は、コア部４０の外周部にクラッド部４１が設けられた構造とされる。
そして発光素子アレイ２に対して複数本の光ファイバー（４ａ，４ｂ）を所定の位置に配置し、発光素子アレイ２の各発光ダイオード部（２２ａ，２２ｂ）から出射された光Ｌを光ファイバー（４ａ，４ｂ）の端面である光入射部に結合させる。
【００１２】
しかしながら、各発光ダイオード部（２２ａ，２２ｂ）から出射した光は広がり角を有しているので、光ファイバー（４ａ，４ｂ）端面での反射光ＬR は隣あるいはさらにその隣の光ファイバーに入射する可能性が高く、信号のクロストークの原因となってしまうとともに、光の利用効率を高くすることが容易ではない。
【００１３】
一方、光ファイバーを光の出射側に用いた場合も同様の問題が生じている。
図１７は、拡散現象などにより形成された光学レンズを用いて、光ファイバーと、フォトダイオードなどの受光素子を光学的に結合する光結合装置の概略構成を示す模式図である。
受光素子５ａは、受光素子基板５０にフォトダイオード部５１などの受光部が設けられる。
光学レンズ１ａは、レンズ基板１０に拡散現象により形成された光学レンズとなる凸部１１を有する。
光ファイバー４は、コア部４０の外周部にクラッド部４１が設けられた構造とされる。
そして受光素子５ａ、光学レンズ１ａ、光ファイバー４を所定位置に配置し、光学レンズとなる凸部１１により、光ファイバー４の端面である光出射部から出射された光Ｌを受光素子５ａのフォトダイオード部５１に結合させる。
【００１４】
上述したように、拡散現象により形成した光学レンズはＮＡが小さいため、図１７に示すように、光ファイバー４から出射された光を受光素子５ａのフォトダイオード部５１に投影するためには、光ファイバー４と光学レンズとの距離を空けなくてはならないので、光ファイバー４から出射した光の一部しか集光できないこととなってしまう。
即ち、破線で示す全光ＬW の内の実線で示す一部の光Ｌしか利用されておらず、光学レンズにより集光できなかった光が隣の受光部などに入射してしまう信号のクロストークを抑える必要があるので、その光学経路中にアパーチャーが形成されている光吸収マスクＡＭなどを形成して吸収させる必要がある。
従って、上記図１５で説明した場合と同様に、低いＮＡの光学レンズを用いた場合においては、光ファイバーの光を有効に利用することができない。
【００１５】
また、図１８は、光学レンズを用いずに、光ファイバーと、フォトダイオードなどの受光素子を光学的に結合する光結合装置の概略構成を示す模式図である。
受光素子アレイ５は、受光素子基板５０に複数個のフォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ）などの受光部が設けられる。
複数本の光ファイバー（４ａ，４ｂ）は、コア部４０の外周部にクラッド部４１が設けられた構造とされる。
そして受光素子アレイ５に対して複数本の光ファイバー（４ａ，４ｂ）を所定の位置に配置し、光ファイバー（４ａ，４ｂ）の端面である光出射部から出射された光Ｌが受光素子アレイ５の各フォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ）に結合させる。
【００１６】
しかしながら、光ファイバー（４ａ，４ｂ）端面から出射した光は広がり角を有しているので、各フォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ）での反射光ＬR は隣あるいはさらにその隣の光ファイバーや受光部に入射する可能性が高く、信号のクロストークの原因となってしまうとともに、光の利用効率を高くすることが容易ではない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来技術の欠点に鑑みて、本出願人は先に、コストの抑制が可能で、光の利用効率を高めることが可能である、狭い配列ピッチに対応したマルチ光ファイバー結合装置を提案した（特願２００１−３５８２７号）。
ここで、光ファイバーを用いたコネクタの接続方式を考えると、以下のような問題が生じている。
【００１８】
現状の民生用の電子機器においける光ファイバーを用いたコネクタの接続方式は通常、半導体レーザ、ＬＥＤ、フォトディテクタなどの光電変換素子と、光ファイバーとの間が取り外しできるようにされている。
つまり光ファイバーの端部がコネクタとされ、電子機器におけるコネクタ受部において光電変換素子が配置され、コネクタの着脱により、光電変換素子と光ファイバーとの間で着脱可能となる。
【００１９】
この場合当然ながら、このコネクタ接続方式における許容される位置合わせ精度は、光ファイバーから出射される光がフォトディテクタに入射するための位置合わせ精度、あるいは、半導体レーザ、ＬＥＤなどの発光素子から出射した光が光ファイバーに結合するための位置合わせ精度が必要となる。
【００２０】
ここで、光ファイバーの本数がマルチになり、狭いピッチに複数配列された場合を考えると、コネクタ部分においては、特に厳しい位置合わせ精度が必要となり、コネクタ部品に厳しい作製精度が要求される。
また上記精度要求により、コネクタとコネクタ受部の間の機械的なクリアランスも狭くせざるを得ないことから、容易に着脱することのできなくなることが危惧される。
さらには、コネクタの差込み深さも厳しく制限されることとなるのでコネクタ内へのゴミ混入等の可能性も高くなる。コネクタ内にゴミが混入されてしまうと、光ファイバーから出射される光がフォトディテクタに入射する光量の低下、あるいは半導体レーザ、ＬＥＤなどの発光素子から出射した光が光ファイバーに結合する光量の低下が生じることとなり、伝送される信号が劣化するおそれもある。またこのような場合に、ゴミをふき取ることによって光学的特性を悪化させることもあるため、容易に対応できない。
【００２１】
つまり、光ファイバーのコネクタ部分に関しては、もともと高い位置合わせ精度が必要とされ、その製造が容易ではなかったが、特に狭い配列ピッチに対応したマルチ光ファイバー結合装置などにおいてコネクタによる着脱可能な接続構成を実施しようとすると、そのコネクタ接続部分の製造の困難性等、上記の問題が生ずるものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような問題点に鑑みて、光通信接続装置として新規な光ファイバーのコネクタ構造を提案し、コネクタ部分の製造の容易化、良好な着脱性の維持、ゴミ混入可能性への対応などを実現して、例えば一般家庭環境などにおいて実用上十分に使用可能な光通信接続装置、又は光通信方法を実現することを目的とする。
【００２３】
このため本発明の光通信接続装置は、複数の光ファイバーの端部が固定されるとともに、上記各光ファイバーの端部に対応して複数の光学レンズ部が配列された光学レンズ手段と、上記複数の光学レンズ部に対応して複数の光電変換素子が配列された変換素子手段と、上記各光電変換素子に対応する電気信号の入力又は出力を行う複数の電極とを有し、上記各電極部分において所定の電子機器に対する電気的な接続及び切り離しが行われる状態で、上記電子機器に対して着脱可能なコネクタとして形成されているようにする。
【００２４】
また本発明の光通信方法は、複数の光ファイバーの端部が固定されるとともに、上記各光ファイバーの端部に対応して複数の光学レンズ部が配列された光学レンズ手段と、上記複数の光学レンズ部に対応して複数の光電変換素子が配列された変換素子手段と、上記各光電変換素子に対する電気信号の入力を行う複数の電極と、を有するコネクタとして形成されている光通信接続装置に対して、光伝送により送信する情報に対応した電気信号を、上記電極に供給して上記各光電変換素子に上記送信する情報に対応する発光動作を実行させ、発光された光を上記各光学レンズ部を介して上記各光ファイバーの端部に結合させることで、上記送信する情報を、上記各光ファイバーにより光伝送させるようにする。
【００２５】
また本発明の光通信方法は、複数の光ファイバーの端部が固定されるとともに、上記各光ファイバーの端部に対応して複数の光学レンズ部が配列された光学レンズ手段と、上記複数の光学レンズ部に対応して複数の光電変換素子が配列された変換素子手段と、上記各光電変換素子からの電気信号の出力を行う複数の電極と、を有するコネクタとして形成されている光通信接続装置により、上記各光ファイバーにより伝送されてきた光が、上記各光学レンズ部を介して上記各光電変換素子に結合され、上記各光電変換素子が結合されたされた光に応じた電気信号を出力する場合に、上記各光電変換素子から出力される電気信号を上記電極から得ることで、上記各光ファイバーにより光伝送されてきた情報を受信するようにする。
【００２６】
また、これらの光通信接続装置、光通信方法においては、上記変換素子手段は、上記各光電変換素子が基板上に配列形成されている。
また、上記光電変換素子は半導体レーザ、又は発光ダイオード、又は面発光型の半導体レーザ、又はフォトダイオードであるとする。
上記光学レンズ手段の上記各光学レンズ部は、レンズ基板上で凸形状に形成された凸レンズである。
上記光学レンズ手段は、上記各光学レンズ部が形成されているレンズ基板に、アパーチャが設けられた光吸収体が形成されている。
上記光学レンズ手段は、レンズ基板の平坦な面上に凸形状の上記各光学レンズ部が配列して形成されている。
この場合、上記光学レンズ手段は、凸形状の上記各光学レンズ部と上記レンズ基板の上記平坦な面との境界部に溝が形成されている。
【００２７】
また上記光学レンズ手段は、光学材料よりなるレンズ基板上に、所定の光学レンズ部のパターンを有する複数個の光学レンズ部の形状に対応する複数個のマスク層を形成し、上記各マスク層と上記レンズ基板をエッチング、例えばドライエッチングにより同時に除去することで、上記各マスク層の形状を上記レンズ基板に転写し、複数個の光学レンズ部の形状としたものとする。
この場合、上記光学レンズ手段は、上記複数個のマスク層を形成した後、熱処理を行うことにより上記各マスク層の形状を表面積が小さくなるように変形させて形成したものとする。
熱処理の温度は、上記マスク層の材料のガラス転移温度よりも高い温度とする。又は、上記マスク層の材料の炭化温度よりも低い温度とする。又は上記マスク層の材料の室温よりも高い温度とする。
また、上記光学レンズ手段は、上記マスク層の材料として感熱性材料を露光および現像することで、上記所定の光学レンズ部のパターンを有する複数個の光学レンズ部の形状に対応するようにしたものとする。
【００２８】
これらのような本発明によれば、光通信接続装置の内部において、半導体レーザやフォトダイオード等の光電変換素子から光ファイバの間が光学的に結合されているが、この光学経路途中でコネクタ着脱が行われるものではない。従って光学経路上での位置合わせ精度要求は、コネクタによる着脱に要求される位置精度とは無関係となる。
そしてコネクタと電子機器の間は、あくまで電極により電気的に接続されるため、当該電極接触のための比較的緩やかな位置精度が要求されるのみとなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各種の実施の形態について、特にそのコネクタ構造を中心に、図面を参照しながら説明していく。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施形態に係る光通信接続装置の概略構成を示す模式図である。
コネクタ８０は、複数の光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の端部において形成され、光通信を行う電子機器のコネクタ受部９０に対して着脱可能なものとされる。
そして、この第１の実施の形態の場合は、電子機器のコネクタ受部９０にコネクタ８０が接続されていることで、他の機器に対して所要の送信データを光ファイバー４ａ〜４ｄにより送信できるものである。
【００３１】
なお各実施の形態では、４本の光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を図示し、それに対応する構成を説明していくが、これは説明上の一例に過ぎない。
即ちマルチ光ファイバーとして、何本の光ファイバーが配されてもよく、コネクタ８０及びコネクタ受部９０の構成は、光ファイバーの本数に応じて適宜変更されるものである。
またコネクタ８０及びコネクタ受部９０の形状、サイズ、着脱のための係止機構／係止解除機構等については言及しないが、これらはどのようなものであってもよい。
【００３２】
コネクタ８０の内部には、光学レンズアレイ１、発光素子アレイ２が設けられ、またコネクタ８０からは電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）がコネクタ受部９０側に向かって表出するように配置されている。
コネクタ受部９０側では、電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）にそれぞれ対応して電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）が形成されており、つまりコネクタ８０がコネクタ受部９０に接続されることで、電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）のそれぞれに対して電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）のそれぞれが接触し、電気的に接続されることになる。
【００３３】
発光素子アレイ２は、同一の発光素子基板２０に複数個（図面上４個）のファブリペロー型の半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）が設けられている。
光学レンズアレイ１は、複数個（図面上４個）の光学レンズを構成する凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）が光学材料よりなるレンズ基板１０の一方の面１０ａにおいて、各半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）に対応するように配列して形成されている。
光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）は、コア部４０の外周部にクラッド部４１が設けられた構造とされる。
そして、コネクタ８０の内部では、各半導体レーザ部（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）に対して、光学レンズを構成する各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）、及び各光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）が、それぞれ所定の位置状態で配置される。
【００３４】
光学レンズアレイ１の各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は光学レンズとして機能し、発光素子アレイ２における対応する各半導体レーザ部（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）から出射された各光Ｌが、対応する光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の端面である光入射部に結合される。
【００３５】
また、電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）と半導体レーザ部（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）の間は、図４で後述するが、半導体レーザ部（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）を発光駆動するための電気的回路構成が採られている。
【００３６】
ここでまず、本例のコネクタ８０内に配される光学レンズアレイ１について、その構造及び製造方法について説明しておく。
図２（ａ）は、光学レンズアレイ１の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）中のＢ部の拡大断面図である。
光学レンズアレイ１は、溶融石英や等方性の酸化シリコンなどの光学材料からなり、平坦な表面を有するレンズ基板１０の一方の面１０ａに、複数個の光学レンズとして機能する凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）がレンズ基板１０と一体にそれぞれ設けられている。
【００３７】
この光学レンズアレイ１において、各光学レンズとして機能する凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は、例えば曲率が１００μｍ程度、高さが例えば２０〜２５μｍ程度であり、各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）とレンズ基板１０の境界は略円形状であって、その直径は例えば１００μｍ程度であり、各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）のピッチは例えば１２５μｍ程度である。
【００３８】
また、この光学レンズアレイ１においては、図２（ｃ）に示すように、レンズ基板１０と光学レンズとなる各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の略円形状の境界に沿って溝Ｔが形成されている。
溝Ｔが形成されていることにより、レンズ基板１０上において各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の位置確認が非常に容易となる。
また平坦な表面を有するレンズ基板１０上に各光学レンズとなる凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）が設けられていることも、コネクタ８０の組み立て時における位置合わせを容易にしている。
【００３９】
光学レンズアレイ１の製造方法について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、溶融石英や等方性の酸化シリコンなどの光学材料からなるレンズ基板１０の平坦な表面上に、例えばスピン塗布などにより、感光性材料であるフォトレジスト膜からなるマスク層ＭＳを、例えば２０μｍなどの所定の膜厚で成膜する。
【００４０】
次に、図３（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー工程により、露光および現像を行って、１か所のレンズ形成領域あたり、例えば直径が１００μｍ程度の円形状の範囲のレジスト膜を１２５μｍ程度のピッチで残すようにパターン化して、図面上４つのマスク層（ＭＳａ，ＭＳｂ，ＭＳｃ，ＭＳｄ）とする。
【００４１】
次に、図３（ｃ）に示すように、例えば１２０℃で３０分の熱処理を施し、マスク層の形状を表面積が小さくなるように変形させ、表面が曲面となっているマスク層（ＭＳａ’，ＭＳｂ’，ＭＳｃ’，ＭＳｄ’）とする。
【００４２】
次に、図３（ｄ）に示すように、例えばレンズ基板１０とマスク層（ＭＳａ’，ＭＳｂ’，ＭＳｃ’，ＭＳｄ’）に対する選択比が略同等となる条件の、例えば、ＮＬＤ(Magnetic Neutral Loop Discharge Plasma)装置（参考文献：H.Tsuboi, M.Itoh, M.Tanabe, T.Hayashi and T.Uchida: Jpn. J. Appl. Phys.34(1995),2476）という高密度プラズマ源を用いたプラズマエッチング処理を用いたリアクティブエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチング処理などにより、マスク層（ＭＳａ’，ＭＳｂ’，ＭＳｃ’，ＭＳｄ’）とレンズ基板１０を同時にエッチング除去して、マスク層（ＭＳａ’，ＭＳｂ’，ＭＳｃ’，ＭＳｄ’）の形状をレンズ基板１０に転写し、４個の光学レンズとなる凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）とする。
【００４３】
上記のようにして形成された４個の光学レンズとなる凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は、曲率が１００μｍ程度、高さが例えば２０〜２５μｍ程度であり、各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）とレンズ基板１０の境界は略円形状であって、その直径は例えば１００μｍ程度とすることができる。また、各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）のピッチを例えば１２５μｍ程度とすることができる。
【００４４】
また、上記の光学レンズアレイの製造方法によれば、金型が不要であり、光学レンズを一度に大量に作製することができる。
上述した図３（ｄ）の加工工程においては、高密度プラズマ源を用いたプラズマエッチング装置としてＮＬＤ装置を用いた例を示したが、本発明においては、ＮＬＤ装置のほかＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)装置（参考文献：J.Hopwood, Plasma Source Sci. & Technol.1(1992)109. およびT.Fukasawa, A.Nakamura, H.Shindo and Y.Horiike: Jpn. J. Appl. Phys.33(1994)2139 ）を用いた高密度プラズマ源を用いたプラズマエッチング装置などを用いることも可能である。
【００４５】
上記の熱処理温度とマスク層材料（レジスト膜）のガラス転移点との関係について、以下に説明する。
上記の工程において、フォトレジスト膜などからなるマスク層の表面を、熱処理により光学的になめらかな面となる程度に丸くさせるには、熱処理温度をマスク層材料のガラス転移点よりも高くすることが好ましい。
例えば、熱処理温度をガラス転移温度よりも４０℃以上高く設定することで、１時間以内にマスク材料を丸く変形させることができるので、高効率の製造を行うことができる。
【００４６】
さらには、ドライエッチングなどの製法によりマスクの形状を光学レンズに形成しようとする場合には、上述したように熱処理後のマスク層材料が変質していないことが必要であることから、熱処理温度をマスク層材料の炭化温度よりも低くするなど、熱処理温度がマスク層材料が変質しない温度であるという条件が必要となる。変質が生じると、マスク材料のエッチングレートが不均一になってしまうので、マスク材料の形状に対応する形状を基板に転写させるときに、形状が乱れてしまうことになる。
例えば、２００℃以上の熱処理を行うとマスク材料が変質してしまう（いわゆる焼けつき）を起こしてしまうが、例えば１１０〜１５０℃の範囲の熱処理を行うことにより上記の変質を回避することができる。
【００４７】
また、マスク層が形成された状態で基板を保持している間にマスク層が変形してしまうと、プロセスの再現性が容易でなくなるので、マスク層材料のガラス転移点は、保存温度（室温）よりも高いことが好ましい。
さらに、ドライエッチング工程中にマスク層が変形してしまうとプロセスの再現性が容易でなくなるので、マスク層材料のガラス転移点は、加工プロセス温度（室温付近）よりも高いことが好ましい。
【００４８】
ここで、上記の熱処理において、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、熱処理前後でのレンズ基板１０とマスク層（ＭＳａ〜ＭＳｄ，ＭＳａ’〜ＭＳｄ’）の境界Ｍの位置は変動しておらず、従って、境界Ｍの位置は感光性材料であるマスク層を露光する際に用いるフォトマスクにより規定される。
露光用フォトマスクは光学レンズのサイズに対して非常に高精細に制御されて形成されており、従って光学レンズの位置をきわめて高精度な位置に形成することができる。
【００４９】
また、上記のようにして形成される光学レンズアレイの光学レンズとなる凸部の高さは、マスク層材料（レジスト膜）の膜厚により規定することができ、光学レンズの曲率はマスク層材料（レジスト膜）の径や膜厚などから規定することができる。
従って、従来の配列が可能な光学レンズに比較して、集光性能が高く、ＮＡの高いレンズとすることができる。
【００５０】
また、光学レンズアレイとしては、個々の光学レンズとなる凸部の間隔（ピッチ）が設計上重要となるが、本実施形態においては、図３（ｂ）に示すマスク層（ＭＳａ〜ＭＳｄ）のパターン形成におけるマスク層の間隔（ピッチ）が、そのまま、図３（ｃ）における熱処理後の表面が曲面となったマスク層（ＭＳａ’〜ＭＳｄ’）の間隔（ピッチ）として、さらに図３（ｄ）におけるエッチング処理後に得られる光学レンズとなる凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の間隔（ピッチ）として保存される。
即ち、個々の光学レンズの間隔（ピッチ）を露光用フォトマスクにより規定することができ、光学レンズ同士の相互の位置を高精度に制御して形成することができる。
【００５１】
また、上記のドライエッチング処理において、レンズ基板１０と光学レンズとなる凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の境界に沿って溝Ｔが形成されることになる。
以下に、溝Ｔが形成される原理を簡単に説明する。
熱処理工程において基板とマスク層との境界が移動せず、マスク層材料はその表面積が少なくなるように変形することから、図３（ｃ）に示すように、その断面が略半円形状となる。即ち、マスク層（ＭＳａ’，ＭＳｂ’，ＭＳｃ’，ＭＳｄ’）とレンズ基板１０の接触位置においては、加工される材質が異なることに加えて、マスク層（ＭＳａ’，ＭＳｂ’，ＭＳｃ’，ＭＳｄ’）表面の傾斜角度が最大となる。
このため、ドライエッチング工程において、加工に寄与するプラズマ密度の不連続が生じ、境界Ｍ近傍におけるレンズ基板１０に対して上記の溝Ｔが形成されることになる。
このようにして作製した光学レンズは、溝Ｔが形成されているので、上述したように光学レンズ（凸部）の位置確認が非常に容易となっている。
【００５２】
本実施の形態に係るコネクタ８０の内部では、レンズ基板１０上に光学レンズとなる凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）が配列した光学レンズアレイ１用いて、発光素子である半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）から出射される光を光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と結合させることができる。
これにより、図１４で説明したようなボールレンズを用いる場合において使用していた凹部および溝が形成された光ファイバー実装基板を用いる必要がなくなって、部品点数を減らせることができる。高価な部品である光ファイバー実装基板自体を使用しないことと、部品数を減らすことにより、光結合装置としての低コスト化が可能となる。
【００５３】
また、上述の方法により作製された光学レンズアレイ１は、高ＮＡの光学レンズがレンズ基板１０上に配列されたものとすることができる。
この場合、高ＮＡの光学レンズであり、ボールレンズのように高い集光特性にて発光素子から出射される光を光ファイバーと結合させて、光の利用効率を高めることが可能である。また、この高ＮＡの光学レンズが集積されているので、クロストークの問題を発生させることなく、狭いピッチにて配列を行うことができる。
【００５４】
また、上述の方法により作製された光学レンズアレイ１は、レジスト膜であるマスク層の露光現像工程がレンズ基板上における光学レンズの位置を決定する工程となり、光学レンズの配列を高精度に位置決めすることが可能である。
従って、光学レンズと発光素子の配列ピッチを一致させることが容易であり、複数の発光素子や複数の光ファイバーなどに対して、複数の光学レンズを同時に容易かつ高精度に位置合わせすることができる。
また、複数の発光素子や複数の光ファイバーなどを光学的に結合させるにもかかわらず、工程数を増加させないで組立を行うことができることとなる。
【００５５】
また、従来のボールレンズを基板上に形成された孔に配列し、光ファイバーを基板上に形成された溝に配列する方法においては、接着剤の塗布などを行うための作業空間や、ボールレンズなどをクランプするための作業空間が必要であったが、本実施の形態の光結合装置においては、レンズ基板上に配列された光学レンズは、レジスト膜のマスク層を用いた露光現像工程を用いて配列されているので、従来必要であった作業空間を設ける必要がなく、より狭いピッチでの配列が可能となる。
【００５６】
即ち、本実施の形態の、コネクタ８０の内部に形成される光結合構造によれば、光学レンズアレイ１を用いることで、光結合のための部品数を減らしてコストの抑制が可能である。
特に、光学レンズアレイ１としてレンズ基板１０上に、所定パターンのマスク層を形成し、熱処理により表面積が小さくなるように変形させ、マスク層とレンズ基板をエッチングにより同時に除去する方法で形成した高ＮＡの光学レンズアレイを用いているので、光の利用効率を高めることが可能である。
【００５７】
上述したように本例では、コネクタ８０に電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）が配されており、これがコネクタ受部９０の電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）と接触することで、光ファイバ（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）と電子機器が接合される。
これをより詳細にいえば、本例では、コネクタ８０の内部において、上述した構成によって半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）から光ファイバ（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）までが光学的に結合されている。
そして電子機器（コネクタ受部９０）から半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）の間が電気的に接続されるものとなる。
【００５８】
コネクタ８０の内部における、半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）と、電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）の間の電気的な接続構成例を図４に示す。
電極８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄは、それぞれ半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各アノードに接続されている。
そして半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各カソードは電極８１ｅに接続される。
【００５９】
つまり、電子機器（コネクタ受部９０）の電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄからは、各半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄをそれぞれ発光駆動する電流ＩLD1、ＩLD2、ＩLD3、ＩLD4が出力され、電極８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄを介して、各半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに供給される。
また電極８１ｅ及び９１ｅは、コモン電極（共通電極）とされ、例えば電子機器内のグランドラインに接続される。
つまり電子機器側は、発信したい信号をに対応する電気信号としての電流ＩLD1、ＩLD2、ＩLD3、ＩLD4を発光素子である各半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに与えて発光させ、光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に導波させる光量の時間的変化（信号）を為すことで、他の機器に対してデータ送信を行うものである。
【００６０】
なお、この例においては、共通電極８１ｅ，９１ｅを有する構成としたので、電極の数を少なくした例であるが、電極を共通にすることは必ずしも必要ではない。
【００６１】
また、図示しないが当該第１の実施の形態としての構成は、発光素子として半導体レーザを用いているが、半導体レーザに代えて、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることも可能である。ＬＥＤを用いた場合におては、発光素子に半導体レーザを用いた場合に比較して、素子の作製が容易であることからコストダウンをはかることができる。
【００６２】
本実施の形態によれば、通信速度は、各発光素子が生成し各光ファイバーを伝搬する信号の通信速度が、コネクタ８０に配される光ファイバーおよび発光素子の数に応じて増やされることとなる。
すなわち、図１〜図４に示した構成により、例えば各発光素子（半導体レーザ等）が30Mbpsの信号を生成し、各光ファイバーに30Mbpsの信号を伝搬させることができるとして、８個の発光素子により光信号が生成され対応した光ファイバーに信号が伝搬させられるとすると、240Mbpsの通信速度を有する通信装置となる。すなわち、複数の光学レンズ、および複数の光電気変換素子がそれぞれが１つの基板に形成されていることから、全体としての通信速度の向上が容易になされることとなる。
【００６３】
そして本実施の形態のように、伝搬させる信号のデータを生成する装置との着脱が電気式コネクタとして形成されているので、コネクタ８０とコネクタ受部９０の間の位置合わせ精度をゆるめることができる。
上述したように従来の光ファイバーを用いたコネクタの接続方式は、半導体レーザ、ＬＥＤ、フォトディテクタなどの光電変換素子と、光ファイバーとの間が取り外しできるようにされていた。つまり光学的な結合経路の途中を着脱可能していた。このためコネクタとコネクタ受部の間の位置合わせ精度は、光ファイバーと発光素子（又は受光素子）間での光結合のためにかなりの高精度が要求される。
しかしながら本例の場合は、電気的接続経路上で着脱されるものである。従って、電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）と、電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）のそれぞれが良好に接触できる程度に、コネクタ８０とコネクタ受部９０の間の位置合わせ精度が得られればよいものとなる。
これによって、コネクタ８０及び電子機器側のコネクタ受部９０としての部品の製造が非常に容易化されるものとなる。
特に本例のように狭い配列ピッチに対応したマルチ光ファイバーコネクタの場合、光学的には高度な位置精度要求があるが、それがコネクタ８０とコネクタ受部９０との間の位置精度要求に影響しないものとなるため、非常に好適である。
【００６４】
また精度要求が低下することで、コネクタ８０とコネクタ受部９０の接続時のクリアランスも適度に採ることができるようになるため、快適な着脱性を得ることも可能となる。
また、コネクタの差込み深さの制限も緩まることで、ゴミ混入等の防止も促進できる。
さらには本例の場合は電気式のコネクタであるので、従来の電気式コネクターと同様に扱うことができる。即ち、ゴミなどが付着した際に単純にふき取ることにより対応が可能である。
また、コネクタ８０又はコネクタ受部９０に付着したゴミの影響は光学経路に影響を及ぼすものではないため、伝送データとしての光量の低下などにより伝送信号の劣化ということも発生しない。
【００６５】
ところで、コネクタ８０の内部における、半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）と、電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）の間の電気的な接続構成例は図４以外にも各種考えられる。
例えば図５に他の例を示す。
【００６６】
この場合、コネクタ８０には電極８１ａ〜８１ｆが設けられ、またコネクタ受部９０には電極９１ａ〜９１ｆが設けられる。
電極８１ａは、半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各アノードに接続されている。
半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各アノードは、それぞれトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の各コレクタに接続される。
トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の各エミッタは、電極８１ｆに接続される。
電極８１ｂは、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ１のベースに接続される。
電極８１ｃは、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ２のベースに接続される。
電極８１ｄは、抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ３のベースに接続される。
電極８１ｅは、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ４のベースに接続される。
【００６７】
電子機器（コネクタ受部９０）の電極９１ａには電圧Ｖｃｃが印加されており、この電圧Ｖｃｃが、電極８１ａを介して半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各アノードに印加される。
また電極９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅには、各半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのそれぞれにより発信したい信号をに対応する電圧ＶLD1、ＶLD2、ＶLD3、ＶLD4が印加され、これらの電圧印加により、抵抗Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を介してトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４にベース電流が供給される構成となっている。
また電極８１ｆ及び９１ｆは、コモン電極（共通電極）とされ、例えば電子機器内のグランドラインに接続される。
【００６８】
つまり電子機器側からは、発信したい信号をに対応する電気信号としての電圧ＶLD1、ＶLD2、ＶLD3、ＶLD4を出力することで、対応する各トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４がオン（導通）／オフ（非導通）される。そしてトランジスタがオンとされる期間において、接続された半導体レーザに、電圧Ｖｃｃラインを電流源として電流が流れ、発光駆動されることになる。
従って、各半導体レーザ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、電圧ＶLD1、ＶLD2、ＶLD3、ＶLD4に応じて発光駆動され、これによって光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を介して、他の機器に対してデータ送信が行なわれる。
【００６９】
例えばこのような構成としてもよい。
なお、この例でも、共通電極８１ｆ，９１ｆを有する構成としたが、電極を共通にすることは必ずしも必要ではない。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
図６は、第２の実施の形態としての光通信接続装置の概略構成を示す模式図である。なお、コネクタ８０は、複数の光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の端部において形成され、光通信を行う電子機器のコネクタ受部９０に対して着脱可能なものとされること、及び、電子機器のコネクタ受部９０にコネクタ８０が接続されていることで、他の機器に対して所要の送信データを光ファイバー４ａ〜４ｄにより送信できるものであることは第１の実施の形態と同様である。
【００７１】
この場合、実質的に第１の実施形態に係る光結合装置と同様であるが、光学レンズアレイ１の形状が異なっている。
発光素子アレイ２は、同一の発光素子基板２０に複数個（図面上４個）のファブリペロー型の半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）が設けられる。
光学レンズアレイ１は、光学材料よりなるレンズ基板１０の一方の面１０ａに形成された凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と、他方の面１０ｂに形成された凸部（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）から構成される複数個（図面上４個）の光学レンズが、各半導体レーザ部（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）に対応するように配列されたものとされる。
そして、発光素子アレイ２、光学レンズアレイ１、および、コア部４０の外周部にクラッド部４１が設けられ各半導体レーザ部（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）に対応するように配列された複数本（図面上４本）の光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）が、それぞれ所定の位置に配置されている。
【００７２】
レンズ基板１０の一方の面１０ａに形成された凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と他方の面１０ｂに形成された凸部（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）から構成される光学レンズアレイ１の各光学レンズにより、発光素子アレイ２の対応する各半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）から出射された各光Ｌが対応する光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の端面である光入射部に結合される。
【００７３】
上記の光学レンズアレイ１は、先に図２に示した光学レンズアレイにおいて、レンズ基板１０の一方の面１０ａに形成された凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の他に、これに位置合わせをして他方の面１０ｂにさらなる凸部（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が形成されている形状である。
これは、上記第１の実施の形態に係る光結合装置に用いている光学レンズアレイの光学レンズと同様に高精度に形成されており、かつ、第１の実施の形態に係る光結合装置に用いている光学レンズアレイの光学レンズよりもさらに集光特性が高められて、高ＮＡとなっている。
【００７４】
この実施の形態に係る光学レンズアレイ１は、上述した第１の実施の形態に係る光学レンズアレイの形成方法におけるレンズ基板の片面に光学レンズを構成する凸部を形成する工程をレンズ基板に両面に対して２回繰り返すことにより形成することができる。
【００７５】
本例の光学レンズアレイ１を用いると、光学レンズの焦点距離を第１の実施の形態に係る光学レンズアレイより近い距離とすることができる。
即ち、光学レンズが形成されたレンズ基板１０と発光素子が形成された発光素子基板２０との距離、さらには光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の端面から発光素子基板２０までの距離を短くすることができる。これにより、コネクタ８０の内部の光結合装置の厚さ方向を薄くすることができるという利点を有する。
【００７６】
そしてこの場合、第１の実施の形態の場合と同様に、光学レンズアレイ１を用いることで、コネクタ８０内部での光結合装置の部品数を減らしてコストの抑制が可能である。
特に、光学レンズアレイ１としてレンズ基板上に、所定パターンのマスク層を形成し、熱処理により表面積が小さくなるように変形させ、マスク層とレンズ基板をエッチングにより同時に除去する方法で形成した高ＮＡの光学レンズアレイを用いているので、光の利用効率を高めることが可能である。
【００７７】
また、半導体レーザ（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）と電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）との間の電気的接続構成、及びコネクタ受部９０側の電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）での電気信号構成は、例えば図４で説明したとおりとすればよい。もちろん図５の構成でも良い。
そして、コネクタ８０とコネクタ受部９０は、電気的なコネクタとされることで、上述した第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７８】
＜第３の実施の形態＞
図７は、第３の実施の形態に係る光通信接続装置の概略構成を示す模式図である。
なお、コネクタ８０は、複数の光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の端部において形成され、光通信を行う電子機器のコネクタ受部９０に対して着脱可能なものとされること、及び、電子機器のコネクタ受部９０にコネクタ８０が接続されていることで、他の機器に対して所要の送信データを光ファイバー４ａ〜４ｄにより送信できるものであることは第１、第２の実施の形態と同様である。
【００７９】
この場合、発光素子アレイ２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を複数個配列したものであり、光学レンズアレイ１にアパーチャーが形成されている光吸収マスクＡＭが設けられている。
発光素子アレイ２は、同一の発光素子基板２０に複数個（図面上４個）の発光ダイオード部（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）が設けられる。
光学レンズアレイ１は、複数個（図面上４個）の光学レンズを構成する凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）が光学材料よりなるレンズ基板１０の一方の面１０ａに各発光ダイオード部（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）に対応するように配列して形成される。
そして、発光素子アレイ２、光学レンズアレイ１、および、コア部４０の外周部にクラッド部４１が設けられ各発光ダイオード部（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）に対応するように配列された複数本（図面上４本）の光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）が、それぞれ所定の位置に配置されている。
【００８０】
光学レンズアレイ１の各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は光学レンズとして機能し、発光素子アレイ２の対応する各発光ダイオード部（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）から出射された各光Ｌが対応する光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の端面である光入射部に結合される。
ここで、光学レンズアレイ１のレンズ基板１０には、光通過部分にアパーチャーが設けられた光吸収マスクＡＭが形成されており、このことを除いて、光学レンズアレイ１は図２に示した光学レンズアレイと同様の形状を有し、高ＮＡかつ高精度な光学レンズアレイであり、第１の実施の形態において説明した方法により形成可能である。
【００８１】
発光ダイオードを発光素子として用いた場合、発光素子自体がそれら発光素子を形成している発光素子基板の主面の法線方向に光が出射される特性を有していることから、フォトマスクを用いた露光現像工程を用いて形成されているので、それらの配列ピッチを一致させることが容易であり、組立工程は素子の個数が多くても工数を増加させないで組立を行うことができるという効果がある。
また、発光素子アレイが板状の部品であり、複数の光学レンズはフォトマスクを用いた露光現像工程を用いて形成されているので、光学レンズが形成されたレンズ基板と発光素子が形成されている発光素子基板との位置合わせはそれぞれの基板を平行に配置することで、ほぼ光学的な平行度をあわせることができるという効果を得ることができる。
【００８２】
また、発光ダイオードは、発光素子基板内において２次元の配列を行うことが可能であるので、上記第１の実施形態の場合に比較して、小型化、ファイバー数の増加（転送データの向上）などが容易に行えることとなる。
【００８３】
また、従来の光学レンズが複数配置された光学レンズアレイを用いた方法において、発光ダイオードを光源とする場合には、発光ダイオードは出射される光の広がり角が広かったために、集光特性がよくないことによる効率の低下、クロストークの増加が危惧されることからマルチ配列が困難であったが、本例の光結合装置においては、光学レンズの集光特性が高い（ＮＡが高い）ために、光の利用効率を高めた上で、比較的狭いピッチでの配列を可能にすることができる。
【００８４】
また、第１の実施の形態においては、発光素子としてファブリペロー型の半導体レーザを複数個配列した発光素子アレイが用いられているが、この場合と比較して、発光ダイオードを複数個配列した発光素子アレイを用いる場合は、発光素子アレイの作製コストが低く、また、製造時の歩留まりも高いので、一般家庭用の光結合装置に適している。
【００８５】
また、光学レンズアレイ１を構成するレンズ基板１０にアパーチャーが形成されている光吸収マスクＡＭが形成されており、部品点数の低減および実装工数の低減を達成しつつ、発光ダイオード（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）から出射した光が光ファイバーに入射するまでの間の光路中にアパーチャーが形成されている光吸収マスクを配置することにより、近接する光ファイバーの信号のクロストークをより低減させることができる。
【００８６】
以上のように、本例の場合のコネクタ８０の内部の光結合構造の場合も、光学レンズアレイを用いることで、光結合装置の部品数を減らしてコストの抑制が可能であり、また、高ＮＡの光学レンズアレイを用いているので、光の利用効率を高めることが可能である。
【００８７】
また、発光ダイオード（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）と電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）との間の電気的接続構成、及びコネクタ受部９０側の電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）での電気信号構成は、例えば図４で説明したとおりとすればよい。もちろん図５の構成でも良い。
そして、コネクタ８０とコネクタ受部９０は、電気的なコネクタとされることで、上述した第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８８】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態の説明においては、上記図７を流用する。
上記第３の実施の形態と異なることは、発光素子アレイ２０が、面発光の半導体レーザ（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）を複数個配列したものである点である。
この場合も、光学レンズアレイ１の各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は光学レンズとして機能し、発光素子アレイ２の対応する各面発光の半導体レーザ部（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）から出射された各光Ｌが対応する光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の端面である光入射部に結合される。
また、光学レンズアレイ１のレンズ基板１０には、第３の実施の形態に係る光学レンズアレイと同様に、アパーチャーが形成されている光吸収マスクＡＭが設けられている。
このような第４の実施の形態の場合も、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
＜第５の実施の形態＞
図８は、第５の実施形態に係る光通信接続装置の概略構成を示す模式図である。
コネクタ８０は、複数の光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の端部において形成され、光通信を行う電子機器のコネクタ受部９０に対して着脱可能なものとされる。
この第５の実施の形態の場合は、電子機器のコネクタ受部９０にコネクタ８０が接続されていることで、当該電子機器が、他の機器から光ファイバー４ａ〜４ｄにより送信されてきたデータを受信できるものとされる。
即ち、光出射側は光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）となり、光入射側がフォトダイオードを複数個配列した受光素子アレイ５となっている。
【００９０】
光学レンズアレイ１は、複数個（図面上４個）の光学レンズを構成する凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）が光学材料よりなるレンズ基板１０の一方の面１０ａに各光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）に対応するように配列して形成される。
受光素子アレイ５は、同一の受光素子基板５０に複数個（図面上４個）のフォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）が、各光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）に対応するように配列して設けられている。
そして、コア部４０の外周部にクラッド部４１が設けられて配列された複数本（図面上４本）の光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と、光学レンズアレイ１と、受光素子アレイ５が、コネクタ８０内部でそれぞれ所定の位置に配置されている。
【００９１】
光学レンズアレイ１の各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は光学レンズとして機能し、対応する光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）から出射された各光Ｌが受光素子アレイ５の対応する各フォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）である光入射部に結合され、各光ファイバーを導波してきた光量の時間的変化（信号）は、対応する各フォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）により電気信号に変換される。
ここで、光学レンズアレイ１は図２に示す光学レンズアレイと同様の形状を有し、高ＮＡかつ高精度な光学レンズアレイであり、第１の実施の形態において説明した方法により形成可能である。
【００９２】
本例の場合、レンズ基板１０上に光学レンズとなる凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）を配列した光学レンズアレイ１を用いて、光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）から出射される光を受光素子であるフォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）と結合させることができる。
これにより、ボールレンズを用いる場合において使用していた凹部および溝が形成された光ファイバー実装基板を用いる必要がなくなって部品点数を減らせることができる。高価な部品である光ファイバー実装基板自体を使用しないことと、部品数を減らすことにより、コネクタ８０としての光結合装置の低コスト化が可能となる。
【００９３】
また、光学レンズアレイ１は、高ＮＡの光学レンズがレンズ基板上に配列されたものとすることができる。
この場合、高ＮＡの光学レンズであり、ボールレンズのように高い集光特性にて光ファイバーから出射される光を受光素子と結合させて、光の利用効率を高めることが可能である。また、この高ＮＡの光学レンズが集積されているので、クロストークの問題を発生させることなく、狭いピッチにて配列を行うことができる。
【００９４】
また、上述の方法により作製された光学レンズアレイは、レジスト膜であるマスク層の露光現像工程がレンズ基板上における光学レンズの位置を決定する工程となり、光学レンズの配列を高精度に位置決めすることが可能である。
従って、光学レンズと受光素子の配列ピッチを一致させることが容易であり、複数の受光素子や複数の光ファイバーなどに対して、複数の光学レンズを同時に容易かつ高精度に位置合わせすることができる。
また、複数の受光素子や複数の光ファイバーなどを光学的に結合させるにもかかわらず、工程数を増加させないで組立を行うことができることとなる。
【００９５】
また、受光素子アレイ５が板状の部品であり、複数の光学レンズはフォトマスクを用いた露光現像工程を用いて形成されているので、光学レンズが形成されたレンズ基板１０と受光素子が形成されている受光素子基板５０との位置合わせはそれぞれの基板を平行に配置することで、ほぼ光学的な平行度をあわせることができるという効果を得ることができる。
【００９６】
また、従来のボールレンズを基板上に形成された孔に配列し、光ファイバーを基板上に形成された溝に配列する方法においては、接着剤の塗布などを行うための作業空間や、ボールレンズなどをクランプするための作業空間が必要であったが、本実施の形態の光結合構造においては、レンズ基板上に配列された光学レンズは、レジスト膜のマスク層を用いた露光現像工程を用いて配列されているので、従来必要であった作業空間をもうける必要がなく、より狭いピッチでの配列が可能となる。
【００９７】
上記のように、本例によれば、光学レンズアレイ１を用いることで、コネクタ８０内の光結合構造のための部品数を減らしてコストの抑制が可能である。
特に、光学レンズアレイとして、レンズ基板１０上に、所定パターンのマスク層を形成し、熱処理により表面積が小さくなるように変形させ、マスク層とレンズ基板をエッチングにより同時に除去する方法で形成した高ＮＡの光学レンズアレイ１を用いているので、光の利用効率を高めることが可能である。
【００９８】
また、通信速度（受信能力）に関していえば、各受光素子が各光ファイバーからの送信信号に対応するため、コネクタ８０に配される光ファイバーおよび受光素子の数に応じて向上する。つまり第１の実施の形態で述べたような送信側の通信速度の向上に対応できるものとなる。
【００９９】
また本例では、コネクタ８０に電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）が配されており、これがコネクタ受部９０の電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）と接触することで、光ファイバ（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）と電子機器が接合される。
これをより詳細にいえば、本例では、コネクタ８０の内部において、上述した構成によって光ファイバ（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）からフォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）までが光学的に結合されている。
そしてフォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）から電子機器（コネクタ受部９０）の間が電気的に接続されるものとなる。
【０１００】
コネクタ８０の内部における、フォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）と、電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）の間の電気的な接続構成例を図９に示す。
フォトダイオード５１ａに対しては抵抗Ｒ１１が並列に接続され、フォトダイオード５１ａに流れる電流に応じた電圧がアンプＡ１に印加される。アンプＡ１の出力電圧は、電極８１ａに供給される。
フォトダイオード５１ｂに対しては抵抗Ｒ１２が並列に接続され、フォトダイオード５１ｂに流れる電流に応じた電圧がアンプＡ２に印加される。アンプＡ２の出力電圧は、電極８１ｂに供給される。
フォトダイオード５１ｃに対しては抵抗Ｒ１３が並列に接続され、フォトダイオード５１ｃに流れる電流に応じた電圧がアンプＡ３に印加される。アンプＡ３の出力電圧は、電極８１ｃに供給される。
フォトダイオード５１ｄに対しては抵抗Ｒ１４が並列に接続され、フォトダイオード５１ｄに流れる電流に応じた電圧がアンプＡ４に印加される。アンプＡ４の出力電圧は、電極８１ｄに供給される。
各フォトダイオード（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）のカソード側は、電極８１ｅと接続される。電極８１ｅ及び電極９１ｅはコモン電極（共通電極）とされ、例えば電子機器内のグランドラインに接続される。
【０１０１】
上述のように、光ファイバー（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を伝搬してきた光は光学レンズを介すことにより受光素子であるフォトダイオード（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）上に高効率に集光されるが、各フォトダイオード（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）は、受光光量に応じた電流を出力する。
各フォトダイオード（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）に流れる電流は、それぞれ抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４によって電流量に応じた電圧値としてアンプＡ１〜Ａ４に入力される。
従って、電子機器（コネクタ受部９０）側では、電極９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄから、光伝送されてきた信号に応じた電圧を得ることができる。つまり電子機器側では光ファイバにより送信されてきた信号を、電気信号として受信できる。
【０１０２】
なお、この例においては、共通電極８１ｅ，９１ｅを有する構成としたので、電極の数を少なくした例であるが、電極を共通にすることは必ずしも必要ではない。
【０１０３】
本実施の形態のように、光伝送の受信側としても、電気的なコネクタ８０及びコネクタ受部９０の間で着脱可能とすることで、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
即ちコネクタ８０とコネクタ受部９０の間の位置合わせ精度をゆるめることができ、これによって、コネクタ８０及び電子機器側のコネクタ受部９０としての部品の製造の容易化、快適な着脱性、ゴミの混入や付着への容易な対応など、上述と同様の効果が得られる。
【０１０４】
＜第６の実施の形態＞
図１０は、第６の実施の形態に係る光通信接続装置の概略構成を示す模式図である。実質的に第５の実施の形態に係る光結合構造と同様であるが、光学レンズアレイの形状が異なっている。
即ち光学レンズアレイ１は、光学材料よりなるレンズ基板１０の一方の面１０ａに形成された凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と他方の面１０ｂに形成された凸部（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）から構成される複数個（図面上４個）の光学レンズが、各光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）に対応するように配列して形成されているものである。
【０１０５】
そしてレンズ基板１０の一方の面１０ａに形成された凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と他方の面１０ｂに形成された凸部（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）から構成される光学レンズアレイ１の各光学レンズにより、光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）から出射された各光Ｌが受光素子アレイ５の対応する各フォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）である光入射部に結合される。
【０１０６】
上記の光学レンズアレイ１は、第２の実施の形態に係る光学レンズアレイと同様の形状である。そして第５の実施の形態に係る光学レンズアレイにおいて、レンズ基板１０の一方の面１０ａに形成された凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の他に、これに位置合わせをして他方の面１０ｂにさらなる凸部（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が形成されている形状であり、第５の実施の形態に係る光学レンズアレイと同様に高精度に形成されており、かつ、第５の実施の形態に係る光学レンズアレイの光学レンズよりもらに集光特性が高められて、高ＮＡとなっている。
この光学レンズアレイ１は、第２の実施の形態に係る光学レンズアレイと同様に、レンズ基板の片面に光学レンズを構成する凸部を形成する工程をレンズ基板に両面に対して２回繰り返すことにより形成することができる。
【０１０７】
この光学レンズアレイ１を用いると、光学レンズの焦点距離を第５の実施の形態に係る光学レンズアレイより近い距離とすることができる。即ち、光学レンズが形成されたレンズ基板１０と受光素子が形成された受光素子基板５０との距離、さらには光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の端面から受光素子基板５０までの距離を短くすることができる。これにより、コネクタ８０における光結合装置の厚さ方向を薄くすることができるという利点を有する。
また、この場合も、光学レンズアレイを用いることで、光結合装置の部品数を減らしてコストの抑制が可能であるとともに、光学レンズアレイとしてレンズ基板上に、所定パターンのマスク層を形成し、熱処理により表面積が小さくなるように変形させ、マスク層とレンズ基板をエッチングにより同時に除去する方法で形成した高ＮＡの光学レンズアレイを用いているので、光の利用効率を高めることが可能である。
【０１０８】
また、フォトダイオード（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）と電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）との間の電気的接続構成、及びコネクタ受部９０側の電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）での電気信号構成は、例えば図９で説明したとおりとすればよい。もちろん他の構成も考えられる。そして、コネクタ８０とコネクタ受部９０は、電気的なコネクタとされることで、上述した第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１０９】
＜第７の実施の形態＞
図１１は、第７の実施の形態に係る光通信接続装置の概略構成を示す模式図である。実質的に第５実施形態に係る光結合構造と同様であるが、光学レンズアレイ１にアパーチャーが形成されている光吸収マスクＡＭが設けられていることが異なっている。
【０１１０】
光学レンズアレイ１の各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は光学レンズとして機能し、光ファイバー（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）から出射された各光Ｌが受光素子アレイ５の対応する各フォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）である光入射部に結合され、各光ファイバーを導波してきた光量の時間的変化（信号）は、対応する各フォトダイオード部（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）により電気信号に変換される。
ここで、光学レンズアレイ１のレンズ基板１０には、光通過部分にアパーチャーが形成されている光吸収マスクＡＭが形成されている。
【０１１１】
この場合、部品点数の低減および実装工数の低減を達成しつつ、光ファイバーから出射した光が受光素子に入射するまでの間の光路中にアパーチャーが形成されている光吸収マスクを配置することにより、近接する光ファイバーの信号のクロストークをより低減させることができる。
また、上記各実施の形態と同様に、部品数削減によるコストダウンや、光の利用効率向上が可能である。
【０１１２】
また、フォトダイオード（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）と電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ）との間の電気的接続構成、及びコネクタ受部９０側の電極（９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ）での電気信号構成は、例えば図９で説明したとおりとすればよい。もちろん他の構成も考えられる。そして、コネクタ８０とコネクタ受部９０は、電気的なコネクタとされることで、上述した第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１１３】
＜第８の実施の形態＞
図１２は、第８の実施形態に係る光通信接続装置の概略構成を示す模式図である。
この場合、コネクタ８０に固定接続される光ファイバーとして、光入射側（送信端側）となる光ファイバー４ａＴ、４ｃＴと、光出射側（受信端側）となる光ファイバー４ｂＲ、４ｄＲとが配列されている。
そして、光入射側となる光ファイバー４ａＴ、４ｃＴに対しては発光素子としての発光ダイオード部（６１ａ，６１ｂ）が、また光出射側となる光ファイバー４ｂＲ、４ｄＲに対しては受光素子となるフォトダイオード部（６２ｂ，６２ｄ）が、それぞれ対応した位置に形成される。
【０１１４】
光学レンズアレイ１は、複数個（図面上４個）の光学レンズを構成する凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）が光学材料よりなるレンズ基板１０の一方の面１０ａに各光ファイバー（４ａＴ，４ｂＲ，４ｃＴ，４ｄＲ）に対応するように配列して形成されている。
発光受光素子アレイ６は、同一の素子基板６０に複数個（図面上２個）の発光ダイオード部（６１ａ，６１ｂ）と複数個（図面上２個）のフォトダイオード部（６２ａ，６２ｂ）が各光ファイバー（４ａＴ，４ｂＲ，４ｃＴ，４ｄＲ）に対応するように配列される。
【０１１５】
光学レンズアレイ１の各凸部（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は光学レンズとして機能し、発光受光素子アレイ６の対応する各発光ダイオード部（６１ａ，６１ｂ）から出射された各光Ｌが対応する光ファイバー（４ａＴ，４ｃＴ）の端面である光入射部に結合されるとともに、光ファイバー（４ｂＲ，４ｄＲ）から出射された各光Ｌが発光受光素子アレイ６の対応する各フォトダイオード部（６２ａ，６２ｂ）である光入射部に結合されるようにしている。
ここで、光学レンズアレイ１は図２に示す光学レンズアレイと同様の形状を有し、高ＮＡかつ高精度な光学レンズアレイであり、第１の実施の形態において説明した方法により形成可能である。
【０１１６】
この場合、コネクタ８０内の光結合構造は、レンズ基板１０上に光学レンズとなる凸部が配列した光学レンズアレイ１を用いて、発光ダイオード（６１ａ，６１ｂ）から出射される光を光ファイバー（４ａＴ，４ｃＴ）と結合させ、かつ、光ファイバー（４ｂＲ，４ｄＲ）から出射される光をフォトダイオード（６２ａ，６２ｂ）と結合させることができる、送受信の双方に対応するものとなる。
そしてこの場合も上述してきた実施の形態と同様に、高価な部品である光ファイバー実装基板自体を使用しないことと、部品数を減らすことにより、光結合装置の低コスト化が可能となることや、高ＮＡの光学レンズによる光の利用効率の向上、クロストークの問題を発生させることなく狭いピッチでの配列の実現、製造工程上での配置位置決定の容易化、工程の容易化などの効果が得られる。
【０１１７】
本例の場合、コネクタ８０には電極８１ａ〜８１ｇが設けられ、またコネクタ受部９０には電極９１ａ〜９１ｇが設けられる。
コネクタ８０の内部における、発光ダイオード（６１ａ，６１ｂ）及びフォトダイオード（６２ａ，６２ｂ）と、電極（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８１ｇ）の間の電気的な接続構成例を図１３に示す。
【０１１８】
電極８１ａは、発光ダイオード６１ａ，６１ｂの各アノードに接続されている。発光ダイオード６１ａ，６１ｂの各アノードは、それぞれトランジスタＱ２１，Ｑ２２の各コレクタに接続される。
トランジスタＱ２１，Ｑ２２の各エミッタは、電極８１ｃに接続される。
電極８１ｂは、抵抗Ｒ２１を介してトランジスタＱ２１のベースに接続される。電極８１ｄは、抵抗Ｒ２２を介してトランジスタＱ２２のベースに接続される。
【０１１９】
電子機器（コネクタ受部９０）の電極９１ａには電圧Ｖｃｃが印加されており、この電圧Ｖｃｃが、電極８１ａを介して発光ダイオード６１ａ，６１ｂの各アノードに印加される。
また電極９１ｂ，９１ｄには、各発光ダイオード６１ａ，６１ｂのそれぞれにより発信したい信号をに対応する電圧ＶLD1、ＶLD2が印加され、これらの電圧印加により、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２を介してトランジスタＱ２１，Ｑ２２にベース電流が供給される構成となっている。
また電極８１ｃ及び９１ｃは、発光素子側のコモン電極（共通電極）とされる。
【０１２０】
つまり電子機器側からは、発信したい信号に対応する電気信号としての電圧ＶLD1、ＶLD2を出力することで、対応する各トランジスタＱ２１，Ｑ２２がオン（導通）／オフ（非導通）される。そしてトランジスタがオンとされる期間において、接続された発光ダイオードに、電圧Ｖｃｃラインを電流源として電流が流れ、発光駆動されることになる。
従って、各発光ダイオード６１ａ，６１ｂは、電圧ＶLD1、ＶLD2に応じて発光駆動され、これによって光ファイバー（４ａＴ、４ｃＴ）を介して、他の機器に対してデータ送信が行なわれる。
【０１２１】
また、フォトダイオード６２ａに対しては抵抗Ｒ２３が並列に接続され、フォトダイオード６２ａに流れる電流に応じた電圧がアンプＡ２１に印加される。アンプＡ２１の出力電圧は、電極８１ｅに供給される。
フォトダイオード６２ｂに対しては抵抗Ｒ２４が並列に接続され、フォトダイオード６２ｂに流れる電流に応じた電圧がアンプＡ２２に印加される。アンプＡ２２の出力電圧は、電極８１ｆに供給される。
各フォトダイオード（６２ａ，６２ｂ）のカソード側は、電極８１ｇと接続される。電極８１ｇ及び電極９１ｇは受光素子側のコモン電極（共通電極）とされる。
【０１２２】
光ファイバー（４ｂＲ、４ｄＲ）を伝搬してきた光は光学レンズを介することにより受光素子であるフォトダイオード（６２ａ，６２ｂ）上に高効率に集光されるが、各フォトダイオード（６２ａ，６２ｂ）は、受光光量に応じた電流を出力する。
各フォトダイオード（６２ａ，６２ｂ）に流れる電流は、それぞれ抵抗Ｒ２３、Ｒ２４によって電流量に応じた電圧値としてアンプＡ２１、Ａ２２に入力される。
従って、電子機器（コネクタ受部９０）側では、電極９１ｅ，９１ｆから、光伝送されてきた信号に応じた電圧を得ることができる。つまり電子機器側では光ファイバ（４ｂＲ、４ｄＲ）により送信されてきた信号を、電気信号として受信できる。
【０１２３】
本実施の形態のように、光伝送の送信側及び受信側の両方を備えるコネクタの場合としても、電気的なコネクタ８０及びコネクタ受部９０の間で着脱可能とすることで、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
即ちコネクタ８０とコネクタ受部９０の間の位置合わせ精度をゆるめることができ、これによって、コネクタ８０及び電子機器側のコネクタ受部９０としての部品の製造の容易化、快適な着脱性、ゴミの混入や付着への容易な対応など、上述と同様の効果が得られる。
【０１２４】
以上、実施の形態について説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、各種変形例が考えられる。
例えばコネクタ８０及びコネクタ受部９０の電極の数、電極と発光素子又は受光素子との間の回路構成、電子機器に入出力される信号内容などは多様に考えられる。
もちろんコネクタ受部９０を有する電子機器としては、各種通信機器、オーディオ機器、ビデオ機器、コンピュータ機器、その他、光伝送により情報の送受信を行おうとするあらゆる機器が相当する。
【０１２５】
また、上記の光学レンズを構成する材料や、マスク層の材料も上記に限定されない。特にマスク層材料としては、熱処理により、基板との境界が動くことなく、表面が丸く加工される材料であれば、本発明において用いることができる。
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことが可能である。
【０１２６】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように本発明は以下の効果を有する。
即ち本発明によれば、光通信接続装置の内部において、半導体レーザやフォトダイオード等の光電変換素子から光ファイバの間が光学的に結合されており、この光学経路途中でコネクタ着脱が行われるものではない。つまりコネクタと電子機器の間は、あくまで電極により電気的に接続され、上記光学経路上での位置合わせ精度要求は、コネクタによる着脱に要求される位置精度とは無関係となる。
従って、コネクタ脱着に関しては、通常の電気式コネクタと同様に比較的緩やかな位置精度が要求されるのみとなる。
これによって光通信接続装置としての光ファイバ用のコネクタ、及び電子機器側のコネクタ受部としての部品の製造が非常に容易化され、製造工程の簡略化やコストダウンを実現できる。
また、狭い配列ピッチに対応したマルチ光ファイバーコネクタの場合のように光学的にかなり高度な位置精度要求がある場合でも、それがコネクタ接続での機械的位置精度要求に影響しないため、非常に好適である。
【０１２７】
また高度な機械的位置精度要求がないことから、コネクタとコネクタ受部の接続時のクリアランスも適度に採ることができるようになるため、快適な着脱性を得ることも可能となる。
また、コネクタの差込み深さの制限も緩まることで、ゴミ混入等の防止も促進でき、さらには電気式のコネクタであるので、従来の電気式コネクターと同様に扱うことができる。即ち、ゴミなどが付着した際に単純にふき取ることにより対応が可能である。
また、コネクタ又はコネクタ受部に付着したゴミの影響は光学経路に影響を及ぼすものではないため、ゴミ付着によって伝送データとしての光量の低下などによる伝送信号の劣化ということも発生しない。
【０１２８】
また、本発明ではいわゆるマルチ光ファイバーのための光通信接続装置（コネクタ）としているが、少ない部品点数の構成により、複数の光ファイバーに信号を送信する、あるいは複数の光ファイバーからの信号を受信することができるので、コストを抑制することができ、これはブロードバンドのデータ伝送に適している。
また高ＮＡであり、集光効率が高く、複数個の光学レンズを配列することができる光学レンズアレイを用いているので、光の利用効率が高い。これにより、光結合装置を小型化でき、光ファイバーの本数を容易に増やすことができるるので体積あたりのデータ量を増やすことができる。
【０１２９】
また、作製時のフォトマスクに応じた配列の光学レンズを用いているので、実装が容易であり、また、１つのレンズ基板に光学レンズとして機能する複数個の凸部が設けられた光学レンズアレイであるので、部品点数が少なく、位置合わせなどの工程が容易となるなど、実装が容易である。また、複数の発光・受光素子を配置させる方法と同じように、露光現像工程により光学レンズを配置させることができるので、発光・受光素子と光学レンズとの配置を容易に位置合わせすることができる。
また、光学特性のそろった光学レンズを複数作製することができる工程により光学レンズが作製されているので、光学レンズが形成されている基板と発光・受光素子が形成・配列されている基板との角度位置合わせが容易である。
発光素子と光ファイバーを光結合する装置の場合に、発光素子として発光ダイオードを用いることにより、コストを特に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態の光学レンズアレイの平面図、Ａ−Ａ’断面図、Ｂ部拡大断面図である。
【図３】実施の形態の光学レンズの製造方法の製造工程の説明図である。
【図４】第１の実施の形態の電極と発光素子間の回路構成の説明図である。
【図５】第１の実施の形態の電極と発光素子間の他の回路構成の説明図である。
【図６】第２の実施の形態の概略構成を示す模式図である。
【図７】第３及び第４の実施の形態の概略構成を示す模式図である。
【図８】第５の実施の形態の概略構成を示す模式図である。
【図９】第５の実施の形態の電極と受光素子間の回路構成の説明図である。
【図１０】第６の実施の形態の概略構成を示す模式図である。
【図１１】第６の実施の形態の概略構成を示す模式図である。
【図１２】第７の実施の形態の概略構成を示す模式図である。
【図１３】第７の実施の形態の電極と発光受光素子間の回路構成の説明図である。
【図１４】従来例に係る光結合装置の構成を示す斜視図である。
【図１５】従来例に係る光結合装置の概略構成を示す模式図である。
【図１６】従来例に係る光結合装置の概略構成を示す模式図である。
【図１７】従来例に係る光結合装置の概略構成を示す模式図である。
【図１８】従来例に係る光結合装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 光学レンズアレイ、２ 発光素子アレイ、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 光ファイバー、５ 受光素子アレイ、６ 発光受光素子アレイ、１０ レンズ基板、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 凸部、２０ 発光素子基板、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 半導体レーザ部、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 発光ダイオード部、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 面発光の半導体レーザ部、４０ コア部、４１ クラッド部、５０ 受光素子基板、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ フォトダイオード部、６０ 発光受光素子基板、６１ａ，６１ｂ 発光ダイオード部、６２ａ，６２ｂ フォトダイオード部、ＡＭ 光吸収マスク、ＭＳ，ＭＳａ，ＭＳｂ，ＭＳｃ，ＭＳｄ，ＭＳａ’，ＭＳｂ’，ＭＳｃ’，ＭＳｄ’ マスク層、Ｔ 溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication connection device and an optical communication method, and particularly relates to a connection method using a connector using an optical fiber.
[0002]
[Prior art]
With the progress of the information society in recent years, the field of optical communication is rapidly progressing.
In the optical communication field, rapid progress has been realized for higher functionality, including higher transfer rates and data multiplexing.
For the purpose of widespread use of optical communication to ordinary homes, that is, to make a broadband network, cost reduction is also desired in the field of optical communication.
[0003]
Optical fibers can be broadly divided into two types: optical fiber made of glass that can transmit signals over long distances with low signal degradation and high transfer rate, and low-cost plastic optical fiber (POF) that can transmit signals only at short distances. )).
The high cost of optical fibers at the present time is due to the high cost of mounting optical fibers in addition to the high cost of high-performance glass optical fibers.
[0004]
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of an optical coupling device for mounting a conventional optical fiber.
The optical fiber mounting substrate 100 is provided with a lens recess 101 and an optical fiber groove 102, and a ball-shaped lens 103 and an optical fiber 4 are disposed at the respective locations, and a light emitting element or a light receiving element provided on the optical element substrate 104. The optical element surface 105 and the optical fiber 4 are optically coupled.
[0005]
In the above optical coupling device, a ball-shaped lens 103 is used as an optical lens, and the individual optical fibers 4 and the individual optical element surfaces 105 can be easily positioned and arranged. Since the lens 103 has a ball shape and is not easy to handle, the lens 103 is disposed on the optical fiber mounting substrate 100 in which a lens recess 101 corresponding to the shape is formed in advance.
The optical fiber mounting substrate with recesses and grooves used here is a silicon substrate that can be anisotropically etched, etc., which is expensive, which is why the optical fiber mounting cost is high It is one of.
[0006]
In order to reduce the mounting cost of the above optical fiber, an optical coupling device as described below that does not use the above ball-shaped lens is also known, but these have another problem.
FIG. 15 shows a schematic configuration of an optical coupling device that optically couples an optical fiber and a light emitting element such as a semiconductor laser, a light emitting diode, and a surface emitting semiconductor laser using an optical lens formed by a diffusion phenomenon or the like. It is a schematic diagram.
[0007]
As the light emitting element 2a, the light emitting element substrate 20 is provided with a light emitting diode section 22 or a light emitting section such as a semiconductor laser or a surface emitting semiconductor laser.
The optical lens 1 a has a convex portion 11 that becomes an optical lens formed on the lens substrate 10 by a diffusion phenomenon.
The optical fiber 4 has a configuration in which a clad portion 41 is provided on the outer peripheral portion of the core portion 40.
The light emitting element 2a, the optical lens 1a, and the optical fiber 4 are arranged at predetermined positions. The light L emitted from the light emitting diode part 22 of the light emitting element 2a by the optical lens part 11 is transmitted at the end face of the optical fiber 4. It is made to couple | bond with a certain light-incidence part.
[0008]
In the case of forming the optical lens by a diffusion phenomenon like the convex portion 11 of the optical lens in this case, it is difficult to obtain an optical lens having a high numerical aperture (NA) since the refractive index increase rate is generally low. is there.
For example, when Ti is diffused in a lithium niobate substrate, since the amount of increase in the refractive index is about 4%, only an optical lens having an NA of about 0.1 can be formed.
[0009]
Therefore, as shown in FIG. 15, in order to project the light emitted from the light emitting diode part 22 of the light emitting element 2a onto the light incident part on the end face of the optical fiber 4, the distance between the light emitting diode part 22 and the optical lens is increased. Must-have. For this reason, only a part of the light emitted from the light emitting diode part 22 can be collected. That is, only a part of the light L indicated by the solid line among all the light LW indicated by the broken line is used.
Then, since it is necessary to suppress signal crosstalk due to light that cannot be collected by the optical lens entering the adjacent optical fiber or the like, a light absorption mask AM or the like in which an aperture is formed in the optical path. Must be formed and absorbed.
Therefore, when such an optical lens with a low NA is used, there is a drawback that the light of the optical fiber cannot be used effectively.
[0010]
FIG. 16 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical coupling device that optically couples an optical fiber and a light emitting element (for example, a semiconductor laser, a light emitting diode, a surface emitting semiconductor laser, etc.) without using an optical lens. is there.
[0011]
In this case, as the light emitting element array 2, the light emitting element substrate 20 is provided with light emitting diode parts (22a, 22b) as a plurality of light emitting parts. Of course, a semiconductor laser, a surface emitting semiconductor laser, or the like may be used as the light emitting unit.
The plurality of optical fibers (4 a, 4 b) have a structure in which a cladding portion 41 is provided on the outer peripheral portion of the core portion 40.
A plurality of optical fibers (4a, 4b) are arranged at predetermined positions with respect to the light emitting element array 2, and the light L emitted from the light emitting diode portions (22a, 22b) of the light emitting element array 2 is transmitted to the optical fibers (4a, 4b). It is combined with the light incident part which is the end face of 4b).
[0012]
However, since the light emitted from each light emitting diode section (22a, 22b) has a divergence angle, the reflected light LR at the end face of the optical fiber (4a, 4b) may be incident on the adjacent or further adjacent optical fiber. However, it is not easy to increase the light utilization efficiency.
[0013]
On the other hand, a similar problem occurs when an optical fiber is used on the light emission side.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical coupling device that optically couples an optical fiber and a light receiving element such as a photodiode using an optical lens formed by a diffusion phenomenon or the like.
In the light receiving element 5 a, a light receiving unit such as a photodiode unit 51 is provided on the light receiving element substrate 50.
The optical lens 1 a has a convex portion 11 that becomes an optical lens formed on the lens substrate 10 by a diffusion phenomenon.
The optical fiber 4 has a structure in which a cladding portion 41 is provided on the outer peripheral portion of the core portion 40.
Then, the light receiving element 5a, the optical lens 1a, and the optical fiber 4 are arranged at predetermined positions, and the light L emitted from the light emitting portion that is the end face of the optical fiber 4 is converted into the photodiode portion of the light receiving element 5a by the convex portion 11 serving as the optical lens. 51.
[0014]
As described above, since the optical lens formed by the diffusion phenomenon has a small NA, as shown in FIG. 17, in order to project the light emitted from the optical fiber 4 onto the photodiode portion 51 of the light receiving element 5a, the optical fiber 4 is used. Therefore, only a part of the light emitted from the optical fiber 4 can be collected.
That is, only a part of the light L indicated by the solid line among all the light LW indicated by the broken line is used, and the crosstalk of the signal in which the light that cannot be collected by the optical lens enters the adjacent light receiving unit or the like. Therefore, it is necessary to form and absorb a light absorption mask AM having an aperture formed in the optical path.
Therefore, as in the case described with reference to FIG. 15, the optical fiber light cannot be used effectively when a low NA optical lens is used.
[0015]
FIG. 18 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical coupling device that optically couples an optical fiber and a light receiving element such as a photodiode without using an optical lens.
In the light receiving element array 5, light receiving portions such as a plurality of photodiode portions (51 a, 51 b) are provided on the light receiving element substrate 50.
The plurality of optical fibers (4 a, 4 b) have a structure in which a cladding portion 41 is provided on the outer peripheral portion of the core portion 40.
A plurality of optical fibers (4a, 4b) are arranged at predetermined positions with respect to the light receiving element array 5, and the light L emitted from the light emitting portion which is the end face of the optical fibers (4a, 4b) It couple | bonds with each photodiode part (51a, 51b).
[0016]
However, since the light emitted from the end face of the optical fiber (4a, 4b) has a divergence angle, the reflected light LR at each photodiode part (51a, 51b) is incident on the adjacent optical fiber or light receiving part. This is likely to cause signal crosstalk, and it is not easy to increase the light utilization efficiency.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the drawbacks of the prior art as described above, the present applicant has previously proposed a multi-optical fiber coupling device corresponding to a narrow arrangement pitch, which can reduce the cost and increase the light utilization efficiency. (Japanese Patent Application No. 2001-35827).
Here, considering the connector connection method using an optical fiber, the following problems occur.
[0018]
In a current consumer electronic device, a connector connection method using an optical fiber is usually configured such that a gap between a photoelectric conversion element such as a semiconductor laser, an LED, and a photodetector and the optical fiber can be removed.
That is, the end portion of the optical fiber is a connector, the photoelectric conversion element is disposed in the connector receiving portion in the electronic device, and the attachment / detachment of the connector enables the attachment / detachment between the photoelectric conversion element and the optical fiber.
[0019]
In this case, of course, the allowable alignment accuracy in this connector connection method is the alignment accuracy for the light emitted from the optical fiber to enter the photodetector, or the light emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser or LED. Alignment accuracy for coupling to the optical fiber is required.
[0020]
Here, when considering the case where the number of optical fibers is multi and a plurality of optical fibers are arranged at a narrow pitch, particularly severe alignment accuracy is required at the connector portion, and strict production accuracy is required for the connector parts.
Moreover, since the mechanical clearance between the connector and the connector receiving portion must be narrowed due to the above accuracy requirement, there is a concern that it cannot be easily attached and detached.
Furthermore, since the insertion depth of the connector is also strictly limited, there is a high possibility that dust will enter the connector. If dust is mixed in the connector, the amount of light emitted from the optical fiber is reduced to enter the photodetector, or the amount of light emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser or LED is reduced. Therefore, the transmitted signal may be deteriorated. In such a case, the optical characteristics may be deteriorated by wiping off dust, so that it cannot be easily handled.
[0021]
In other words, the optical fiber connector part originally required high alignment accuracy, and its manufacture was not easy. If this is attempted, the above-mentioned problems such as difficulty in manufacturing the connector connecting portion will occur.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In view of such problems, the present invention proposes a novel optical fiber connector structure as an optical communication connection device, facilitates the manufacture of the connector portion, maintains good detachability, and copes with the possibility of contamination. An object of the present invention is to realize an optical communication connection device or an optical communication method that can be practically used in a general home environment.
[0023]
For this reason, the optical communication connection device of the present invention includes an optical lens unit in which end portions of a plurality of optical fibers are fixed and a plurality of optical lens portions are arranged corresponding to the end portions of the optical fibers, and A plurality of photoelectric conversion elements arranged corresponding to the optical lens unit, and a plurality of electrodes for inputting or outputting electrical signals corresponding to the photoelectric conversion elements. The connector is formed as a detachable connector with respect to the electronic device in a state where electrical connection and disconnection with respect to the predetermined electronic device are performed.
[0024]
Further, the optical communication method of the present invention includes an optical lens unit in which end portions of a plurality of optical fibers are fixed and a plurality of optical lens portions are arranged corresponding to the end portions of the respective optical fibers, and the plurality of optical lenses. An optical communication connection device formed as a connector having a conversion element means in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged corresponding to a portion and a plurality of electrodes for inputting an electric signal to each of the photoelectric conversion elements Then, an electrical signal corresponding to information transmitted by optical transmission is supplied to the electrodes, causing each photoelectric conversion element to perform a light emission operation corresponding to the information to be transmitted, and the emitted light is transmitted to each optical lens unit. The information to be transmitted is optically transmitted by each optical fiber by being coupled to the end portion of each optical fiber via the.
[0025]
Further, the optical communication method of the present invention includes an optical lens unit in which end portions of a plurality of optical fibers are fixed and a plurality of optical lens portions are arranged corresponding to the end portions of the respective optical fibers, and the plurality of optical lenses. An optical communication connection device formed as a connector having a conversion element means in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged corresponding to a portion, and a plurality of electrodes for outputting electrical signals from the photoelectric conversion elements. When light transmitted by each optical fiber is coupled to each photoelectric conversion element via each optical lens unit, and an electrical signal corresponding to the combined light is output from each photoelectric conversion element In addition, an electrical signal output from each of the photoelectric conversion elements is obtained from the electrode, whereby information transmitted through the optical fibers is received.
[0026]
In these optical communication connection devices and optical communication methods, the conversion element means includes the photoelectric conversion elements arranged on a substrate.
The photoelectric conversion element is a semiconductor laser, a light emitting diode, a surface emitting semiconductor laser, or a photodiode.
Each optical lens part of the optical lens means is a convex lens formed in a convex shape on a lens substrate.
In the optical lens means, a light absorber provided with an aperture is formed on a lens substrate on which the optical lens portions are formed.
The optical lens means is formed by arranging the convex optical lens portions on a flat surface of a lens substrate.
In this case, the optical lens means has a groove formed at the boundary between the convex optical lens portions and the flat surface of the lens substrate.
[0027]
The optical lens means forms a plurality of mask layers corresponding to the shape of a plurality of optical lens portions having a pattern of a predetermined optical lens portion on a lens substrate made of an optical material. By simultaneously removing the lens substrate by etching, for example, dry etching, the shape of each mask layer is transferred to the lens substrate to form a plurality of optical lens portions.
In this case, the optical lens means is formed by forming the plurality of mask layers and then performing heat treatment to deform the shape of each mask layer so as to reduce the surface area.
The heat treatment temperature is higher than the glass transition temperature of the mask layer material. Alternatively, the temperature is lower than the carbonization temperature of the material of the mask layer. Alternatively, the temperature is higher than the room temperature of the material of the mask layer.
The optical lens means is adapted to correspond to the shape of a plurality of optical lens portions having the predetermined optical lens portion pattern by exposing and developing a heat-sensitive material as a material of the mask layer. And
[0028]
According to the present invention as described above, the optical fiber is optically coupled from the photoelectric conversion element such as a semiconductor laser or a photodiode within the optical communication connection device. Is not done. Accordingly, the alignment accuracy requirement on the optical path is irrelevant to the position accuracy required for attachment / detachment by the connector.
Since the connector and the electronic device are electrically connected to each other by an electrode, only a relatively gentle positional accuracy for the electrode contact is required.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, particularly focusing on the connector structure.
[0030]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical communication connection device according to the first embodiment.
The connector 80 is formed at the ends of a plurality of optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d), and is attachable to and detachable from a connector receiving portion 90 of an electronic device that performs optical communication.
In the case of the first embodiment, the connector 80 is connected to the connector receiving portion 90 of the electronic device, so that necessary transmission data can be transmitted to the other devices through the optical fibers 4a to 4d. It is.
[0031]
In each of the embodiments, four optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d) are illustrated and the corresponding configuration will be described, but this is merely an example for explanation.
That is, any number of optical fibers may be arranged as the multi-optical fiber, and the configurations of the connector 80 and the connector receiving unit 90 are appropriately changed according to the number of optical fibers.
Further, the shape and size of the connector 80 and the connector receiving portion 90, and the locking / unlocking mechanism for attaching / detaching are not mentioned, but any of them may be used.
[0032]
The optical lens array 1 and the light emitting element array 2 are provided inside the connector 80, and electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e) are exposed from the connector 80 toward the connector receiving portion 90 side. Is arranged.
On the connector receiving portion 90 side, electrodes (91a, 91b, 91c, 91d, 91e) are formed corresponding to the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e), that is, the connector 80 is connected to the connector receiving portion 90. By connecting to each of the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e), the electrodes (91a, 91b, 91c, 91d, 91e) are in contact with each other and are electrically connected. Become.
[0033]
In the light emitting element array 2, a plurality of (four in the drawing) Fabry-Perot type semiconductor lasers (21a, 21b, 21c, 21d) are provided on the same light emitting element substrate 20.
The optical lens array 1 includes a plurality of (four in the drawing) optical lenses on each surface of a lens substrate 10 having convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) made of an optical material. 21a, 21b, 21c, 21d).
The optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d) have a structure in which a clad portion 41 is provided on the outer peripheral portion of the core portion 40.
And in the connector 80, with respect to each semiconductor laser part (21a, 21b, 21c, 21d), each convex part (11a, 11b, 11c, 11d) which comprises an optical lens, and each optical fiber (4a, 4b) , 4c, 4d) are arranged in predetermined positions.
[0034]
Each convex part (11a, 11b, 11c, 11d) of the optical lens array 1 functions as an optical lens, and each light emitted from the corresponding semiconductor laser part (21a, 21b, 21c, 21d) in the light emitting element array 2 L is coupled to the light incident part which is the end face of the corresponding optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d).
[0035]
Further, between the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e) and the semiconductor laser portions (21a, 21b, 21c, 21d), which will be described later with reference to FIG. 4, the semiconductor laser portions (21a, 21b, 21c, 21d) are described later. An electric circuit configuration for driving light emission is adopted.
[0036]
First, the structure and manufacturing method of the optical lens array 1 disposed in the connector 80 of this example will be described.
2A is a plan view of the optical lens array 1, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2A, and FIG. 2C is in FIG. 2B. It is an expanded sectional view of the B section.
The optical lens array 1 is made of an optical material such as fused silica or isotropic silicon oxide, and has convex portions (11a, 11a, 10b) functioning as a plurality of optical lenses on one surface 10a of a lens substrate 10 having a flat surface. 11b, 11c, 11d) are provided integrally with the lens substrate 10, respectively.
[0037]
In this optical lens array 1, the convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) functioning as the respective optical lenses have, for example, a curvature of about 100 μm and a height of, for example, about 20-25 μm. , 11c, 11d) and the lens substrate 10 have a substantially circular boundary, the diameter of which is about 100 μm, for example, and the pitch of each convex portion (11a, 11b, 11c, 11d) is about 125 μm, for example.
[0038]
Further, in this optical lens array 1, as shown in FIG. 2 (c), grooves are formed along the substantially circular boundaries between the lens substrate 10 and the convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) to be optical lenses. T is formed.
Since the grooves T are formed, it is very easy to confirm the positions of the convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) on the lens substrate 10.
Further, the convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) serving as the respective optical lenses are provided on the lens substrate 10 having a flat surface, which facilitates the alignment when the connector 80 is assembled.
[0039]
A method for manufacturing the optical lens array 1 will be described.
First, as shown in FIG. 3A, a photoresist, which is a photosensitive material, is formed on a flat surface of a lens substrate 10 made of an optical material such as fused silica or isotropic silicon oxide by spin coating, for example. A mask layer MS made of a film is formed with a predetermined film thickness of, for example, 20 μm.
[0040]
Next, as shown in FIG. 3B, exposure and development are performed by a photolithography process to form a circular resist film having a diameter of about 100 μm, for example, about 125 μm per lens forming region. The four mask layers (MSa, MSb, MSc, MSd) are formed on the drawing.
[0041]
Next, as shown in FIG. 3C, for example, heat treatment is performed at 120 ° C. for 30 minutes, the shape of the mask layer is deformed so as to reduce the surface area, and the mask layer (MSa ′ having a curved surface) , MSb ′, MSc ′, MSd ′).
[0042]
Next, as shown in FIG. 3D, for example, NLD (Magnetic Neutral) under the condition that the selection ratio with respect to the lens substrate 10 and the mask layers (MSa ′, MSb ′, MSc ′, MSd ′) is substantially equal. Loop Discharge Plasma) device (reference: H.Tsuboi, M.Itoh, M.Tanabe, T.Hayashi and T.Uchida: Jpn. J. Appl. Phys. 34 (1995), 2476) The mask layer (MSa ′, MSb ′, MSc ′, MSd ′) and the lens substrate 10 are simultaneously etched away by a dry etching process such as reactive etching (RIE) using the plasma etching process used, and the mask layer The shape of (MSa ′, MSb ′, MSc ′, MSd ′) is transferred to the lens substrate 10 to form convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) to be four optical lenses.
[0043]
The convex portions (11a, 11b, 11c, and 11d) that are the four optical lenses formed as described above have a curvature of about 100 μm and a height of, for example, about 20 to 25 μm. 11b, 11c, 11d) and the lens substrate 10 have a substantially circular boundary, and the diameter thereof can be, for example, about 100 μm. Moreover, the pitch of each convex part (11a, 11b, 11c, 11d) can be about 125 micrometers, for example.
[0044]
Further, according to the above method for manufacturing an optical lens array, a mold is unnecessary, and a large number of optical lenses can be manufactured at a time.
In the above-described processing step of FIG. 3D, an example in which an NLD apparatus is used as a plasma etching apparatus using a high-density plasma source has been shown. However, in the present invention, an ICP (Inductively Coupled Plasma) is used in addition to the NLD apparatus. Equipment (reference: J. Hopwood, Plasma Source Sci. & Technol. 1 (1992) 109. and T. Fukasawa, A. Nakamura, H. Shindo and Y. Horiike: Jpn. J. Appl. Phys. 33 (1994) It is also possible to use a plasma etching apparatus using a high-density plasma source using 2139).
[0045]
The relationship between the heat treatment temperature and the glass transition point of the mask layer material (resist film) will be described below.
In the above process, in order to round the surface of the mask layer made of a photoresist film or the like to an optically smooth surface by heat treatment, the heat treatment temperature should be higher than the glass transition point of the mask layer material. preferable.
For example, by setting the heat treatment temperature to 40 ° C. or more higher than the glass transition temperature, the mask material can be rounded within one hour, so that highly efficient production can be performed.
[0046]
Furthermore, when the mask shape is to be formed on the optical lens by a manufacturing method such as dry etching, it is necessary that the mask layer material after the heat treatment is not altered as described above. The condition that the heat treatment temperature is a temperature at which the mask layer material does not change is required, such as lowering the carbonization temperature of the mask layer material. When the change occurs, the etching rate of the mask material becomes non-uniform, so that when the shape corresponding to the shape of the mask material is transferred to the substrate, the shape is disturbed.
For example, if a heat treatment at 200 ° C. or higher is performed, the mask material is altered (so-called burn-in), but the above alteration can be avoided by performing a heat treatment in the range of 110 to 150 ° C., for example. .
[0047]
In addition, if the mask layer is deformed while the substrate is held with the mask layer formed, the process reproducibility becomes difficult, so the glass transition point of the mask layer material is the storage temperature (room temperature). Higher).
Furthermore, if the mask layer is deformed during the dry etching process, the process reproducibility is not easy. Therefore, the glass transition point of the mask layer material is preferably higher than the processing process temperature (near room temperature).
[0048]
Here, in the above heat treatment, as shown in FIGS. 3B and 3C, the position of the boundary M between the lens substrate 10 and the mask layer (MSa to MSd, MSa ′ to MSd ′) before and after the heat treatment varies. Therefore, the position of the boundary M is defined by the photomask used when exposing the mask layer which is a photosensitive material.
The exposure photomask is formed with very high precision controlled with respect to the size of the optical lens, and therefore the position of the optical lens can be formed at a very high accuracy position.
[0049]
Further, the height of the convex portion that becomes the optical lens of the optical lens array formed as described above can be defined by the film thickness of the mask layer material (resist film), and the curvature of the optical lens is the mask layer material. It can be defined from the diameter and film thickness of the (resist film).
Therefore, it is possible to obtain a lens having a high condensing performance and a high NA as compared with an optical lens that can be arranged conventionally.
[0050]
In addition, as the optical lens array, the interval (pitch) between the convex portions serving as individual optical lenses is important in design. In this embodiment, the mask layers (MSa to MSd) shown in FIG. The distance (pitch) between the mask layers in the pattern formation is the same as the distance (pitch) between the mask layers (MSa ′ to MSd ′) having a curved surface after the heat treatment in FIG. ) Is stored as the interval (pitch) of the convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) to be optical lenses obtained after the etching process.
That is, the interval (pitch) between the individual optical lenses can be defined by the photomask for exposure, and the mutual positions of the optical lenses can be formed with high accuracy.
[0051]
Further, in the dry etching process described above, the groove T is formed along the boundary between the lens substrate 10 and the convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) to be the optical lens.
Hereinafter, the principle of forming the groove T will be briefly described.
In the heat treatment process, the boundary between the substrate and the mask layer does not move, and the mask layer material is deformed so as to reduce its surface area, so that the cross section thereof is substantially semicircular as shown in FIG. . That is, at the contact position of the mask layer (MSa ′, MSb ′, MSc ′, MSd ′) and the lens substrate 10, in addition to the processed material being different, the mask layer (MSa ′, MSb ′, MSc ′, MSd ′) The inclination angle of the surface is maximized.
For this reason, in the dry etching process, discontinuity in plasma density that contributes to processing occurs, and the groove T is formed in the lens substrate 10 in the vicinity of the boundary M.
Since the optical lens manufactured in this way has the groove T, it is very easy to confirm the position of the optical lens (convex portion) as described above.
[0052]
Inside the connector 80 according to the present embodiment, a semiconductor laser (21a) as a light emitting element is used by using the optical lens array 1 in which convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) serving as optical lenses are arranged on the lens substrate 10. , 21b, 21c, 21d) can be combined with optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d).
Thereby, it is not necessary to use the optical fiber mounting substrate in which the concave portions and the grooves formed in the case of using the ball lens described with reference to FIG. 14, and the number of components can be reduced. By not using the optical fiber mounting substrate itself, which is an expensive component, and reducing the number of components, the cost of the optical coupling device can be reduced.
[0053]
Further, the optical lens array 1 manufactured by the above-described method can be configured such that high NA optical lenses are arranged on the lens substrate 10.
In this case, it is a high NA optical lens, and it is possible to increase the light utilization efficiency by combining the light emitted from the light emitting element with high condensing characteristics like the ball lens with the optical fiber. In addition, since the high NA optical lenses are integrated, the arrangement can be performed at a narrow pitch without causing the problem of crosstalk.
[0054]
In the optical lens array 1 manufactured by the above-described method, the exposure and development process of the mask layer, which is a resist film, becomes a process of determining the position of the optical lens on the lens substrate, and the optical lens array is positioned with high accuracy. It is possible.
Therefore, it is easy to match the arrangement pitch of the optical lens and the light emitting element, and the plurality of optical lenses can be easily and highly accurately aligned with respect to the plurality of light emitting elements, the plurality of optical fibers, and the like.
In addition, the assembly can be performed without increasing the number of steps, although a plurality of light emitting elements and a plurality of optical fibers are optically coupled.
[0055]
Further, in the method of arranging the conventional ball lens in the hole formed on the substrate and arranging the optical fiber in the groove formed on the substrate, a work space for applying an adhesive, a ball lens, etc. However, in the optical coupling device of the present embodiment, the optical lens arranged on the lens substrate is subjected to an exposure development process using a mask layer of a resist film. Since they are arranged, it is not necessary to provide a work space that has been conventionally required, and an arrangement with a narrower pitch is possible.
[0056]
In other words, according to the optical coupling structure formed in the connector 80 of the present embodiment, the use of the optical lens array 1 can reduce the number of components for optical coupling and suppress the cost.
In particular, a high NA formed by a method in which a mask layer having a predetermined pattern is formed on the lens substrate 10 as the optical lens array 1 and deformed so as to reduce the surface area by heat treatment, and the mask layer and the lens substrate are simultaneously removed by etching. Therefore, it is possible to improve the light utilization efficiency.
[0057]
As described above, in this example, the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e) are arranged on the connector 80, and this contacts the electrodes (91a, 91b, 91c, 91d, 91e) of the connector receiving portion 90. Thus, the optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) and the electronic device are joined.
More specifically, in this example, in the connector 80, from the semiconductor laser (21a, 21b, 21c, 21d) to the optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) is optically formed by the above-described configuration. Are combined.
Then, the semiconductor device (21a, 21b, 21c, 21d) is electrically connected from the electronic device (connector receiving portion 90).
[0058]
An example of the electrical connection configuration between the semiconductor laser (21a, 21b, 21c, 21d) and the electrode (81a, 81b, 81c, 81d, 81e) inside the connector 80 is shown in FIG.
The electrodes 81a, 81b, 81c, 81d are connected to the anodes of the semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, 21d, respectively.
The cathodes of the semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, and 21d are connected to the electrode 81e.
[0059]
That is, currents ILD1, ILD2, ILD3, and ILD4 for driving the respective semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, and 21d to emit light are output from the electrodes 91a, 91b, 91c, and 91d of the electronic device (connector receiving unit 90). The semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, and 21d are supplied to the semiconductor lasers 21a, 81b, 81c, and 81d.
The electrodes 81e and 91e are common electrodes (common electrodes), and are connected to, for example, a ground line in the electronic device.
In other words, the electronic device side applies currents ILD1, ILD2, ILD3, and ILD4 as electric signals corresponding to signals to be transmitted to the respective semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, and 21d that are light emitting elements to emit light, and optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d) is used to transmit data to other devices by making temporal changes (signals) in the amount of light guided to 4b, 4c, 4d).
[0060]
In this example, since the common electrodes 81e and 91e are provided, the number of electrodes is reduced. However, it is not always necessary to share the electrodes.
[0061]
Although not shown, the configuration of the first embodiment uses a semiconductor laser as the light emitting element, but an LED (light emitting diode) can be used instead of the semiconductor laser. In the case of using the LED, the cost can be reduced because the device can be easily manufactured as compared with the case where a semiconductor laser is used as the light emitting device.
[0062]
According to the present embodiment, the communication speed is increased according to the number of optical fibers and light emitting elements arranged in the connector 80, and the communication speed of signals generated by each light emitting element and propagated through each optical fiber.
That is, with the configuration shown in FIGS. 1 to 4, for example, each light emitting element (semiconductor laser or the like) can generate a 30 Mbps signal and propagate a 30 Mbps signal to each optical fiber. If an optical signal is generated and propagated to the corresponding optical fiber, the communication apparatus has a communication speed of 240 Mbps. That is, since the plurality of optical lenses and the plurality of photoelectric conversion elements are each formed on one substrate, the communication speed as a whole can be easily improved.
[0063]
And since the attachment / detachment with the apparatus which produces | generates the data of the signal to propagate is formed as an electrical connector like this Embodiment, the alignment precision between the connector 80 and the connector receiving part 90 can be loosened. .
As described above, the conventional connector connection method using an optical fiber is configured such that the optical fiber can be removed from a photoelectric conversion element such as a semiconductor laser, an LED, or a photodetector. That is, the optical coupling path can be attached and detached. For this reason, the positioning accuracy between the connector and the connector receiving portion requires a considerably high accuracy for optical coupling between the optical fiber and the light emitting element (or the light receiving element).
However, in this example, it is detachable on the electrical connection path. Therefore, the positioning between the connector 80 and the connector receiving portion 90 is such that the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e) and the electrodes (91a, 91b, 91c, 91d, 91e) can be satisfactorily brought into contact with each other. It is only necessary to obtain accuracy.
As a result, the manufacture of the parts as the connector 80 and the connector receiving portion 90 on the electronic device side is greatly facilitated.
In particular, in the case of a multi-optical fiber connector corresponding to a narrow arrangement pitch as in this example, there is an optically high positional accuracy requirement, but this does not affect the positional accuracy requirement between the connector 80 and the connector receiving portion 90. Therefore, it is very suitable.
[0064]
In addition, since the accuracy requirement is lowered, the clearance at the time of connection between the connector 80 and the connector receiving portion 90 can be appropriately taken, so that it is possible to obtain comfortable detachability.
In addition, the restriction on the insertion depth of the connector is relaxed, so that prevention of dust contamination can be promoted.
Furthermore, in this example, since it is an electrical connector, it can be handled in the same manner as a conventional electrical connector. That is, it is possible to cope with dust by simply wiping it off.
Further, since the influence of dust adhering to the connector 80 or the connector receiving portion 90 does not affect the optical path, the transmission signal does not deteriorate due to a decrease in the amount of light as transmission data.
[0065]
Incidentally, various examples of the electrical connection configuration between the semiconductor lasers (21a, 21b, 21c, 21d) and the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e) inside the connector 80 other than FIG. It is done.
For example, another example is shown in FIG.
[0066]
In this case, the connector 80 is provided with electrodes 81a to 81f, and the connector receiving portion 90 is provided with electrodes 91a to 91f.
The electrode 81a is connected to each anode of the semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, and 21d.
The anodes of the semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, and 21d are connected to the collectors of the transistors Q1, Q2, Q3, and Q4, respectively.
Each emitter of transistors Q1, Q2, Q3, and Q4 is connected to electrode 81f.
The electrode 81b is connected to the base of the transistor Q1 through the resistor R1.
The electrode 81c is connected to the base of the transistor Q2 via the resistor R2.
The electrode 81d is connected to the base of the transistor Q3 via the resistor R3.
The electrode 81e is connected to the base of the transistor Q4 via the resistor R4.
[0067]
A voltage Vcc is applied to the electrode 91a of the electronic device (connector receiving portion 90), and this voltage Vcc is applied to each anode of the semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, and 21d via the electrode 81a.
The electrodes 91b, 91c, 91d, 91e are applied with voltages VLD1, VLD2, VLD3, VLD4 corresponding to the signals desired to be transmitted by the semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, 21d, respectively. The base current is supplied to the transistors Q1, Q2, Q3, and Q4 through the resistors R1, R2, R3, and R4.
The electrodes 81f and 91f are common electrodes (common electrodes), and are connected to, for example, a ground line in the electronic device.
[0068]
In other words, by outputting voltages VLD1, VLD2, VLD3, and VLD4 as electrical signals corresponding to the signal to be transmitted from the electronic device side, the corresponding transistors Q1, Q2, Q3, and Q4 are turned on (conductive) / off. (Non-conducting). In the period when the transistor is turned on, a current flows through the connected semiconductor laser using the voltage Vcc line as a current source, and light emission is driven.
Accordingly, each of the semiconductor lasers 21a, 21b, 21c, and 21d is driven to emit light in accordance with the voltages VLD1, VLD2, VLD3, and VLD4, and thereby to other devices via the optical fibers (4a, 4b, 4c, and 4d). Data transmission.
[0069]
For example, such a configuration may be adopted.
In this example as well, the common electrodes 81f and 91f are provided. However, it is not always necessary to share the electrodes.
[0070]
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical communication connection apparatus as the second embodiment. The connector 80 is formed at the end of a plurality of optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d), and is detachable from the connector receiving portion 90 of an electronic device that performs optical communication. As in the first embodiment, the connector 80 is connected to the connector receiving unit 90 of the electronic device, so that necessary transmission data can be transmitted to the other devices through the optical fibers 4a to 4d. is there.
[0071]
In this case, it is substantially the same as the optical coupling device according to the first embodiment, but the shape of the optical lens array 1 is different.
In the light emitting element array 2, a plurality of (four in the drawing) Fabry-Perot type semiconductor lasers (21a, 21b, 21c, 21d) are provided on the same light emitting element substrate 20.
The optical lens array 1 includes a convex portion (11a, 11b, 11c, 11d) formed on one surface 10a of a lens substrate 10 made of an optical material and a convex portion (12a, 12b, formed on the other surface 10b. A plurality of (four in the drawing) optical lenses composed of 12c, 12d) are arranged so as to correspond to the respective semiconductor laser portions (21a, 21b, 21c, 21d).
The light emitting element array 2, the optical lens array 1, and a plurality of the clad portions 41 provided on the outer periphery of the core portion 40 and arranged so as to correspond to the semiconductor laser portions (21 a, 21 b, 21 c, 21 d). Optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d) (four on the drawing) are respectively arranged at predetermined positions.
[0072]
An optical lens array composed of convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) formed on one surface 10a of the lens substrate 10 and convex portions (12a, 12b, 12c, 12d) formed on the other surface 10b. The light L emitted from the corresponding semiconductor lasers (21a, 21b, 21c, 21d) of the light emitting element array 2 by the optical lenses 1 is the end face of the corresponding optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d). Coupled to the light entrance.
[0073]
The optical lens array 1 is positioned in addition to the convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) formed on the one surface 10a of the lens substrate 10 in the optical lens array shown in FIG. It is the shape by which the further convex part (12a, 12b, 12c, 12d) is formed in the other surface 10b by combining.
This is formed with high accuracy in the same manner as the optical lens of the optical lens array used in the optical coupling device according to the first embodiment, and the optical coupling device according to the first embodiment. The light condensing characteristic is further enhanced compared with the optical lens of the optical lens array used, and the NA is high.
[0074]
In the optical lens array 1 according to this embodiment, the process of forming the convex portion constituting the optical lens on one surface of the lens substrate in the method of forming the optical lens array according to the first embodiment described above is performed on both surfaces of the lens substrate. Can be formed by repeating twice.
[0075]
When the optical lens array 1 of this example is used, the focal length of the optical lens can be made closer to that of the optical lens array according to the first embodiment.
That is, the distance between the lens substrate 10 on which the optical lens is formed and the light emitting element substrate 20 on which the light emitting element is formed, and further, the distance from the end face of the optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) to the light emitting element substrate 20 is shortened. can do. This has the advantage that the thickness direction of the optical coupling device inside the connector 80 can be reduced.
[0076]
In this case, as in the case of the first embodiment, by using the optical lens array 1, the number of components of the optical coupling device inside the connector 80 can be reduced and the cost can be suppressed.
In particular, a high NA layer formed by a method in which a mask layer having a predetermined pattern is formed on the lens substrate as the optical lens array 1 and deformed so as to reduce the surface area by heat treatment, and the mask layer and the lens substrate are simultaneously removed by etching. Since an optical lens array is used, it is possible to improve the light utilization efficiency.
[0077]
Further, the electrical connection configuration between the semiconductor laser (21a, 21b, 21c, 21d) and the electrode (81a, 81b, 81c, 81d, 81e), and the electrode (91a, 91b, 91c, The electrical signal configuration in 91d, 91e) may be the same as described in FIG. Of course, the configuration of FIG. 5 may be used.
And the connector 80 and the connector receiving part 90 are set as an electrical connector, and the effect similar to 1st Embodiment mentioned above is acquired.
[0078]
<Third Embodiment>
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical communication connection device according to the third embodiment.
The connector 80 is formed at the end of a plurality of optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d), and is detachable from the connector receiving portion 90 of an electronic device that performs optical communication. It is the first and second embodiments that the connector 80 is connected to the connector receiving unit 90 of the electronic device, so that required transmission data can be transmitted to the other devices through the optical fibers 4a to 4d. It is the same.
[0079]
In this case, the light emitting element array 2 includes a plurality of light emitting diodes (LEDs) arranged, and the optical lens array 1 is provided with a light absorption mask AM in which an aperture is formed.
The light emitting element array 2 is provided with a plurality (four in the drawing) of light emitting diode portions (22a, 22b, 22c, 22d) on the same light emitting element substrate 20.
The optical lens array 1 has a light emitting diode portion (on each surface 10a of a lens substrate 10 having convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) made of an optical material constituting a plurality of (four in the drawing) optical lenses. 22a, 22b, 22c, and 22d).
The light emitting element array 2, the optical lens array 1, and a plurality of the clad portions 41 provided on the outer peripheral portion of the core portion 40 and arranged so as to correspond to the respective light emitting diode portions (22 a, 22 b, 22 c, 22 d). Optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d) (four on the drawing) are respectively arranged at predetermined positions.
[0080]
Each convex part (11a, 11b, 11c, 11d) of the optical lens array 1 functions as an optical lens, and each light emitted from each corresponding light emitting diode part (22a, 22b, 22c, 22d) of the light emitting element array 2. L is coupled to the light incident part which is the end face of the corresponding optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d).
Here, the lens substrate 10 of the optical lens array 1 is formed with a light absorption mask AM having an aperture at a light passage portion. Except for this, the optical lens array 1 is configured as shown in FIG. The optical lens array has a shape similar to that of the lens array and has a high NA and high accuracy, and can be formed by the method described in the first embodiment.
[0081]
When a light emitting diode is used as a light emitting element, the light emitting element itself has a characteristic of emitting light in the normal direction of the main surface of the light emitting element substrate on which the light emitting element is formed. Since it is formed using the exposure and development process used, it is easy to match their arrangement pitch, and the assembly process has the effect that assembly can be performed without increasing the number of steps even if the number of elements is large. There is.
In addition, the light emitting element array is a plate-like component, and the plurality of optical lenses are formed using an exposure and development process using a photomask, so that the lens substrate on which the optical lens is formed and the light emitting element are formed. The alignment with the light emitting element substrate can be obtained by arranging the respective substrates in parallel so that the optical parallelism can be adjusted substantially.
[0082]
Further, since the light emitting diodes can be two-dimensionally arranged in the light emitting element substrate, the size is reduced and the number of fibers is increased (improvement of transfer data) as compared with the case of the first embodiment. Etc. can be easily performed.
[0083]
In addition, in a method using an optical lens array in which a plurality of conventional optical lenses are arranged, when a light emitting diode is used as a light source, the light emitting diode has a wide light divergence angle and thus has a good light condensing characteristic. Multi-array was difficult due to concerns about the decrease in efficiency and increase in crosstalk due to the absence of light, but in the optical coupling device of this example, the light collection characteristic of the optical lens is high (NA is high). Arrangement with a relatively narrow pitch can be made possible while enhancing the light utilization efficiency.
[0084]
In the first embodiment, a light emitting element array in which a plurality of Fabry-Perot semiconductor lasers are arranged is used as a light emitting element. Compared to this case, a light emitting element in which a plurality of light emitting diodes are arranged is used. When an element array is used, the manufacturing cost of the light-emitting element array is low, and the yield at the time of manufacture is high, so that it is suitable for a general household optical coupling device.
[0085]
Further, a light absorption mask AM having an aperture formed on the lens substrate 10 constituting the optical lens array 1 is formed, and the light emitting diodes (22a, 22b,. By arranging a light absorption mask in which an aperture is formed in the optical path until the light emitted from 22c and 22d) enters the optical fiber, the crosstalk of the signals of the adjacent optical fibers can be further reduced. .
[0086]
As described above, also in the case of the optical coupling structure inside the connector 80 in this example, by using the optical lens array, it is possible to reduce the number of parts of the optical coupling device and to reduce the cost. Since the NA optical lens array is used, it is possible to improve the light utilization efficiency.
[0087]
Also, the electrical connection configuration between the light emitting diodes (22a, 22b, 22c, 22d) and the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e), and the electrodes (91a, 91b, 91c, The electrical signal configuration in 91d, 91e) may be the same as described in FIG. Of course, the configuration of FIG. 5 may be used.
And the connector 80 and the connector receiving part 90 are set as an electrical connector, and the effect similar to 1st Embodiment mentioned above is acquired.
[0088]
<Fourth embodiment>
In the description of the fourth embodiment, FIG. 7 is used.
The difference from the third embodiment is that the light emitting element array 20 is formed by arranging a plurality of surface emitting semiconductor lasers (23a, 23b, 23c, 23d).
Also in this case, each convex part (11a, 11b, 11c, 11d) of the optical lens array 1 functions as an optical lens, and each surface emitting semiconductor laser part (23a, 23b, 23c, 23d) of the light emitting element array 2 corresponds. ) Is coupled to a light incident portion which is an end face of the corresponding optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d).
Further, the lens substrate 10 of the optical lens array 1 is provided with a light absorption mask AM in which an aperture is formed, similarly to the optical lens array according to the third embodiment.
In the case of the fourth embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.
[0089]
<Fifth embodiment>
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical communication connection device according to the fifth embodiment.
The connector 80 is formed at the ends of a plurality of optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d), and is attachable to and detachable from a connector receiving portion 90 of an electronic device that performs optical communication.
In the case of the fifth embodiment, since the connector 80 is connected to the connector receiving portion 90 of the electronic device, the electronic device receives data transmitted from the other devices through the optical fibers 4a to 4d. It is supposed to be possible.
That is, the light emitting side is an optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d), and the light incident side is a light receiving element array 5 in which a plurality of photodiodes are arranged.
[0090]
The optical lens array 1 includes a plurality of optical lenses (4a, 11b, 11c, 11d) on one surface 10a of a lens substrate 10 made of an optical material. 4b, 4c, 4d).
In the light receiving element array 5, a plurality (four in the drawing) of photodiode portions (51a, 51b, 51c, 51d) on the same light receiving element substrate 50 correspond to the respective optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d). Are arranged in such a manner.
Then, a plurality (four in the drawing) of optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d) arranged with the cladding portion 41 provided on the outer peripheral portion of the core portion 40, the optical lens array 1, and the light receiving element array 5 Are arranged at predetermined positions in the connector 80, respectively.
[0091]
Each convex part (11a, 11b, 11c, 11d) of the optical lens array 1 functions as an optical lens, and each light L emitted from the corresponding optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) corresponds to the light receiving element array 5. The temporal change (signal) of the amount of light that is coupled to the light incident part that is each photodiode part (51a, 51b, 51c, 51d) and that is guided through each optical fiber is the corresponding photodiode part (51a, 51b). , 51c, 51d) are converted into electric signals.
Here, the optical lens array 1 has the same shape as the optical lens array shown in FIG. 2, is a high NA and high precision optical lens array, and can be formed by the method described in the first embodiment. .
[0092]
In the case of this example, the light is emitted from the optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) by using the optical lens array 1 in which convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) serving as optical lenses are arranged on the lens substrate 10. Light can be combined with photodiode portions (51a, 51b, 51c, 51d) which are light receiving elements.
Thereby, it is not necessary to use the optical fiber mounting substrate in which the concave portion and the groove formed in the case where the ball lens is used, and the number of components can be reduced. By not using the optical fiber mounting substrate itself, which is an expensive component, and reducing the number of components, the cost of the optical coupling device as the connector 80 can be reduced.
[0093]
Further, the optical lens array 1 may be configured such that high NA optical lenses are arranged on a lens substrate.
In this case, it is a high NA optical lens, and it is possible to increase the light utilization efficiency by combining the light emitted from the optical fiber with a high light condensing characteristic like the ball lens with the light receiving element. In addition, since the high NA optical lenses are integrated, the arrangement can be performed at a narrow pitch without causing the problem of crosstalk.
[0094]
In the optical lens array manufactured by the above-described method, the exposure and development process of the mask layer, which is a resist film, becomes a process of determining the position of the optical lens on the lens substrate, and the optical lens array is positioned with high accuracy. Is possible.
Therefore, it is easy to match the arrangement pitch of the optical lens and the light receiving element, and the plurality of optical lenses can be easily and accurately aligned with respect to the plurality of light receiving elements and the plurality of optical fibers.
In addition, the assembly can be performed without increasing the number of processes, although a plurality of light receiving elements and a plurality of optical fibers are optically coupled.
[0095]
In addition, the light receiving element array 5 is a plate-like component, and the plurality of optical lenses are formed using an exposure and development process using a photomask, so that the lens substrate 10 on which the optical lenses are formed and the light receiving elements are formed. For the alignment with the light receiving element substrate 50, the optical parallelism can be adjusted substantially by arranging the respective substrates in parallel.
[0096]
Further, in the method of arranging the conventional ball lens in the hole formed on the substrate and arranging the optical fiber in the groove formed on the substrate, a work space for applying an adhesive, a ball lens, etc. In the optical coupling structure of the present embodiment, the optical lens arranged on the lens substrate is subjected to an exposure development process using a resist film mask layer. Since they are arranged, it is not necessary to provide a work space that has been necessary in the past, and arrangement with a narrower pitch becomes possible.
[0097]
As described above, according to this example, by using the optical lens array 1, it is possible to reduce the number of parts for the optical coupling structure in the connector 80 and reduce the cost.
In particular, as an optical lens array, a high NA formed by a method in which a mask layer having a predetermined pattern is formed on the lens substrate 10 and deformed so as to reduce the surface area by heat treatment, and the mask layer and the lens substrate are simultaneously removed by etching. Since the optical lens array 1 is used, it is possible to improve the light utilization efficiency.
[0098]
Further, regarding the communication speed (reception capability), each light receiving element corresponds to a transmission signal from each optical fiber, so that the number of optical fibers and light receiving elements arranged in the connector 80 is improved. That is, it is possible to cope with the improvement in communication speed on the transmission side as described in the first embodiment.
[0099]
Moreover, in this example, the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e) are arranged on the connector 80, and this is in contact with the electrodes (91a, 91b, 91c, 91d, 91e) of the connector receiving portion 90. The optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) and the electronic device are joined.
More specifically, in this example, the optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) to the photodiode portion (51a, 51b, 51c, 51d) are optically arranged inside the connector 80 by the above-described configuration. Is bound to.
And between the photodiode part (51a, 51b, 51c, 51d) and an electronic device (connector receiving part 90) will be electrically connected.
[0100]
FIG. 9 shows an example of an electrical connection configuration between the photodiode section (51a, 51b, 51c, 51d) and the electrode (81a, 81b, 81c, 81d, 81e) inside the connector 80.
A resistor R11 is connected in parallel to the photodiode 51a, and a voltage corresponding to the current flowing through the photodiode 51a is applied to the amplifier A1. The output voltage of the amplifier A1 is supplied to the electrode 81a.
A resistor R12 is connected in parallel to the photodiode 51b, and a voltage corresponding to the current flowing through the photodiode 51b is applied to the amplifier A2. The output voltage of the amplifier A2 is supplied to the electrode 81b.
A resistor R13 is connected in parallel to the photodiode 51c, and a voltage corresponding to the current flowing through the photodiode 51c is applied to the amplifier A3. The output voltage of the amplifier A3 is supplied to the electrode 81c.
A resistor R14 is connected in parallel to the photodiode 51d, and a voltage corresponding to the current flowing through the photodiode 51d is applied to the amplifier A4. The output voltage of the amplifier A4 is supplied to the electrode 81d.
The cathode side of each photodiode (51a, 51b, 51c, 51d) is connected to the electrode 81e. The electrode 81e and the electrode 91e are common electrodes (common electrodes), and are connected to, for example, a ground line in the electronic device.
[0101]
As described above, the light propagating through the optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d) is condensed with high efficiency onto the photodiodes (51a, 51b, 51c, 51d) as light receiving elements through the optical lens. However, each photodiode (51a, 51b, 51c, 51d) outputs a current according to the amount of received light.
The currents flowing through the photodiodes (51a, 51b, 51c, 51d) are input to the amplifiers A1 to A4 as voltage values corresponding to the amount of current by the resistors R11 to R14, respectively.
Therefore, on the electronic device (connector receiving portion 90) side, a voltage corresponding to the signal transmitted through the light can be obtained from the electrodes 91a, 91b, 91c, 91d. That is, on the electronic device side, a signal transmitted through an optical fiber can be received as an electric signal.
[0102]
In this example, since the common electrodes 81e and 91e are provided, the number of electrodes is reduced. However, it is not always necessary to share the electrodes.
[0103]
As in the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by allowing the optical transmission receiving side to be detachable between the electrical connector 80 and the connector receiving portion 90 as well. be able to.
In other words, the positioning accuracy between the connector 80 and the connector receiving portion 90 can be loosened, thereby facilitating the manufacture of parts as the connector 80 and the connector receiving portion 90 on the electronic device side, comfortable detachability, and dust removal. The same effects as described above can be obtained, such as easy response to contamination and adhesion.
[0104]
<Sixth Embodiment>
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical communication connection device according to the sixth embodiment. Although substantially the same as the optical coupling structure according to the fifth embodiment, the shape of the optical lens array is different.
That is, the optical lens array 1 includes a convex portion (11a, 11b, 11c, 11d) formed on one surface 10a of the lens substrate 10 made of an optical material and a convex portion (12a, 12b, formed on the other surface 10b. 12c, 12d) is formed by arranging a plurality of (four in the drawing) optical lenses so as to correspond to the respective optical fibers (4a, 4b, 4c, 4d).
[0105]
And the optical lens comprised from the convex part (11a, 11b, 11c, 11d) formed in one surface 10a of the lens board | substrate 10, and the convex part (12a, 12b, 12c, 12d) formed in the other surface 10b. Each light L emitted from the optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) by each optical lens of the array 1 is incident on each photodiode portion (51a, 51b, 51c, 51d) corresponding to the light receiving element array 5. Combined with the part.
[0106]
The optical lens array 1 has the same shape as the optical lens array according to the second embodiment. In the optical lens array according to the fifth embodiment, in addition to the convex portions (11a, 11b, 11c, 11d) formed on the one surface 10a of the lens substrate 10, the other one is aligned with the other. The shape is such that further convex portions (12a, 12b, 12c, 12d) are formed on the surface 10b, and is formed with high accuracy in the same manner as the optical lens array according to the fifth embodiment. The light condensing characteristic is further enhanced than the optical lens of the optical lens array according to the embodiment, and the NA is high.
In the optical lens array 1, as in the optical lens array according to the second embodiment, the process of forming the convex portion constituting the optical lens on one side of the lens substrate is repeated twice on both sides of the lens substrate. Can be formed.
[0107]
When this optical lens array 1 is used, the focal length of the optical lens can be made shorter than the optical lens array according to the fifth embodiment. That is, the distance between the lens substrate 10 on which the optical lens is formed and the light receiving element substrate 50 on which the light receiving element is formed, and further, the distance from the end face of the optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) to the light receiving element substrate 50 is shortened. can do. This has the advantage that the thickness direction of the optical coupling device in the connector 80 can be reduced.
Also in this case, by using the optical lens array, it is possible to reduce the cost by reducing the number of parts of the optical coupling device, and form a mask layer of a predetermined pattern on the lens substrate as the optical lens array, Since a high NA optical lens array formed by a method in which the surface area is reduced by heat treatment and the mask layer and the lens substrate are simultaneously removed by etching is used, it is possible to increase the light utilization efficiency.
[0108]
Further, the electrical connection configuration between the photodiode (51a, 51b, 51c, 51d) and the electrode (81a, 81b, 81c, 81d, 81e), and the electrode (91a, 91b, 91c, The electrical signal configuration at 91d, 91e) may be as described with reference to FIG. Of course, other configurations are possible. And the connector 80 and the connector receiving part 90 are set as an electrical connector, and the effect similar to 1st Embodiment mentioned above is acquired.
[0109]
<Seventh embodiment>
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical communication connection device according to the seventh embodiment. This is substantially the same as the optical coupling structure according to the fifth embodiment, except that the optical lens array 1 is provided with a light absorption mask AM in which an aperture is formed.
[0110]
Each convex part (11a, 11b, 11c, 11d) of the optical lens array 1 functions as an optical lens, and each light L emitted from the optical fiber (4a, 4b, 4c, 4d) corresponds to each corresponding element of the light receiving element array 5. The temporal change (signal) in the amount of light coupled to the light incident part, which is the photodiode part (51a, 51b, 51c, 51d) and guided through each optical fiber, corresponds to each corresponding photodiode part (51a, 51b, 51c). , 51d) are converted into electric signals.
Here, the lens substrate 10 of the optical lens array 1 is formed with a light absorption mask AM in which an aperture is formed in a light passage portion.
[0111]
In this case, by achieving a reduction in the number of parts and a reduction in the number of mounting steps, by arranging a light absorption mask in which an aperture is formed in the optical path until the light emitted from the optical fiber enters the light receiving element, It is possible to further reduce crosstalk of signals of adjacent optical fibers.
Further, similarly to the above embodiments, it is possible to reduce the cost by reducing the number of parts and to improve the light utilization efficiency.
[0112]
Further, the electrical connection configuration between the photodiode (51a, 51b, 51c, 51d) and the electrode (81a, 81b, 81c, 81d, 81e), and the electrode (91a, 91b, 91c, The electrical signal configuration at 91d, 91e) may be as described with reference to FIG. Of course, other configurations are possible. And the connector 80 and the connector receiving part 90 are set as an electrical connector, and the effect similar to 1st Embodiment mentioned above is acquired.
[0113]
<Eighth Embodiment>
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical communication connection device according to the eighth embodiment.
In this case, as optical fibers fixedly connected to the connector 80, optical fibers 4aT and 4cT on the light incident side (transmission end side) and optical fibers 4bR and 4dR on the light emission side (reception end side) are arranged.
The light-emitting diode portions (61a, 61b) as light-emitting elements for the optical fibers 4aT and 4cT on the light incident side, and the photodiode portions as light-receiving elements for the optical fibers 4bR and 4dR on the light-emitting side. (62b, 62d) are formed at corresponding positions.
[0114]
The optical lens array 1 includes a plurality of optical fibers (4aT, 4aT, 4aT, 4aT, 4aT, 4aT, 4aT) on one surface 10a of a lens substrate 10 made of an optical material. 4bR, 4cT, 4dR).
The light emitting / receiving element array 6 includes a plurality of (two in the drawing) light emitting diode portions (61a, 61b) and a plurality (two in the drawing) photodiode portions (62a, 62b) on the same element substrate 60. They are arranged so as to correspond to optical fibers (4aT, 4bR, 4cT, 4dR).
[0115]
Each convex part (11a, 11b, 11c, 11d) of the optical lens array 1 functions as an optical lens, and each light L emitted from each corresponding light emitting diode part (61a, 61b) of the light emitting / receiving element array 6 corresponds. Are coupled to a light incident portion which is an end face of the optical fiber (4aT, 4cT), and each light L emitted from the optical fiber (4bR, 4dR) corresponds to each photodiode portion (62a, 62b) of the light emitting / receiving element array 6. ).
Here, the optical lens array 1 has the same shape as the optical lens array shown in FIG. 2, is a high NA and high precision optical lens array, and can be formed by the method described in the first embodiment. .
[0116]
In this case, the optical coupling structure in the connector 80 uses the optical lens array 1 in which convex portions serving as optical lenses are arranged on the lens substrate 10 to transmit light emitted from the light emitting diodes (61a, 61b) to the optical fiber (4aT). , 4cT), and the light emitted from the optical fiber (4bR, 4dR) can be coupled with the photodiode (62a, 62b), corresponding to both transmission and reception.
Also in this case, as in the embodiment described above, it is possible to reduce the cost of the optical coupling device by not using the optical fiber mounting substrate itself, which is an expensive component, and by reducing the number of components, The high NA optical lens improves the light utilization efficiency, realizes an arrangement with a narrow pitch without causing the problem of crosstalk, facilitates the determination of the arrangement position in the manufacturing process, and facilitates the process. can get.
[0117]
In this example, the connector 80 is provided with electrodes 81a to 81g, and the connector receiving portion 90 is provided with electrodes 91a to 91g.
An example of an electrical connection configuration between the light emitting diodes (61a, 61b) and the photodiodes (62a, 62b) and the electrodes (81a, 81b, 81c, 81d, 81e, 81f, 81g) inside the connector 80 It is shown in FIG.
[0118]
The electrode 81a is connected to each anode of the light emitting diodes 61a and 61b. The anodes of the light emitting diodes 61a and 61b are connected to the collectors of the transistors Q21 and Q22, respectively.
Each emitter of transistors Q21 and Q22 is connected to electrode 81c.
The electrode 81b is connected to the base of the transistor Q21 via the resistor R21. The electrode 81d is connected to the base of the transistor Q22 via the resistor R22.
[0119]
A voltage Vcc is applied to the electrode 91a of the electronic device (connector receiving portion 90), and this voltage Vcc is applied to each anode of the light emitting diodes 61a and 61b via the electrode 81a.
Voltages VLD1 and VLD2 corresponding to the signals desired to be transmitted by the respective light emitting diodes 61a and 61b are applied to the electrodes 91b and 91d, respectively, and application of these voltages causes the transistors Q21 and Q22 to pass through the resistors R21 and R22. The base current is supplied.
The electrodes 81c and 91c are common electrodes (common electrodes) on the light emitting element side.
[0120]
That is, by outputting the voltages VLD1 and VLD2 as electrical signals corresponding to the signal to be transmitted from the electronic device side, the corresponding transistors Q21 and Q22 are turned on (conducting) / off (non-conducting). In the period in which the transistor is turned on, a current flows through the connected light emitting diode using the voltage Vcc line as a current source, and light emission is driven.
Accordingly, each of the light emitting diodes 61a and 61b is driven to emit light according to the voltages VLD1 and VLD2, thereby transmitting data to other devices via the optical fibers (4aT, 4cT).
[0121]
A resistor R23 is connected in parallel to the photodiode 62a, and a voltage corresponding to the current flowing through the photodiode 62a is applied to the amplifier A21. The output voltage of the amplifier A21 is supplied to the electrode 81e.
A resistor R24 is connected in parallel to the photodiode 62b, and a voltage corresponding to the current flowing through the photodiode 62b is applied to the amplifier A22. The output voltage of the amplifier A22 is supplied to the electrode 81f.
The cathode side of each photodiode (62a, 62b) is connected to the electrode 81g. The electrode 81g and the electrode 91g are common electrodes (common electrodes) on the light receiving element side.
[0122]
The light propagating through the optical fibers (4bR, 4dR) is condensed with high efficiency on the photodiodes (62a, 62b), which are light receiving elements, through the optical lens, but each photodiode (62a, 62b) A current corresponding to the amount of received light is output.
The current flowing through each photodiode (62a, 62b) is input to the amplifiers A21, A22 as a voltage value corresponding to the amount of current by the resistors R23, R24, respectively.
Therefore, on the electronic device (connector receiving portion 90) side, a voltage corresponding to the signal transmitted optically can be obtained from the electrodes 91e and 91f. That is, on the electronic device side, a signal transmitted through the optical fiber (4bR, 4dR) can be received as an electric signal.
[0123]
Even in the case of the connector having both the transmission side and the reception side of the optical transmission as in the present embodiment, the first embodiment is made possible by being detachable between the electrical connector 80 and the connector receiving portion 90. The same effect as that of the case of can be obtained.
In other words, the positioning accuracy between the connector 80 and the connector receiving portion 90 can be loosened, thereby facilitating the manufacture of parts as the connector 80 and the connector receiving portion 90 on the electronic device side, comfortable detachability, and dust removal. The same effects as described above can be obtained, such as easy response to contamination and adhesion.
[0124]
As mentioned above, although embodiment was described, this invention is not limited to these embodiment, Various modifications can be considered.
For example, the number of the electrodes of the connector 80 and the connector receiving unit 90, the circuit configuration between the electrodes and the light emitting element or the light receiving element, and the signal contents input / output to / from the electronic device can be variously considered.
Of course, the electronic device having the connector receiving unit 90 corresponds to various communication devices, audio devices, video devices, computer devices, and any other device that transmits and receives information by optical transmission.
[0125]
Moreover, the material which comprises said optical lens, and the material of a mask layer are not limited to the above. In particular, as a mask layer material, any material can be used in the present invention as long as the surface is processed to be round without being moved by the heat treatment.
Other various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0126]
【Effect of the invention】
As can be seen from the above description, the present invention has the following effects.
That is, according to the present invention, the optical fiber is optically coupled from the photoelectric conversion element such as a semiconductor laser or a photodiode inside the optical communication connection device, and the connector is attached / detached in the middle of the optical path. is not. That is, the connector and the electronic device are electrically connected to each other by electrodes, and the alignment accuracy requirement on the optical path is irrelevant to the position accuracy required for attachment / detachment by the connector.
Accordingly, with respect to the connector attachment / detachment, only a relatively gentle positional accuracy is required as in the case of a normal electrical connector.
This greatly facilitates the manufacture of optical fiber connectors as optical communication connection devices and parts as connector receiving portions on the electronic equipment side, thereby simplifying the manufacturing process and reducing costs.
Also, even if there is a very high position accuracy requirement optically as in the case of a multi-fiber connector that supports a narrow arrangement pitch, it is very suitable because it does not affect the mechanical position accuracy requirement at the connector connection. is there.
[0127]
In addition, since there is no requirement for high mechanical position accuracy, a clearance at the time of connection between the connector and the connector receiving portion can be appropriately taken, so that comfortable detachability can be obtained.
Further, since the restriction on the insertion depth of the connector is relaxed, it is possible to promote the prevention of dust and the like. Furthermore, since the connector is an electric connector, it can be handled in the same manner as a conventional electric connector. That is, it is possible to cope with dust by simply wiping it off.
In addition, since the influence of dust attached to the connector or the connector receiving portion does not affect the optical path, the deterioration of the transmission signal due to the reduction of the amount of light as transmission data due to the dust attachment does not occur.
[0128]
In the present invention, an optical communication connection device (connector) for a so-called multi-optical fiber is used. However, it is possible to transmit a signal to a plurality of optical fibers or receive a signal from a plurality of optical fibers with a configuration having a small number of parts. Therefore, the cost can be suppressed, which is suitable for broadband data transmission.
In addition, since an optical lens array that has a high NA, a high light collection efficiency, and a plurality of optical lenses can be arranged is used, the light use efficiency is high. Thus, the size of the optical coupling device can be reduced, and the number of optical fibers can be easily increased, so that the amount of data per volume can be increased.
[0129]
In addition, since an optical lens having an arrangement according to the photomask at the time of manufacture is used, mounting is easy, and an optical lens array in which a plurality of convex portions functioning as optical lenses are provided on one lens substrate. Therefore, mounting is easy because the number of parts is small and the process such as alignment becomes easy. In addition, since the optical lens can be arranged by the exposure and development process as in the method of arranging a plurality of light emitting / receiving elements, the arrangement of the light emitting / receiving elements and the optical lens can be easily aligned. .
In addition, since the optical lens is manufactured by a process capable of manufacturing a plurality of optical lenses having the same optical characteristics, there is no difference between the substrate on which the optical lens is formed and the substrate on which the light emitting / receiving elements are formed and arranged. Angle alignment is easy.
In the case of a device that optically couples a light emitting element and an optical fiber, the cost can be particularly suppressed by using a light emitting diode as the light emitting element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view, an AA ′ cross-sectional view, and a B part enlarged cross-sectional view of the optical lens array of the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process of an optical lens manufacturing method according to an embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a circuit configuration between an electrode and a light emitting element according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of another circuit configuration between the electrode and the light emitting element of the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of third and fourth embodiments.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a fifth embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a circuit configuration between an electrode and a light receiving element according to a fifth embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a sixth embodiment.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a sixth embodiment.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a seventh embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a circuit configuration between an electrode and a light-emitting / receiving element according to a seventh embodiment.
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of an optical coupling device according to a conventional example.
FIG. 15 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical coupling device according to a conventional example.
FIG. 16 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical coupling device according to a conventional example.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical coupling device according to a conventional example.
FIG. 18 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical coupling device according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical lens array, 2 Light emitting element array, 4a, 4b, 4c, 4d Optical fiber, 5 Light receiving element array, 6 Light emitting light receiving element array, 10 Lens board | substrate, 11a, 11b, 11c, 11d, 12a, 12b, 12c, 12d Convex Part, 20 light emitting element substrate, 21a, 21b, 21c, 21d semiconductor laser part, 22a, 22b, 22c, 22d light emitting diode part, 23a, 23b, 23c, 23d surface emitting semiconductor laser part, 40 core part, 41 clad part , 50 light receiving element substrate, 51a, 51b, 51c, 51d photodiode portion, 60 light emitting light receiving element substrate, 61a, 61b light emitting diode portion, 62a, 62b photodiode portion, AM light absorption mask, MS, MSa, MSb, MSc, MSd, MSa ′, MSb ′, MSc ′, MSd ′ mask layer, T groove

Claims (17)

複数の光ファイバーの端部が固定されるとともに、
上記各光ファイバーの端部に対応して、レンズ基板の平坦な面上に凸形状の複数の光学レンズ部が配列され、上記各光学レンズ部と上記レンズ基板の平坦な面との境界部に溝が形成されている光学レンズ手段と、
上記複数の光学レンズ部に対応して複数の光電変換素子が配列された変換素子手段と、
上記各光電変換素子に対応する電気信号の入力又は出力を行う複数の電極と、
を有し、
上記各電極部分において所定の電子機器に対する電気的な接続及び切り離しが行われる状態で、上記電子機器に対して着脱可能なコネクタとして形成されている光通信接続装置。While the ends of the multiple optical fibers are fixed,
Corresponding to the end portions of the optical fibers, a plurality of convex optical lens portions are arranged on a flat surface of the lens substrate, and a groove is formed at a boundary portion between the optical lens portions and the flat surface of the lens substrate. Optical lens means formed with:
Conversion element means in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged corresponding to the plurality of optical lens portions, and
A plurality of electrodes for inputting or outputting electrical signals corresponding to the photoelectric conversion elements;
Have
In the above respective electrode portions in a state of electrical connection and disconnection to a given electronic device is performed, the optical communication connection device is formed as a detachable connector with respect to the electronic device. 上記変換素子手段は、上記各光電変換素子が基板上に配列形成されている請求項１に記載の光通信接続装置。It said transducer means, the optical communication connection device according to 請 Motomeko 1 wherein said photoelectric conversion elements are arranged on a substrate. 上記光電変換素子は半導体レーザである請求項１に記載の光通信接続装置。It is the photoelectric conversion element the optical communication connection device according to 請 Motomeko 1 is a semiconductor laser. 上記光電変換素子は発光ダイオードである請求項１に記載の光通信接続装置。It is the photoelectric conversion element the optical communication connection device according to 請 Motomeko 1 is a light emitting diode. 上記光電変換素子は面発光型の半導体レーザである請求項１に記載の光通信接続装置。Optical communication connection device according to 請 Motomeko 1 the photoelectric conversion element is a VCSEL. 上記光電変換素子はフォトダイオードである請求項１に記載の光通信接続装置。It is the photoelectric conversion element the optical communication connection device according to 請 Motomeko 1 is a photodiode. 上記光学レンズ手段の上記各光学レンズ部は、レンズ基板上で凸形状に形成された凸レンズである請求項１に記載の光通信接続装置。It said each optical lens of the optical lens means, the optical communication connection device according to 請 Motomeko 1 is a convex lens having a convex shape on the lens substrate. 上記光学レンズ手段は、上記各光学レンズ部が形成されているレンズ基板に、アパーチャが設けられた光吸収体が形成されている請求項１に記載の光通信接続装置。It said optical lens means, the optical communication connection device according to the lens substrate on which the respective optical lens portion is formed, the 請 Motomeko 1 aperture light absorbing member provided is formed. 複数の光ファイバーの端部が固定されるとともに、上記各光ファイバーの端部に対応して、レンズ基板の平坦な面上に凸形状の複数の光学レンズ部が配列され、上記各光学レンズ部と上記レンズ基板の平坦な面との境界部に溝が形成されている光学レンズ手段と、上記複数の光学レンズ部に対応して複数の光電変換素子が配列された変換素子手段と、上記各光電変換素子に対する電気信号の入力を行う複数の電極と、を有するコネクタとして形成されている光通信接続装置に対して、
光伝送により送信する情報に対応した電気信号を、上記電極に供給して上記各光電変換素子に上記送信する情報に対応する発光動作を実行させ、発光された光を上記各光学レンズ部を介して上記各光ファイバーの端部に結合させることで、
上記送信する情報を、上記各光ファイバーにより光伝送させることを特徴とする光通信方法。The end portions of the plurality of optical fibers are fixed, and the plurality of convex optical lens portions are arranged on the flat surface of the lens substrate corresponding to the end portions of the optical fibers. Optical lens means in which a groove is formed at the boundary with the flat surface of the lens substrate, conversion element means in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged corresponding to the plurality of optical lens parts, and each of the photoelectric conversions With respect to the optical communication connection device formed as a connector having a plurality of electrodes for inputting electric signals to the element,
An electrical signal corresponding to information to be transmitted by optical transmission is supplied to the electrodes to cause each photoelectric conversion element to perform a light emission operation corresponding to the information to be transmitted, and the emitted light is transmitted through each optical lens unit. By connecting to the end of each optical fiber,
An optical communication method, wherein the information to be transmitted is optically transmitted by the optical fibers. 複数の光ファイバーの端部が固定されるとともに、上記各光ファイバーの端部に対応して、レンズ基板の平坦な面上に凸形状の複数の光学レンズ部が配列され、上記各光学レンズ部と上記レンズ基板の平坦な面との境界部に溝が形成されている光学レンズ手段と、上記複数の光学レンズ部に対応して複数の光電変換素子が配列された変換素子手段と、上記各光電変換素子からの電気信号の出力を行う複数の電極と、を有するコネクタとして形成されている光通信接続装置により、
上記各光ファイバーにより伝送されてきた光が、上記各光学レンズ部を介して上記各光電変換素子に結合され、
上記各光電変換素子が結合された光に応じた電気信号を出力する場合に、
上記各光電変換素子から出力される電気信号を上記電極から得ることで、
上記各光ファイバーにより光伝送されてきた情報を受信することを特徴とする光通信方法。The end portions of the plurality of optical fibers are fixed, and the plurality of convex optical lens portions are arranged on the flat surface of the lens substrate corresponding to the end portions of the optical fibers. Optical lens means in which a groove is formed at the boundary with the flat surface of the lens substrate, conversion element means in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged corresponding to the plurality of optical lens parts, and each of the photoelectric conversions With an optical communication connection device formed as a connector having a plurality of electrodes that output electrical signals from the element,
The light transmitted by each optical fiber is coupled to each photoelectric conversion element via each optical lens unit,
When outputting an electrical signal corresponding to the combined light of each of the photoelectric conversion elements,
By obtaining an electrical signal output from each of the photoelectric conversion elements from the electrode,
An optical communication method comprising receiving information transmitted through each optical fiber. 上記変換素子手段は、上記各光電変換素子が基板上に配列形成されていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光通信方法。It said transducer means, optical communication method according to claim 9 or claim 10 above each photoelectric conversion element is characterized in that it is arranged on a substrate. 上記光電変換素子は半導体レーザであることを特徴とする請求項９に記載の光通信方法。The optical communication method according to claim 9 , wherein the photoelectric conversion element is a semiconductor laser. 上記光電変換素子は発光ダイオードであることを特徴とする請求項９に記載の光通信方法。The optical communication method according to claim 9 , wherein the photoelectric conversion element is a light emitting diode. 上記光電変換素子は面発光型の半導体レーザであることを特徴とする請求項９に記載の光通信方法。The optical communication method according to claim 9 , wherein the photoelectric conversion element is a surface-emitting type semiconductor laser. 上記光電変換素子はフォトダイオードであることを特徴とする請求項１０に記載の光通信方法。The optical communication method according to claim 10 , wherein the photoelectric conversion element is a photodiode. 上記光学レンズ手段の上記各光学レンズ部は、レンズ基板上で凸形状に形成された凸レンズであることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光通信方法。Each optical lens portion of the optical lens means, an optical communication method according to claim 9 or claim 10, characterized in that on the lens substrate with a convex lens having a convex shape. 上記光学レンズ手段は、上記各光学レンズ部が形成されているレンズ基板に、アパーチャが設けられた光吸収体が形成されていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光通信方法。The optical lens unit, the lens substrate on which the respective optical lens portions are formed, optical communication according to claim 9 or claim 10, characterized in that the aperture is a light absorbing member provided is formed Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5737254B2 (en) * 2012-09-26 2015-06-17 日立金属株式会社 Optical communication module
EP2916151B1 (en) 2014-03-05 2020-01-01 Corning Optical Communications LLC Method of forming a fiber coupling device
JP2017134282A (en) * 2016-01-28 2017-08-03 ソニー株式会社 Optical connector and optical transmission module
CN113745966B (en) * 2021-09-15 2024-03-19 中南大学 Automatic coupling packaging method for array type reflecting mirror

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05173003A (en) * 1991-06-21 1993-07-13 Mitsui Petrochem Ind Ltd Optical device and production thereof
JPH07230022A (en) * 1994-02-17 1995-08-29 Fujitsu Ltd Optical parallel link and its mount structure
JPH07306304A (en) * 1994-05-11 1995-11-21 Ricoh Opt Ind Co Ltd Optical homogenizer
JP3323662B2 (en) * 1994-09-01 2002-09-09 株式会社リコー Method for manufacturing optical transceiver module and optical transceiver module
JP3495583B2 (en) * 1997-12-12 2004-02-09 株式会社リコー Optical device
JP4077101B2 (en) * 1998-12-03 2008-04-16 ローム株式会社 Lens array and lens array assembly including a plurality of lens arrays

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