JP5900339B2 - 光導波路モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路モジュールおよび電子機器に関するものである。
本願は、２０１０年８月１７日に、日本に出願された特願２０１０−１８２４０７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、情報化の波とともに、大容量の情報を高速でやりとりできる広帯域回線（ブロードバンド）の普及が進んでいる。また、これらの広帯域回線に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。

各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、極めて高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送の高速化に伴い、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化、特性インピーダンスの不整合等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。

一方、光搬送波を使用してデータを移送する光通信技術が開発され、近年、この光搬送波を、一地点から他地点に導くための手段として、光導波路が普及しつつある。この光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有している。コア部は、光搬送波の光に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。

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

特許文献１には、光導波路と、この光導波路と光学的に接続された発光素子および／または受光素子を含む光学素子と、光導波路と光学素子との間に設けられたコリメートレンズと、を備えた光電伝送デバイスが提案されている。この光電伝送デバイスでは、光導波路およびコリメートレンズが、凹部を有する位置決め部に固定されており、一方、光学素子が、凸部を有する位置決め部に固定されている。そして、凹部と凸部とを嵌合させることにより、光導波路、コリメートレンズおよび光学素子の位置合わせがなされ、これらの光軸を正確に合わせることができるとされている。

ところで、特許文献１に記載の光電伝送デバイスでは、光導波路およびコリメートレンズを、あらかじめ位置決め部に対して正確に固定しておく必要がある。しかしながら、この際の位置合わせでは、それぞれの光軸を確認しつつ位置の微調整を繰り返さなければならない。すなわち、光導波路およびコリメートレンズを位置決め部に固定した後は、凹部と凸部の嵌合を利用して容易に位置合わせを行うことができるものの、その前の段階では、凹部と凸部の嵌合を利用することはできず、このような簡単な位置合わせを行うことは困難であった。

また、光導波路およびコリメートレンズを位置決め部に固定する場合、その固定には通常、接着剤が用いられる。しかしながら、接着後の光電伝送デバイスに対して保守作業を行う際、接着剤で固定された光導波路やコリメートレンズは取り外すことができない。このため、部分的な交換による修理を行うことができず、保守の容易性が低いという課題があった。

特開２００９−１８０９９８号公報

本発明の目的は、光素子に対して光導波路やレンズアレイを容易かつ正確に位置合わせすることができ、かつ、保守の際にこれらを容易に取り外すことのできる光導波路モジュールおよびかかる光導波路モジュールを備える電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（３３）により達成される。
（１）第１の基板と、
前記第１の基板の一方の面側に積層された第２の基板と、
前記第２の基板の一方の面上に設けられ、発光部または受光部を有する光素子と、
前記第２の基板を介して前記第１の基板とは反対側に設けられた、レンズアレイ、層状の光導波路、および挟持体が、前記第２の基板側からこの順で積層されてなる積層体と、を有し、
前記光素子と前記光導波路とが前記レンズアレイを介して光学的に接続されてなる光導波路モジュールであって、
前記第１の基板と前記挟持体のどちらか一方に、ガイド部が固定され、かつ、前記第１の基板と前記挟持体の他方、前記第２の基板、前記レンズアレイ、および前記光導波路には、それぞれ、前記ガイド部によって少なくともその面内位置が案内される被ガイド部が備えられていることを特徴とする光導波路モジュール。

（２）前記光素子は、前記第２の基板の前記レンズアレイ側の面上に設けられ、
前記第１の基板の前記第２の基板側の面上には、第１の電極パッドが設けられ、
前記第２の基板の前記第１の基板側の面上には、前記光素子と電気的に接続された第２の電極パッドが設けられ、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとが対向して接触することにより、これらが電気的に接続されている前記（１）に記載の光導波路モジュール。

（３）前記光導波路には、光路変換部が設けられており、
前記光素子と前記光導波路とが、前記光路変換部を更に介して光学的に接続されている前記（１）または（２）に記載の光導波路モジュール。

（４）前記挟持体の前記光導波路側の面に、光反射抑制部が設けられている前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（５）前記挟持体の波長４００ｎｍ〜１６００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上である前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（６）前記被ガイド部が備えられる前記第１の基板または前記挟持体と、前記第２の基板と、前記レンズアレイと、前記光導波路とは、それぞれ、前記ガイド部が備えられる前記第１の基板または前記挟持体に対して、着脱可能になっている前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（７）前記ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の一方の面側に突出するピンで構成されており、
前記各被ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体と、前記第２の基板と、前記レンズアレイと、前記光導波路とを、それぞれ貫通し、前記ピンを挿通可能な貫通孔で構成されている、前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（８）前記ピンに対して、前記貫通孔が形成される前記第１の基板または前記挟持体を固定する固定部を有する前記（７）に記載の光導波路モジュール。

（９）前記第１の基板および前記挟持体は、その形状が平面視で四角形をなしており、前記貫通孔は、前記四角形の四隅のうち、少なくとも２箇所に形成されている前記（７）または（８）に記載の光導波路モジュール。

（１０）前記ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の一方の面側に突出するピンで構成されており、
前記各被ガイド部は、それぞれ、前記第２の基板、前記レンズアレイ、および前記光導波路を貫通し、前記ピンを挿通可能な貫通孔と、前記第１の基板または前記挟持体に設けられ、前記ピンを挿入可能な凹部とで構成されている、前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（１１）前記凹部が形成される前記第１の基板または前記挟持体を、前記ピンに対して固定する固定部が、前記凹部が形成される前記第１の基板または前記挟持体に設けられている、前記（１０）に記載の光導波路モジュール。

（１２）前記第１の基板および前記挟持体は、その形状が平面視で四角形をなしており、前記凹部は、前記四角形の四隅のうち、少なくとも２箇所に形成されている前記（１０）または（１１）に記載の光導波路モジュール。

（１３）前記ピンは、先端側の外径が基端側の外径に比べて相対的に小さくなっている少なくとも１つの段差部を有しており、前記レンズアレイが有する前記貫通孔の内径は、前記段差部の基端側の外径より小さく、前記段差部の先端側の外径より大きい前記（７）ないし（１２）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（１４）前記ピンは、先端側の外径が基端側の外径に比べて徐々に小さくなっているテーパー部を有しており、前記レンズアレイが有する前記貫通孔の内径は、前記テーパー部の基端の外径より小さく、前記テーパー部の先端の外径より大きい前記（７）ないし（１２）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（１５）前記光導波路が少なくとも２層積層されてる前記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（１６）前記第１の基板と第２の基板との間、前記第２の基板と前記レンズアレイとの間、前記レンズアレイと前記光導波路との間、および、前記光導波路と前記挟持体との間、の少なくとも１箇所が、接着剤で接着されている前記（１）ないし（１５）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（１７）第１の基板と、
前記第１の基板の一方の面上に設けられ、発光部または受光部を有する光素子と、
前記光素子を介して前記第１の基板とは反対側に設けられた、レンズアレイ、層状の光導波路および挟持体が前記光素子側からこの順で積層されてなる積層体と、を有し、前記光素子と前記光導波路とが前記レンズアレイを介して光学的に接続されてなる光導波路モジュールであって、
前記第１の基板と前記挟持体のどちらか一方にガイド部が固定され、かつ、前記第１の基板と前記挟持体の他方、前記レンズアレイ、および前記光導波路には、それぞれ前記ガイド部によって少なくともその面内位置が案内される被ガイド部が備えられていることを特徴とする光導波路モジュール。

（１８）前記光導波路には、光路変換部が設けられ、
前記光素子と前記光導波路とが、前記光路変換部を更に介して光学的に接続されている前記（１７）に記載の光導波路モジュール。

（１９）前記挟持体の前記光導波路側の面に、光反射抑制部が設けられている前記（１７）または（１８）に記載の光導波路モジュール。

（２０）前記挟持体の波長４００〜１６００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上である前記（１７）または（１８）に記載の光導波路モジュール。

（２１）前記ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の一方の面側に突出するピンで構成されており、
前記各被ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体と、前記レンズアレイと、前記光導波路とをそれぞれ貫通し、前記ピンを挿通可能な貫通孔で構成されている前記（１７）ないし（２０）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（２２）前記ピンに対して、前記貫通孔が形成される前記第１の基板または前記挟持体を固定する固定部を有する前記（２１）に記載の光導波路モジュール。

（２３）前記ピンは、少なくともその先端部にネジが切られたものであり、かつ、前記固定部は、前記ピンに螺合するナットで構成されており、
前記ピンに螺合した前記ナットにより、前記積層体は前記第１の基板側に押圧、または、前記第１の基板と、前記レンズアレイと、前記光導波路とが、前記挟持体側に押圧され、固定されている前記（２２）に記載の光導波路モジュール。

（２４）前記第１の基板および挟持体は、その形状が平面視で四角形をなしており、前記貫通孔は、前記四角形の四隅のうち、少なくとも２箇所に設けられている前記（２１）ないし（２３）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（２５）前記ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の一方の面側に突出するピンで構成されており、
前記各被ガイド部は、それぞれ、前記レンズアレイおよび前記光導波路を貫通し、前記ピンを挿通可能な貫通孔と、前記第１の基板または前記挟持体に設けられ、前記ピンを挿入可能な凹部とで構成されている前記（１７）ないし（２０）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（２６）前記凹部が設けられる前記第１の基板または前記挟持体を、前記ピンに対して固定する固定部を、前記凹部が設けられる前記第１の基板または前記挟持体に有する前記（２５）に記載の光導波路モジュール。

（２７）前記第１の基板および挟持体は、その形状が平面視で四角形をなしており、前記凹部は、前記四角形の四隅のうち、少なくとも２箇所に設けられている前記（２５）または（２６）に記載の光導波路モジュール。

（２８）前記ピンは、先端側の外径が基端側の外径に比べて相対的に小さくなっている少なくとも１つの段差部を有しており、前記レンズアレイが有する前記貫通孔の内径は、前記段差部の基端側の外径より小さく、前記段差部の先端側の外径より大きい前記（２１）ないし（２７）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（２９）前記ピンは、先端側の外径が基端側の外径に比べて徐々に小さくなっているテーパー部を有しており、前記レンズアレイが有する前記貫通孔の内径は、前記テーパー部の基端の外径より小さく、前記テーパー部の先端の外径より大きい前記（２１）ないし（２７）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（３０）前記光導波路が少なくとも２層積層されている前記（１７）ないし（２９）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（３１）前記第１の基板と前記レンズアレイとの間、前記レンズアレイと前記光導波路との間、および、前記光導波路と前記挟持体との間、の少なくとも１箇所が、接着剤で接着されている前記（１７）ないし（３０）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（３２）前記被ガイド部が備えられる前記第１の基板または前記挟持体と、前記レンズアレイと、前記光導波路とは、それぞれ、前記ガイド部が固定される前記第１の基板または前記挟持体に対して、着脱可能になっている前記（１７）ないし（３１）のいずれかに記載の光導波路モジュール。

（３３）前記（１）ないし（３２）のいずれかに記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。

本発明によれば、第１の基板と挟持体のどちらか一方にガイド部が設けられており、かつ、前記第１の基板と前記挟持体の他方、光導波路、およびレンズアレイに被ガイド部が設けられているので、ガイド部に対して被ガイド部を案内させることにより、相互の位置を容易かつ正確に合わせることができ、光損失が少ない光導波路モジュールが得られる。

また、ガイド部に対する被ガイド部のガイド状態を解除すれば、光導波路モジュールから光導波路やレンズアレイを取り外し、個別に交換することができるので、保守の容易性および低コスト化が可能な光導波路モジュールが得られる。
また、光素子が第２の基板に実装されている場合においては、目的、用途に応じ任意に設計された第２の基板を取り替えて用いることができる。また故障しやすい傾向にある光素子をより容易に交換することが可能な光導波路モジュールが得られる。

また、光路変換部が光導波路に設けられている場合には、より容易に光軸を合わせることができ、光路変換に伴う光損失を抑制し、高品質な光通信を行うことのできる光導波路モジュールが得られる。
また、挟持体の光導波路側の面に光反射抑制部が設けられている場合、あるいは、挟持体の波長４００〜１６００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上である場合、光路変換部で光路変換されずに挟持体に到達した光が、挟持体により反射されて光導波路に入射することを防ぎ、ノイズをより低減させることが可能な光導波路モジュールが得られる。

また、ガイド部として、第１の基板または挟持体のどちらか一方から突出させたピンを用い、被ガイド部として、第１の基板または挟持体の他方、光導波路、およびレンズアレイを貫通する貫通孔を用いた場合、単にピンに対して貫通孔を挿通しさえすれば、相互の位置合わせを容易に行うことができるので、光損失の少なく、かつ製造が容易な光導波路モジュールが得られる。

また、このような光導波路モジュールを備えることにより、信頼性の高い電子機器が得られる。

本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示す光導波路を個別に示す斜視図（一部透過して示す）である。 図１に示すＡ−Ａ線断面図である。 第１実施形態のガイド部、被ガイド部および固定部の変形例を示す部分断面図である。 本発明の光導波路モジュールの第２実施形態の一例を示す部分断面図である。 本発明の光導波路モジュールの第２実施形態の他の例を示す部分断面図である。 第２実施形態のガイド部および被ガイド部の変形例を示す部分断面図である。 本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す断面図である。 本発明の光導波路モジュールの第４実施形態を示す断面図である。

以下、本発明の光導波路モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜光導波路モジュール＞
（第１実施形態）
まず、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す分解斜視図、図２は、図１に示す光導波路を個別に示す斜視図（一部透過して示す）、図３は、図１に示すＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明では、図１〜３の上側を「上」、下側を「下」という。また、図１〜３では、厚さ方向を強調して描いている。

図１に示す光導波路モジュール１は、第１の基板２と、その面上に設けられた光素子３と、光素子３を介して第１の基板２とは反対側に設けられた、レンズアレイ４、光導波路５、および挟持体６が、光素子３側からこの順で積層されてなる積層体７と、を有し、光素子３と光導波路５とがレンズアレイ４を介して光学的に接続され、第１の基板２に設けられた電気配線を伝送される電気信号と、光導波路５を伝送される光信号とを相互に変換し得るものである。

光素子３は、電気信号を光信号に変換し、発光部から光信号を発光して光導波路５に入射させる発光素子、または、光導波路５から出射された光信号を受光部で受光して電気信号に変換する受光素子のいずれか、あるいは、双方の機能を有する複合素子である。

図１に示す光導波路モジュール１では、第１の基板２に設けられたピン（ガイド部）２１に対して、積層体７に設けられた貫通孔（被ガイド部）７１が挿通されることにより、第１の基板２の面方向における両者の相対的な位置を一義的に決めることができる。その結果、光素子３の光軸と積層体７の光軸とを高度に一致させることができ、光導波路モジュール１における光損失を抑制することができる。
前記ピン２１は、第１の基板２ではなく、例えば、挟持体６に設けられていても良い。この場合、ピン２１を挿通可能な貫通孔は、第１の基板２、レンズアレイ４、および光導波路５に形成され、当該貫通孔にピン２１が挿通されることにより、挟持体６の面方向における、第１の基板２、レンズアレイ４、および光導波路５の相対的な位置が一義的に決められる。その結果、第１の基板２にピン２１が設けられた場合と同様に、光素子３の光軸と積層体７の光軸とを高度に一致させることができ、光導波路モジュール１における光損失を抑制することができる。
以下では、前記ピン２１は、第１の基板２に設けられている場合について詳述するが、挟持体６に設けられていている場合についても同様である。

以下、光導波路モジュール１の各部の構成について順次説明する。
（光導波路）
光導波路５は、層状でかつ図１のＸ方向に延伸した細長い帯状をなしており、第１の基板２、光素子３、レンズアレイ４および挟持体６等は、この光導波路５の少なくとも一方の端部近傍に設けられている。

図２に示す光導波路５は、下方からクラッド層（下部クラッド層）５１、コア層５３、およびクラッド層（上部クラッド層）５２をこの順で積層して構成されている。このうちコア層５３には、図２に示すように、平面視で線状のコア部５４と、このコア部５４の側面に隣接する側面クラッド部５５とが形成されている。図２では、８つのコア部５４が並列するように、かつ、帯状をなす光導波路５の長手方向に沿って直線状に設けられており、各コア部５４の側面にそれぞれ隣接するように複数の側面クラッド部５５が設けられている。なお、図２において、クラッド層５２は透過して描かれている。

図２に示す光導波路５では、各コア部５４の一方の端部に入射された光を、各コア部５４とクラッド部（各クラッド層５１、５２および各側面クラッド部５５）との界面で全反射させ、他方の端部に伝搬させることができる。これにより、出射端で受光した光の明滅パターンまたはその強弱パターン等に基づいて光通信を行うことができる。すなわち、光導波路５は、複数（図２では８つ）のチャンネル（コア部５４）を有し、複数の光通信を並行して行うことができるマルチチャンネルの光導波路である。

各コア部５４とクラッド部との界面で全反射を生じさせるためには、界面に屈折率差が存在する必要がある。コア部５４の屈折率は、クラッド部の屈折率より大きければよく、その差は特に限定されないものの、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。

なお、前記屈折率差とは、コア部５４の屈折率をＡ、クラッド部の屈折率をＢとしたとき、次式で表わされる。
屈折率差（％）＝｜Ａ／Ｂ−１｜×１００

また、図２に示す構成では、各コア部５４は、平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等していてもよく、その形状は任意である。

また、各コア部５４の横断面形状は、正方形または矩形（長方形）のような四角形であるのが一般的であるが、特に限定されず、真円、楕円のような円形、菱形、三角形、五角形のような多角形であってもよい。

各コア部５４の幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、２０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。

コア層５３の構成材料は、上記の屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等である。

また、これらの中でも特にノルボルネン系樹脂が好ましい。これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）、ＲＯＭＰと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤（例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤）を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。

一方、各クラッド層５１、５２は、それぞれ、コア層５３の下部および上部に位置し、各側面クラッド部５５とともに、各コア部５４の外周を囲むクラッド部を構成する。これにより光導波路５は導光路として機能する。

クラッド層５１、５２の平均厚さは、コア層５３の平均厚さ（各コア部５４の平均高さ）の０．１〜１．５倍程度であるのが好ましく、０．２〜１．２５倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層５１、５２の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路５が必要以上に大型化（厚膜化）するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。

また、各クラッド層５１、５２の構成材料としては、例えば、前述したコア層５３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特にノルボルネン系ポリマーが好ましい。

また、コア層５３の構成材料およびクラッド層５１、５２の構成材料を選択する場合、両者の間の屈折率差を考慮して材料を選択すればよい。具体的には、コア層５３とクラッド層５１、５２との境界において光を確実に全反射させるため、コア層５３の構成材料の屈折率がクラッド層５１、５２の屈折率に比べ十分に大きくなるように材料を選択すればよい。これにより、光導波路５の厚さ方向において十分な屈折率差が得られ、各コア部５４からクラッド層５１、５２に光が漏れ出るのを抑制することができる。

なお、光の減衰を抑制する観点からは、コア層５３の構成材料とクラッド層５１、５２の構成材料との密着性（親和性）が高いことも重要である。

また、光導波路５の長手方向の途中には、複数のミラー（光路変換部）５６が設けられている（図１、２参照）。このミラー５６は、光導波路５の途中に掘り込み加工を施し、これにより得られた空間（空洞）の内壁面で構成される。この内壁面の一部は、コア部５４を斜め４５°に横切る平面であり、この平面がミラー５６となる。ミラー５６を介して、光導波路５と光素子３とが光学的に接続されている。ここで、「光学的に接続される」とは、光素子３の発光部から出射される光信号が、ミラー５６にて光路変換され、光導波路５に入射される、あるいは、光導波路５から出射される光信号が、ミラー５６にて光路変換され、光素子３の受光部に入射されることを意味する。
このように、ミラー５６が光導波路５に形成されていることにより、光素子３の光軸と光導波路５の光軸とをより容易に一致させることができ、光導波路モジュール１における光損失を抑制することができる。

なお、ミラー５６には、必要に応じて反射膜を成膜するようにしてもよい。この反射膜としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属膜が好ましく用いられる。

また、光導波路５に対する掘り込み加工は、例えば、レーザー加工法、ダイシングソーによるダイシング加工法等により行うことができる。

（第１の基板）
第１の基板２は、その上面に光素子３が搭載されており、また、光素子３に接続された図示しない電気配線を有している。

このような第１の基板２は、絶縁性を有する基板であり、例えば、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたもの等が挙げられる。

具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板等のガラス基材銅張積層板や、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁基板のほか、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板が挙げられる。

また、第１の基板２上に形成された電気配線は、例えば、第１の基板２上に設けられた導体層（例えば銅張積層板の銅箔）をパターニングする方法、導電性インクを第１の基板２上に印刷する方法、あらかじめパターニングされた導体層を転写する方法等により形成される。このような電気配線は、例えば光素子３と電気信号をやりとりしたり、光素子３に電力を送出するのに用いられる。

第１の基板２の形状は、特に限定されないが、平面視で四角形をなしていることが好ましく、たとえば、平板状や直方体様のブロック状とされる。
また、第１の基板２の平均厚さは、特に限定されないものの、好ましくは３００μｍ〜１０ｍｍ程度、より好ましくは５００μｍ〜８ｍｍ程度とされる。このような厚さの第１の基板２は、十分な剛性を有するため、光素子３を確実に支持することができる。

なお、第１の基板２は、１層の基板であってもよいが、複数層が積層されてなる多層基板（ビルドアップ基板）であってもよい。この場合、多層基板の層間には、パターニングされた導体層が含まれており、そこには任意の電気回路が形成されていてもよい。これにより、第１の基板２が小面積であっても、その内部に複雑な電気回路を構築することができるので、電気回路の高密度化を図ることができる。

（光素子）
図１に示す第１の基板２上には、２つの光素子３が搭載されている。

光素子３は、前述したように、電気信号を光信号に変換し、発光部から光信号を発光して光導波路５に入射させる発光素子、または、光導波路５から出射された光信号を受光部で受光して電気信号に変換する受光素子のいずれか、あるいは、双方の機能を有する複合素子である。

具体的には、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子や、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等の受光素子等が挙げられる。なお、本実施形態では、光素子３が発光素子である場合を例に説明する。また、図３に示す矢印は、光素子３から出射した光の進行方向を示している。

図１に示す２つの光素子３は、それぞれその上面に設けられた複数（図１では４つ）の発光部３１を有している。この発光部３１は、各光素子３において、Ｙ方向に沿って等間隔で一列に並んでいる。このとき、隣接する発光部３１の間隔は、光導波路５のコア部５４の間隔の２倍に設定されている。

また、２つの光素子３は、Ｙ方向にずれて配置されている。このずれ量は、光導波路５のコア部５４の間隔に等しくなるよう設定されている。これにより、２つの光素子３の全体で見たとき、隣接する発光部３１のＹ方向における間隔は、光導波路５のコア部５４の間隔と等しくなっている。

一方、各光素子３は、図３に示すように、その下面に各発光部３１に対応して設けられた電極パッド３２、３３を有している。電極パッド３２、３３に通電することで、発光部３１が発光する。

これらの電極パッド３２、３３は、前述した第１の基板２上に設けられた電気配線と電気的に接続されている。ここで、「電気的に接続されている」とは、電気信号の伝達や電力の送出入が可能であることを意味する。この接続には、各種ハンダ、各種ろう材を用いて行うことができ、具体的には、Ｓｎ−Ｐｂ系の鉛ハンダの他、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系の各種鉛フリーハンダ、ＪＩＳに規定された各種低温ろう材等を用いることができる。

なお、第１の基板２上には、光素子３の他に、必要に応じて電気素子が搭載されていてもよい。かかる電気素子としては、例えば、ドライバーＩＣ、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）、またはこれらの素子を複合したコンビネーションＩＣ、ＬＳＩ、ＲＡＭ等が挙げられる。

前述した電気配線は、電気素子と接続されており、電気素子により光素子３の動作が制御される。

なお、光素子３および電気素子の少なくとも一方は、モールド樹脂により封止（モールド）されていてもよい。これにより、光素子３および電気素子は、耐候性（耐熱性、耐湿性、気圧変化等）、振動、外力、応力集中、異物付着等から確実に保護される。

モールド樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等が挙げられる。

（レンズアレイ）
２つの光素子３上には、これらの光素子３を覆うように１つのレンズアレイ（マイクロレンズアレイ）４が積層されている。レンズアレイ４を介して、光素子３と光導波路５が光学的に接続されている。ここで、「光学的に接続される」とは、光素子３の発光部から出射される光信号が、レンズアレイ４にて集光され、光導波路５に入射される、あるいは、光導波路５から出射される光信号が、レンズアレイ４にて集光され、光素子３の受光部に入射されることを意味する。

図１に示すレンズアレイ４は、平面視で四角形をなす板状部材またはフィルム状部材であり、前述した発光部３１の配置に対応させて形成された複数のレンズ部４１を有している。レンズ部４１は、それぞれ独立した凸レンズであり、発光部３１から出射した光を集光させることで、光導波路５のミラー５６の有効領域に到達する光量の割合を増やすとともに、ミラー５６によって反射された光量の割合を減らすことができる。その結果、ミラー５６による光路変換に伴う光損失を抑制し、高品質な光通信を行うことのできる光導波路モジュール１が得られる。

レンズ部４１の平面視形状は円形またはそれに類する形状とされ、表面の断面形状は球面、非球面、放物面等の形状とされる。

レンズアレイ４の構成材料としては、実質的に透明な材料であればよく、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのような各種ガラス材料、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。

また、レンズアレイ４は、いかなる方法で製造されたものでもよく、例えば母材にレーザー照射し構造変化を生じさせる方法、型により母材を成形する方法等により製造される。

なお、図１に示すレンズ部４１の形成位置は、発光部３１の配置に対応するように設定されているが、特に限定されるものではなく、所定の間隔で規則的あるいは不規則的な位置に設定されていてもよい。

（挟持体）
光導波路５上には、挟持体６が積層されている。

図１に示す挟持体６は、第１の基板２とともにレンズアレイ４および光導波路５を挟持し、これらを安定的に固定する。

挟持体６の形状は特に限定されないが、平面視で四角形をなしていることが好ましく、例えば、平板状、直方体様のブロック状とされる。このような形状の場合、積層体７を第一の基板２に対して、より均一に押圧することが可能となり、光素子３の光軸と積層体７の光軸をより正確に合わせることができる。

挟持体６の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、マグネシウムのような各種金属材料、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアのような各種セラミックス材料、グラファイト、炭素繊維のような各種炭素材料、シリコンのような各種ケイ素材料、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのような各種ガラス材料、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。

また、挟持体６の下面（光導波路５側の面）６１には、光の反射を抑制するものであるのが好ましい。より好ましくは、挟持体６の下面６１には、光反射抑制部が形成されている、あるいは、挟持体６の波長４００〜１６００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上である。これにより、光素子３から出射した光がミラー５６で反射される際、ミラー５６で反射されずに挟持体６の下面６１に到達した光が、再び下方に反射されるのを抑制することができる。その結果、反射光が意図せずコア部５４に入射してノイズとなるのを防止することができる。
ここで、前記透過率とは、分光透過率測定装置によって測定される値である。

挟持体６の下面６１が光の反射を抑制するためには、例えば、挟持体６の構成材料が光反射性の低い材料である、あるいは、挟持体６の下面６１に光反射を抑制する処理が施されて光反射抑制部が形成されている等の特徴を有する挟持体６を用いればよい。

光反射性の低い材料としては、例えば、上述した各種材料の中でも、各種ガラス材料、各種樹脂材料等が挙げられる。これらの材料は、比較的透光性が高いことから、相対的に光反射性が低いといえる。中でも、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を用いて、波長４００〜１６００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上である挟持体６を得ることが好ましい。

一方、光反射を抑制する処理としては、例えば、挟持体６の下面６１を粗面化する処理（粗面化処理）、挟持体６の下面６１に、前述したような光反射性の低い材料を成膜する処理（成膜処理）等が挙げられる。

粗面化処理としては、例えば、サンドブラスト処理、ショットブラスト処理、レーザー加工、ドライエッチング加工、ウエットエッチング加工等が挙げられる。

また、成膜処理としては、例えば、真空蒸着、スパッタリングのような物理蒸着、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着、電解めっき、無電解めっきのようなめっき処理等が挙げられる。

（ガイド部および被ガイド部）
図１に示す光導波路モジュール１は、前述したように、第１の基板２の上面に設けられ、上方に突出するピン（ガイド部）２１を有している。このピン２１は、平面視で四角形をなす第１の基板２上の四隅のうち、対向する２箇所に設けられている。

一方、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６は、それぞれピン２１の配置に対応する位置に設けられた貫通孔（被ガイド部）４２、５７、６２を有している。これらの貫通孔４２、５７、６２は、それぞれピン２１を挿通可能なものである。すなわち、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６からなる積層体７は、ピン２１を挿通可能な貫通孔（被ガイド部）７１を有している。

ここで、第１の基板２における光素子３の発光部３１とピン２１との位置関係は、積層体７における光導波路５のミラー５６と貫通孔７１との位置関係と同じになるよう設定されている。すなわち、第１の基板２における発光部３１のピン２１からの離間距離および角度は、積層体７におけるミラー５６の貫通孔７１との離間距離および角度と同じになるよう設定されている。

さらには、レンズアレイ４におけるレンズ部４１と貫通孔７１との位置関係も、上記位置関係と同じになるよう設定されている。

ピン（ガイド部）２１および貫通孔（被ガイド部）７１の位置関係を上記のように設定すると、ピン２１に対して貫通孔７１を挿通したとき、発光部３１の光軸、レンズ部４１の光軸、およびミラー５６の有効領域の中心と、が自ずと一致することとなる。その結果、これらを光結合させたとき、光損失を最小限に抑えることができ、光導波路モジュール１は、高品質の光通信を行い得るものとなる。

また、ピン２１に対して貫通孔７１を挿通しさえすれば、相互の位置を微調整（アライメント）することなく、簡単に位置合わせを行うことができる。このため、光導波路モジュール１は、その製造が容易なものとなり、製造歩留まりの向上および製造コストの低減が図られる。

ピン２１は、第１の基板２の上面（第１の基板２のレンズアレイ４側の面）から上方に突出するよう固定されていればよく、例えば、第１の基板２に設けられた凹部または貫通孔に挿通することで固定したり、第１の基板２の上面に接着剤で固定すればよい。
ピン２１の形状は、特に限定されないが、円柱状、角柱状等の形状とされる。

貫通孔７１は、ピン２１に挿通することで、積層体７の面方向の位置を案内する。貫通孔７１の形状も特に限定されないが、円柱状、角柱状等の形状とされ、好ましくはピン２１と同じ形状とされる。

また、貫通孔７１は、ピン２１を挿通可能な大きさであればよいが、ピン２１の外径を１としたとき、その内径の下限値は、通常、１程度であり、好ましくは１．００５であり、より好ましくは１．０３程度であり、より更に好ましくは１．１０程度である。一方、前記内径の上限値は、１．５０程度であるのが好ましく、１．４０程度であるのがより好ましく、１．２程度であるのがより更に好ましい。貫通孔７１の内径を前記範囲内とすることにより、第１の基板２に対する積層体７の位置合わせの精度を高めつつ、光導波路モジュール１の製造時の容易性および積層体７を交換する際の容易性をも高めることができる。
貫通孔７１は、例えば、レーザー穴明け加工、ドリル加工、パンチ加工等によって形成することができる。

ピン２１の外径は、必要な強度や第１の基板２の大きさ等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、０．１〜２ｍｍ程度であるのが好ましく、０．３〜１ｍｍ程度であるのがより好ましい。

また、ピン２１の構成材料は、特に限定されないが、剛性の高い材料であればよく、具体的には、ステンレス鋼、アルミニウムのような各種金属材料、アルミナ、ジルコニアのような各種セラミックス材料、石英ガラスのような各種ガラス材料等が好ましい。

また、図１に示す光導波路モジュール１は、２本のピン２１と２つの貫通孔７１を有しているが、これらの数は、特に限定されず、１つであっても３つ以上であってもよい。

なお、２本のピン２１については、互いに外径が異なっており、それに応じて２つの貫通孔７１についても、互いに内径が異なっているのが好ましい。これにより、積層体７を第１の基板２上に積層する際に、面内の回転角を一義的に決めることができ、例えば本来の角度から面内で１８０°ずれた角度で積層されてしまうのを避けることができる。この場合、２本のピン２１の外径が十分に異なっており、２つの貫通孔７１のうち、内径の小さいものが、２本のピン２１のうち、外径の大きいものに挿通することができないよう、それぞれの外径および内径が最適化されていることが好ましい。これにより、積層体７を誤った角度で積層するのを確実に防止することができる。
同様に、ピン２１が３つ以上設けられる場合であっても、互いに外径が異なるものであることが好ましく、それに応じて貫通孔７１の内径も互いに異なるものであることが好ましい。

以上のようにピン２１と貫通孔７１（貫通孔４２、５７、６２）は、第１の基板２に対して積層体７の積層位置を案内するガイド部と被ガイド部として機能する。

このようなガイド部および被ガイド部を用いることにより、第１の基板２に対して積層体７の位置を微調整することなく、簡単に位置合わせを行うことができる。

また、ガイド部および被ガイド部は、通常、ガイド状態と非ガイド状態を容易に切り替えることができるので、非ガイド状態のときには、第１の基板２から積層体７を取り外すことができる。これにより、光導波路モジュール１の保守を行う際には、積層体７を容易に交換することができるので、保守の容易性が高められる。

さらに、積層体７を構成する光導波路、レンズアレイおよび挟持体も、それぞれに設けられた被ガイド部によってガイドされており、かつ個別に交換することができる。このため、交換にかかるコストの低減を図ることができる。

なお、ピン２１に対して貫通孔７１を挿通した状態であれば、それ自身の自重で積層体７は第１の基板２に対して仮固定されるが、これらを確実に固定するためには、積層体７の層間はもちろん、積層体７と第１の基板２との間も接着剤等を用いて固定されているのが好ましい。

接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。

なお、接着剤等は、前述した光軸に干渉しない領域に塗布されるのが好ましいが、接着剤等が透光性を有している場合には、塗布領域は限定されない。

また、積層体７の層間の全てが接着されていなくてもよいが、層間の少なくとも１つが接着されていることが好ましい。

また、図１に示すピン２１の先端部２１０にはネジ２１１が切られており、この先端部２１０は、挟持体６の上面から突出している。そして、突出した先端部２１０のネジ２１１には、内径にネジが切られたナット２１２が螺合している。このナット２１２がピン２１のネジ２１１に螺合していることにより、挟持体６は下方に押圧されるとともに、ピン２１に固定される。すなわち、ナット２１２は、挟持体６を固定することにより、積層体７を第１の基板２側に押圧して固定する固定部として機能する。

このようにしてネジ２１１とナット２１２とを用いることで、第１の基板２に対して積層体７の面方向の位置を正確にガイドするとともに、挟持体６が固定されることで、そのガイド状態を確実に維持することができる。その結果、構造が簡単であって、かつ光損失の少ない光導波路モジュール１が得られる。また、ナット２１２を取り外しさえすれば、積層体７の固定状態を簡単に解除することもできる。

なお、ピン２１に切られたネジ２１１は、先端部に限らず、ピン２１全体に切られていてもよい。

また、ナット２１２は、内径にネジが切られたもの（例えば、六角ナット、四角ナット、蝶ナット、板ナット等）でなくてもよく、例えば、Ｃ型止め輪、Ｅ型止め輪のような各種止め輪で代替することもできる。これらのナット（止め輪を含む。）は、いずれも着脱自在なものであるので、挟持体６を固定したり解除したりすることが自由に行える点で有用である。

また、固定部は、挟持体６に内蔵されていてもよい。例えば、挟持体６が、貫通孔６２内に突出するバネを有しており、貫通孔６２内にピン２１を挿通したとき、バネが縮んでピン２１を付勢することにより、挟持体６をピン２１に対して固定する機構も、前記固定部となり得る。

さらには、接着剤を用いて挟持体６をピン２１に固定するようにしてもよい。この接着剤としては、前述したようなものが挙げられる他、光導波路モジュール１の保守作業を考慮した場合、接着後に接着を解除することのできるものも好ましく用いられる。このような接着剤は、解体性接着剤として知られており、熱や紫外線といった何らかの外的刺激に伴って接着力が低下する接着剤である。具体的には、エポキシ系解体性接着剤、アクリル系解体性接着剤等が挙げられる。

なお、光導波路５の左端は、図１に示すような光素子３の発光部３１と光学的に接続されている一方、光導波路５の右端についても、図１に示す光導波路モジュール１と同様の構造により受光部を有する光素子と光学的に接続されていてもよく、その他のコネクターが設けられていてもよい。このようなコネクターとしては、例えば、光ファイバーとの接続に用いられるＰＭＴコネクター等が挙げられる。

また、光導波路５の途中に、コア部５４を複数に分岐する光スプリッターを介在させるようにしてもよい。この場合、分岐後の複数の端部に対して、図１に示す光導波路モジュール１や各種コネクターを設けるようにしてもよい。

ここで、第１実施形態の変形例について説明する。
図４は、第１実施形態のガイド部、被ガイド部および固定部の変形例を示す部分断面図である。

図４に示す挟持体６は、貫通孔ではなく、下方（光導波路５側）に開口した凹部６３を有している以外、第１実施形態にかかる挟持体６と同様である。このような挟持体６は、誤って表裏反対に積層されるおそれもなく、製造容易性のより高いものとなる。

また、凹部６３の内径は、途中で部分的に小さくなっており、内側に突出した爪状になっている。この部分を縮径部６３１とする。

一方、図４に示すピン２１には、ネジの代わりに先端部２１３よりやや基端側に位置する箇所の外径が部分的に小さくなっており、溝状になっている。この部分を縮径部２１４とする。

そして、ピン２１を凹部６３内に挿入するときには、まず、ピン２１の先端部２１３が縮径部６３１を押し広げる。そして、先端部２１３が縮径部６３１を通過し終えると、押し広げられていた縮径部６３１（爪）が弾力的に元に戻り、凹部６３の縮径部６３１はピン２１の縮径部２１４（溝）に入り込んだ状態となる。

この状態では、爪状の縮径部６３１が溝状の縮径部２１４に引っ掛かり、挟持体６はピン２１に対して固定される。すなわち、このような爪状の縮径部６３１および溝状の縮径部２１４は、挟持体６をピン２１に対して固定する固定部となり得る。

なお、本実施形態の場合、縮径部６３１が弾性変形する必要があるので、挟持体６の構成材料としては、例えば、弾性変形性を有する各種金属材料、各種樹脂材料等が好ましく用いられる。
前記金属材料としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムが好ましく用いられる。
前記樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が好ましく用いられる。

また、上述したピン２１はガイド部の一例、貫通孔７１および凹部６３は被ガイド部の一例であり、ガイド部および被ガイド部は、その他のものであってもよい。

例えば、第１の基板２の端面に設けられ、積層体７の外側から縁部に引っ掛ける爪状部材等が挙げられる。この爪状部材を第１の基板２の少なくとも３箇所に設けることで、第１の基板２に対して積層体７の位置を正確に合わせることができる。すなわち、爪状部材が積層体７の端面に当接することで、第１の基板２に対する積層体７の位置は一義的に決定される。

（第２実施形態）
次に、本発明の光導波路モジュールの第２実施形態について説明する。

図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の光導波路モジュールの第２実施形態を示す部分断面図である。
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図５Ａおよび図５Ｂにおいて、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５Ａおよび図５Ｂに示す光導波路モジュール１は、ガイド部および被ガイド部の構成が異なる以外は、第１実施形態と同様である。

図５Ａに示すピン２１は、先端側の外径が基端側の外径に比べて相対的に小さくなったテーパー状になっている。すなわち、図５Ａに示すピン２１の外径は、先端に向かって徐々に小さくなっている。

一方、積層体７の設けられた貫通孔７１は、積層体７を構成するレンズアレイ４、光導波路５および挟持体６のそれぞれで異なっている。具体的には、挟持体６に設けられた貫通孔６２の内径は、光導波路５に設けられた貫通孔５７の内径より小さく、光導波路５に設けられた貫通孔５７の内径は、レンズアレイ４に設けられた貫通孔４２の内径より小さいことが好ましい。このように貫通孔の内径を互いに異ならせることで、各貫通孔４２、５７、６２は、それぞれピン２１の異なる高さでピン２１に対して引っ掛かりを生じる。その結果、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６は、それぞれ自ずと互いに異なる高さに固定される。すなわち、この場合、各貫通孔４２、５７、６２をピン２１に挿通しさえすれば、両者を容易に固定することができ、かつ、その固定高さは、互いに異なる高さとなる。また、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６は、第１の基板２に対して自ずと平行になる。これにより、特にレンズアレイ４の固定位置の精度が高くなり、レンズ部４１の焦点の位置も厳密に制御することができる。

また、各貫通孔４２、５７、６２にピン２１を挿入するにしたがい、両者の隙間（クリアランス）は徐々に小さくなり、最終的には各貫通孔４２、５７、６２の内面とピン２１の外面とが接する。この状態では、ピン２１に対して各貫通孔４２、５７、６２の位置が１点に収束し、前記隙間に基づいて変化する余地がないので、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６の、ピン２１に対する位置は、より正確に制御されることとなる。したがって、本実施形態では、位置合わせの精度がより高くなる。

なお、ピン２１の外径の変化率や各貫通孔４２、５７、６２の内径は、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６の、第１の基板２（光素子３）からの離間距離の設計値に応じて、適宜設定される。

また、上記テーパーは、ピン２１の全体に適用されていてもよいが、部分的に適用されていてもよい。
また、必要に応じて、各貫通孔４２、５７、６２の形状をテーパー状にしてもよい。

図５Ｂに示す各貫通孔４２、５７、６２は、その下端の内径が相対的に大きく、上端の内径が相対的に小さくなっている。すなわち、図５Ｂに示す各貫通孔４２、５７、６２の内径は、それぞれ上方に向かって徐々に小さくなったテーパー状になっている。

このとき、内径の変化率は、ピン２１の外径の変化率と同じになっていれば、各貫通孔４２、５７、６２をピン２１に挿通したとき、ピン２１の外面形状と各貫通孔４２、５７、６２の内面形状とが適合するため、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６をピン２１に対してより確実に固定することができ、かつ、位置合わせの精度もより高くなる。

ここで、第２実施形態の変形例について説明する。
図６は、第２実施形態のガイド部および被ガイド部の変形例を示す部分断面図である。

図６に示すピン２１の外径は、テーパー状に変化するのではなく、先端に向かって階段状に縮小しており、図６に示すピン２１は、段差に伴う３つの段差面２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを有する段差部を有している。レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６が、段差面２１Ａ上、２１Ｂ上および２１Ｃ上に載ることで、その位置合わせが行われる。

また、段差面２１Ａ直上のピン２１の外径２１ａは、貫通孔４２を挿通可能な外径であり、かつ、貫通孔５７を挿通不可能な外径であるのが好ましい。

また、段差面２１Ｂ直上のピン２１の外径２１ｂは、貫通孔５７を挿通可能な外径であり、かつ、貫通孔６２を挿通不可能な外径であるのが好ましい。

また、段差面２１Ｃ直上のピン２１の外径２１ｃは、貫通孔６２を挿通可能な外径であるのが好ましい。

以上のように、ピン２１の外径２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび貫通孔４２、５７、６２の内径を適宜設定することにより、第１の基板２に対するレンズアレイ４、光導波路５および挟持体６の離間距離を設計通りに合わせることができる。また、全てのピン２１の形状が上記のように設定されていれば、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６は、第１の基板２に対して自ずと平行になる。これにより、特にレンズアレイ４の固定位置の精度が高くなり、レンズ部４１の焦点の位置も厳密に制御することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態について説明する。

図７は、本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す断面図である。なお、図７に示す矢印は、光素子３から出射した光の進行方向を示している。

以下、第３実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図７において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７に示す光導波路モジュール１は、光導波路５が２層積層されており、光素子３が４個搭載されているとともに、光素子３の発光部３１の配置に合わせてレンズアレイ４のレンズ部４１の数が増えている以外は、第１実施形態と同様である。

図７に示す４つの光素子３は、第１の基板２上に並列している。そして、最も左側の光素子３と、左から３つ目の光素子３は、Ｙ方向の位置が同じであり、一方、残る２つの光素子３は、そこからＹ方向にずれて配置されている。このずれ量は、第１実施形態と同様である。

２層の光導波路５は、コア部５４の本数、長さ、幅、間隔等が異なっていてもよいが、本実施形態では同じものとされる。このように２層の光導波路５を積層することで、光導波路５を２倍に集積することができ、より高い密度で光通信を行うことができる。

なお、２層の光導波路５には、それぞれ貫通孔５７が形成されており、これらの貫通孔５７をピン２１に挿通することで、２層の光導波路５の位置合わせを同時に行うことができる。

また、本実施形態において、光導波路５の積層数は３層以上であってもよく、光素子３の数も３個または５個以上であってもよい。

（第４実施形態）
次に、本発明の光導波路モジュールの第４実施形態について説明する。

図８は、本発明の光導波路モジュールの第４実施形態を示す断面図である。
以下、第４実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図８において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８に示す光導波路モジュール１では、第１の基板２とレンズアレイ４との間に第２の基板８が追加されており、光素子３が、第１の基板２上には搭載されておらず、第２の基板８上に搭載されている以外は、第１実施形態と同様である。すなわち、積層体７は、第２の基板８、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６を積層してなるものである。また、第２の基板８にも貫通孔８２が設けられており、貫通孔８２、４２、５７、６２により、積層体７を貫通する貫通孔７１が構成されている。よって、貫通孔７１をピン２１に挿通することで、第２の基板８、レンズアレイ４、光導波路５および挟持体６の位置合わせが完了する。

第２の基板８としては、フィルム基板（フレキシブル基板）、リジッド基板を用いることができる。具体的には、フィルム基板としては、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板、アラミド銅張フィルム基板等が挙げられ、リジッド基板としては、ガラスエポキシ銅張積層板（FR-4、FR-5)、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板等が挙げられる。
第２の基板８の平均厚さは、特に限定されないものの、好ましくは、０．０５〜２ｍｍ程度、より好ましくは０．１〜１ｍｍ程度とされる。このような厚さの第２の基板８は、十分な剛性を有するため、光素子３を確実に支持することができる。

また、第２の基板８上には、図示しない電気配線が設けられている。この電気配線は、例えば、第２の基板８上に設けられた導体層（例えば、銅張フィルム基板の銅箔）をパターニングする方法、導電性インクを第２の基板８上に印刷する方法、あらかじめパターニングされた導体層を転写する方法等により形成される。このような電気配線は、例えば光素子３と電気信号をやりとりしたり、光素子３に電力を送出するのに用いられる。

また、第２の基板８の下面（第１の基板２側の面）には、電気配線に接続された第２の電極パッド８１が設けられており、第１の基板２の上面（第２の基板８側の面）には、第２の電極パッド８１の配置に対応した第１の電極パッド２２が設けられている。
第２の電極パッド８１は、第２の基板８の上面（レンズアレイ４側の面）に設けられた光素子３と電気的に接続されている。ここで、「電気的に接続されている」とは、電気信号の伝達や電力の送出入が可能であることを意味する。

そして、第２の電極パッド８１が、第１の基板２上に設けられた第１の電極パッド２２と対向して接することにより、第２の基板８の上面（レンズアレイ４側の面）に設けられた光素子３と、第１の基板２上の電気配線との電気的接続を図ることができる。これにより、光素子３が第１の基板２とは異なる第２の基板８上に搭載されていても、第１の基板２側から光素子３の動作を制御することができる。

また、第２の基板８は、貫通孔８２をピン２１に挿通することで位置合わせがなされているので、ピン２１から第２の基板８を取り外すことで、容易に交換することができる。このため、光素子３に不具合が生じた場合でも、光導波路モジュール１を容易に修理することができる。

＜電子機器＞
本発明の光導波路モジュールを備える電子機器（本発明の電子機器）は、光信号と電気信号の双方の信号処理を行ういかなる電子機器にも適用可能であるが、例えば、ルーター装置、ＷＤＭ装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類への適用が好適である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光導波路モジュールを備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、その性能の飛躍的な向上が期待できる。

さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度を高めて小型化が図られるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。

以上、本発明の光導波路モジュールおよび電子機器の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば光導波路モジュールを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよく、複数の実施形態同士を組み合わせるようにしてもよい。

また、光導波路５の上面および下面には、それぞれカバーフィルムが積層されていてもよい。カバーフィルムにより、光導波路５を確実に保護することができる。なお、カバーフィルムとしては、第２の基板８と同様のものが用いられる。

本発明によれば、光損失が少なく、ノイズの発生が低減され、かつ製造および保守が容易な光導波路モジュールが提供される。
また、このような光導波路モジュールを備えることにより、信頼性の高い電子機器が提供される。

１ 光導波路モジュール
２ 第１の基板
２１ ピン
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ 段差面
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 外径
２１０ 先端部
２１１ ネジ
２１２ ナット
２１３ 先端部
２１４ 縮径部
２２ 第１の電極パッド
３ 光素子
３１ 発光部
４ レンズアレイ
４１ レンズ部
４２ 貫通孔
５ 光導波路
５１、５２ クラッド層
５３ コア層
５４ コア部
５５ 側面クラッド部
５６ ミラー
５７ 貫通孔
６ 挟持体
６１ 下面
６２ 貫通孔
６３ 凹部
６３１ 縮径部
７ 積層体
７１ 貫通孔
８ 第２の基板
８１ 第２の電極パッド
８２ 貫通孔

Claims (10)

1. 第１の基板と、
   前記第１の基板の一方の面上に設けられ、発光部または受光部を有する光素子と、
   前記光素子を介して前記第１の基板とは反対側に設けられた、レンズアレイ、層状の光導波路および挟持体が前記光素子側からこの順で積層されてなる積層体と、を有し、
   前記光素子と前記光導波路とが前記レンズアレイを介して光学的に接続されてなる光導波路モジュールであって、
   前記第１の基板と前記挟持体のどちらか一方にガイド部が固定され、かつ、前記第１の基板と前記挟持体の他方、前記レンズアレイ、および前記光導波路には、それぞれ前記ガイド部によって少なくともその面内位置が案内される被ガイド部が備えられており、
   前記ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の一方の面側に突出するピンで構成されており、
   前記各被ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の他方と、前記レンズアレイと、前記光導波路とをそれぞれ貫通し、前記ピンを挿通可能な貫通孔で構成されており、
   前記ピンは、先端側の外径が基端側の外径に比べて相対的に小さくなっている少なくとも１つの段差部を有しており、前記レンズアレイが有する前記貫通孔の内径は、前記段差部の基端側の外径より小さく、前記段差部の先端側の外径より大きいことを特徴とする光導波路モジュール。
2. 第１の基板と、
   前記第１の基板の一方の面上に設けられ、発光部または受光部を有する光素子と、
   前記光素子を介して前記第１の基板とは反対側に設けられた、レンズアレイ、層状の光導波路および挟持体が前記光素子側からこの順で積層されてなる積層体と、を有し、
   前記光素子と前記光導波路とが前記レンズアレイを介して光学的に接続されてなる光導波路モジュールであって、
   前記第１の基板と前記挟持体のどちらか一方にガイド部が固定され、かつ、前記第１の基板と前記挟持体の他方、前記レンズアレイ、および前記光導波路には、それぞれ前記ガイド部によって少なくともその面内位置が案内される被ガイド部が備えられており、
   前記ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の一方の面側に突出するピンで構成されており、
   前記各被ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の他方と、前記レンズアレイと、前記光導波路とをそれぞれ貫通し、前記ピンを挿通可能な貫通孔で構成されており、
   前記ピンは、先端側の外径が基端側の外径に比べて徐々に小さくなっているテーパー部を有しており、前記レンズアレイが有する前記貫通孔の内径は、前記テーパー部の基端の外径より小さく、前記テーパー部の先端の外径より大きいことを特徴とする光導波路モジュール。
3. 前記ピンに対して、前記貫通孔が形成される前記第１の基板または前記挟持体を固定する固定部を有する請求項１または２に記載の光導波路モジュール。
4. 前記ピンは、少なくともその先端部にネジが切られたものであり、かつ、前記固定部は、前記ピンに螺合するナットで構成されており、
   前記ピンに螺合した前記ナットにより、前記積層体は前記第１の基板側に押圧、または、前記第１の基板と、前記レンズアレイと、前記光導波路とが、前記挟持体側に押圧され、固定されている請求項３に記載の光導波路モジュール。
5. 第１の基板と、
   前記第１の基板の一方の面上に設けられ、発光部または受光部を有する光素子と、
   前記光素子を介して前記第１の基板とは反対側に設けられた、レンズアレイ、層状の光導波路および挟持体が前記光素子側からこの順で積層されてなる積層体と、を有し、
   前記光素子と前記光導波路とが前記レンズアレイを介して光学的に接続されてなる光導波路モジュールであって、
   前記第１の基板と前記挟持体のどちらか一方にガイド部が固定され、かつ、前記第１の基板と前記挟持体の他方、前記レンズアレイ、および前記光導波路には、それぞれ前記ガイド部によって少なくともその面内位置が案内される被ガイド部が備えられており、
   前記ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の一方の面側に突出するピンで構成されており、
   前記各被ガイド部は、それぞれ、前記レンズアレイおよび前記光導波路を貫通し、前記ピンを挿通可能な貫通孔と、前記第１の基板または前記挟持体の他方に設けられ、前記ピンを挿入可能な凹部とで構成されており、
   前記ピンは、先端側の外径が基端側の外径に比べて相対的に小さくなっている少なくとも１つの段差部を有しており、前記レンズアレイが有する前記貫通孔の内径は、前記段差部の基端側の外径より小さく、前記段差部の先端側の外径より大きいことを特徴とする光導波路モジュール。
6. 第１の基板と、
   前記第１の基板の一方の面上に設けられ、発光部または受光部を有する光素子と、
   前記光素子を介して前記第１の基板とは反対側に設けられた、レンズアレイ、層状の光導波路および挟持体が前記光素子側からこの順で積層されてなる積層体と、を有し、
   前記光素子と前記光導波路とが前記レンズアレイを介して光学的に接続されてなる光導波路モジュールであって、
   前記第１の基板と前記挟持体のどちらか一方にガイド部が固定され、かつ、前記第１の基板と前記挟持体の他方、前記レンズアレイ、および前記光導波路には、それぞれ前記ガイド部によって少なくともその面内位置が案内される被ガイド部が備えられており、
   前記ガイド部は、前記第１の基板または前記挟持体の一方の面側に突出するピンで構成されており、
   前記各被ガイド部は、それぞれ、前記レンズアレイおよび前記光導波路を貫通し、前記ピンを挿通可能な貫通孔と、前記第１の基板または前記挟持体の他方に設けられ、前記ピンを挿入可能な凹部とで構成されており、
   前記ピンは、先端側の外径が基端側の外径に比べて徐々に小さくなっているテーパー部を有しており、前記レンズアレイが有する前記貫通孔の内径は、前記テーパー部の基端の外径より小さく、前記テーパー部の先端の外径より大きいことを特徴とする光導波路モジュール。
7. 前記凹部が設けられる前記第１の基板または前記挟持体を、前記ピンに対して固定する固定部を、前記凹部が設けられる前記第１の基板または前記挟持体に有する請求項５または６に記載の光導波路モジュール。
8. 前記光導波路には、光路変換部が設けられ、
   前記光素子と前記光導波路とが、前記光路変換部を更に介して光学的に接続されている請求項１から７のいずれか１項に記載の光導波路モジュール。
9. 前記挟持体の前記光導波路側の面に、光反射抑制部が設けられている請求項１から８のいずれか１項に記載の光導波路モジュール。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の光導波路モジュールを備えることを特徴とする電子機器。

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