JPWO2011111542A1 - Optical coupling device - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数の光結合部を有する光結合装置において、光導波路や光ファイバーなどの導光路を異なる2方向に引き出せるようにする。【解決手段】 送光部と受光部が対向する光結合部25Aが、第1の方向の列L1と第2の方向の列L2に沿って並んでいる。列L1とL2は直角であり、X方向とY方向との間に角度θを有している。その結果、それぞれの光結合部25Aに結合される複数本の導光路21A,21Bを、互いに重なることなく、X方向とY方向のいずれかの方向へ選択して引き延ばすことが可能になる。導光路21A,21Bの引き出し方向を自由に設定できるようになり、スペースの有効活用が可能になる。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To draw out light guide paths such as an optical waveguide and an optical fiber in two different directions in an optical coupling device having a plurality of optical coupling portions. An optical coupling portion 25A in which a light transmitting portion and a light receiving portion face each other is arranged along a row L1 in a first direction and a row L2 in a second direction. Rows L1 and L2 are perpendicular and have an angle θ between the X and Y directions. As a result, the plurality of light guide paths 21A and 21B coupled to the respective optical coupling portions 25A can be selected and extended in either the X direction or the Y direction without overlapping each other. The drawing directions of the light guide paths 21A and 21B can be freely set, and the space can be effectively used. [Selection] Figure 3

Description

本発明は、複数の送光部を備えた対向部と複数の受光部を備えた対向部とが対向して複数の光結合部が構成される光結合装置に関する。   The present invention relates to an optical coupling device in which a counter unit including a plurality of light transmitting units and a counter unit including a plurality of light receiving units are opposed to each other to form a plurality of optical coupling units.

複数の光信号を伝達する面対向型の光結合装置は、互いに対向する2つの対向部を有し、一方の対向部に送光部が設けられ、他方の対向部に受光部が設けられ、2つの対向部が対向すると、全ての送光部と受光部が一対一で対向し、光信号を授受する光結合部が複数箇所に構成される。   The face-to-face type optical coupling device that transmits a plurality of optical signals has two facing portions facing each other, a light transmitting portion is provided in one facing portion, and a light receiving portion is provided in the other facing portion, When the two facing portions face each other, all the light transmitting portions and the light receiving portions face each other in a one-to-one relationship, and optical coupling portions that transmit and receive optical signals are configured at a plurality of locations.

以下の特許文献1に記載された光結合装置は、一方の対向部が、複数の発光素子を備えた発光素子アレイであり、他方の対向部が、複数の光入出射部とこれに結合された複数本の光導波路とを有する光導波路アレイである。複数の発光素子と複数の光入出射部とが対向して複数箇所に光結合部が構成される。   The optical coupling device described in Patent Document 1 below is a light emitting element array in which one opposing portion includes a plurality of light emitting elements, and the other opposing portion is coupled to a plurality of light incident / exiting portions. And an optical waveguide array having a plurality of optical waveguides. A plurality of light emitting elements and a plurality of light incident / exiting portions are opposed to each other to form optical coupling portions at a plurality of locations.

特許文献1に記載された発明では、複数の光結合部が光導波路の延びる方向と直交する向きに位置ずれして配置され、且つ光結合部は、光導波路が延びる方向と直交する向きにおいて直線状に並んで配列している。   In the invention described in Patent Document 1, the plurality of optical coupling portions are arranged so as to be displaced in a direction orthogonal to the direction in which the optical waveguide extends, and the optical coupling portions are straight in the direction orthogonal to the direction in which the optical waveguide extends. They are arranged side by side.

上記構造では、光結合部が光導波路が延びる向きと直交する向きに位置ずれしているために、複数の光導波路を重なることなく幅方向に間隔を空けて配置することが可能である。しかし、光導波路を、前記方向と直交する方向へ向けようとすると、複数の光導波路が重なってしまい、光導波路を平面的に展開させて引き出すことができなくなる。   In the above structure, since the optical coupling portion is displaced in the direction orthogonal to the direction in which the optical waveguide extends, it is possible to arrange the plurality of optical waveguides at intervals in the width direction without overlapping. However, if the optical waveguide is directed in a direction orthogonal to the above direction, the plurality of optical waveguides are overlapped, and the optical waveguide cannot be drawn out in a planar manner.

特許文献2に記載された光モジュールは、一方の対向部が、複数の発光部を有する面発光レーザであり、他方の対向部が、複数本の光ファイバを保持したフェルールであり、それぞれの光ファイバの先端面が発光部と対向して光結合部が構成されている。   The optical module described in Patent Document 2 is a surface-emitting laser in which one facing portion has a plurality of light emitting portions, and the other facing portion is a ferrule that holds a plurality of optical fibers. The optical coupling portion is configured such that the end surface of the fiber faces the light emitting portion.

この光モジュールは、特許文献1と同様に、光ファイバーと結合される光結合部が、光ファイバーが延びる方向と直交する向きに位置ずれして配置され、光ファイバーが延びる方向と直交する向きでは、光結合部が直線上に並んで配置されている。そのために、光ファイバーを引き出す方向が限定され、光結合部が直線上に並んでいる向きに沿って、光ファイバーを重ならずに引き出すことはできない。   In this optical module, as in Patent Document 1, the optical coupling portion coupled to the optical fiber is arranged so as to be displaced in the direction orthogonal to the direction in which the optical fiber extends, and optical coupling is performed in the direction orthogonal to the direction in which the optical fiber extends. The parts are arranged on a straight line. Therefore, the direction in which the optical fiber is drawn out is limited, and the optical fibers cannot be drawn out without overlapping along the direction in which the optical coupling portions are arranged in a straight line.

特許文献1に記載された光導波路または特許文献2に記載された光ファイバーを、光結合部が直線的に並んでいる向きに沿って引き出そうとすると、光導波路や光ファイバーを曲げることが必要になる。この場合に、光導波路や光ファイバーを引き回すための領域が広く必要になり、また光導波路を屈曲して形成すると屈曲部での光の漏洩などの問題が生じやすくなる。   In order to draw out the optical waveguide described in Patent Document 1 or the optical fiber described in Patent Document 2 along the direction in which the optical coupling portions are linearly arranged, it is necessary to bend the optical waveguide or the optical fiber. In this case, a wide area for routing the optical waveguide and the optical fiber is required, and if the optical waveguide is bent, problems such as light leakage at the bent portion are likely to occur.

特開2004−198579号公報JP 2004-198579 A 特開2008−46288号公報JP 2008-46288 A

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、層構造の光導波路や光ファイバーなどで代表される導光路を、異なる2方向へ直線的に引き出すことが可能となり、導光路の引回しの自由度を高めることができる光結合装置を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described conventional problems, and it is possible to linearly draw a light guide represented by a layered optical waveguide or an optical fiber in two different directions. An object of the present invention is to provide an optical coupling device capable of increasing the degree of freedom.

本発明は、互いに対向する第1の対向部と第2の対向部とが設けられ、前記第1の対向部と前記第2の対向部の、一方に複数の送光部が配列し、他方に複数の受光部が配列し、前記第1の対向部と前記第2の対向部とが対向したときに、前記送光部と前記受光部とが一対一で対向する光結合部が複数箇所に構成され、少なくも前記第2の対向部に、前記送光部または前記受光部にそれぞれ光結合された複数の導光路が延び出ている光結合装置において、
前記光結合部が、第1の方向に延びる列と第2の方向に延びる列に沿って並んでおり、第1の方向に延びる前記列と第2の方向に延びる前記列がそれぞれ複数列設けられており、
全ての前記送光部と全ての前記受光部とが対向した状態で、複数の前記導光路の延びる向きと、前記第1の方向および前記第2の方向との間に90度未満の角度が設けられて、複数の前記導光路を、互いに重なることなく、少なくとも2つの方向のいずれか選択した向きに延ばすことが可能とされていることを特徴とするものである。
In the present invention, a first facing portion and a second facing portion that face each other are provided, and a plurality of light transmitting portions are arranged in one of the first facing portion and the second facing portion, and the other When there are a plurality of light receiving portions arranged and the first facing portion and the second facing portion face each other, there are a plurality of light coupling portions in which the light transmitting portion and the light receiving portion face each other one-on-one. In the optical coupling device in which a plurality of light guide paths that are optically coupled to the light transmitting unit or the light receiving unit extend to at least the second facing unit, respectively,
The optical coupling portions are arranged along a row extending in the first direction and a row extending in the second direction, and a plurality of the rows extending in the first direction and the rows extending in the second direction are provided. And
With all the light transmitting units and all the light receiving units facing each other, an angle of less than 90 degrees is formed between the extending direction of the plurality of light guide paths and the first direction and the second direction. It is provided that the plurality of light guide paths can be extended in any direction selected from at least two directions without overlapping each other.

本発明の光結合装置は、光結合部が第1の方向の列と第2の方向の列に沿って並んで設けられ、導光路の延び出る方向を第1の方向と第2の方向の双方と一致しない向きとすることで、導光路が延び出る向きを変えたときに、複数の導光路を互いに重なることなく引き出すことが可能になる。したがって、導光路の引回しの自由度を確保でき、導光路を引回わすための領域を有効に使用できる。   In the optical coupling device of the present invention, the optical coupling unit is provided along the first direction column and the second direction column, and the light guide path extends in the first direction and the second direction. When the direction in which the light guide path extends is changed, the plurality of light guide paths can be pulled out without overlapping each other. Therefore, it is possible to secure the degree of freedom for routing the light guide and to effectively use the area for routing the light guide.

本発明での「導光路」は、薄膜形成された層構造の「光導波路」や「光ファイバー」で構成される。「送光部」は、発光ダイオードなどの発光素子、または光が出射する「導光路」の端部である。「受光部」は、送光部から出た光が入射する「導光路」の端部、またはフォトトランジスタやフォトダイオードなどの受光素子である。   The “light guide” in the present invention is composed of a “light guide” or “optical fiber” having a layer structure in which a thin film is formed. The “light transmitting part” is a light emitting element such as a light emitting diode or an end part of a “light guide” from which light is emitted. The “light receiving part” is a light receiving element such as a phototransistor or a photodiode, or an end of a “light guide path” on which light emitted from the light transmitting part is incident.

前記「導光路の端部」は、例えば、導光路の端面が斜めの傾斜面とされ、この傾斜面にミラー面が形成されるなどして、導光路の内部を伝播した光が導光路から出射できるようにしたもの、あるいは入射した光を導光路の内部に導入できる構造としたものである。   The “end portion of the light guide path” means that, for example, the end face of the light guide path is an inclined inclined surface, and a mirror surface is formed on the inclined surface, so that light propagated in the light guide path is transmitted from the light guide path. A structure that can emit light, or a structure that can introduce incident light into the light guide.

また、好ましくは少なくとも「送光部」にマイクロレンズアレイが設けられ、送光部から発せられた光がマイクロレンズで集光されて、受光部に与えられる。あるいは、送光部と受光部の双方にマイクロレンズアレイが設けられ、送光部から発せられた光が、マイクロレンズで平行光とされ、この平行光がマイクロレンズで集光されて、受光部に入射するものであってもよい。   Preferably, at least the “light transmitting unit” is provided with a microlens array, and light emitted from the light transmitting unit is collected by the microlens and provided to the light receiving unit. Alternatively, both the light transmitting unit and the light receiving unit are provided with microlens arrays, and the light emitted from the light transmitting unit is converted into parallel light by the microlens, and the parallel light is collected by the microlens and is received by the light receiving unit. May be incident.

例えば、前記第1の方向と前記第2の方向が直角で、前記光結合部が、前記第1の方向の列と前記第2の方向の列にそれぞれ同じ数だけ配列しているものとして構成できる。   For example, the first direction and the second direction are perpendicular to each other, and the optical coupling portions are arranged in the same number in each of the first direction column and the second direction column. it can.

この場合に、複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するX方向またはY方向のいずれかであり、X方向と前記第1の方向との成す角度および前記Y方向と前記第2の方向との成す角度をθ(0度<θ<90度)、前記第1の方向と前記第2の方向へ並ぶ前記光結合部の数をN、前記第1の方向の配列ピッチをd1、前記第2の方向の配列ピッチをd2としたときに、
d2(N−1)・sinθ<d1・cosθで、且つd1(N−1)・sinθ<d2・cosθ
であることが好ましい。
In this case, the direction in which the plurality of light guide paths extend is either the X direction or the Y direction orthogonal to each other, the angle formed by the X direction and the first direction, the Y direction, and the second direction The angle formed by the direction is θ (0 degree <θ <90 degrees), the number of the optical coupling parts arranged in the first direction and the second direction is N, and the arrangement pitch in the first direction is d1, When the arrangement pitch in the second direction is d2,
d2 (N−1) · sin θ <d1 · cos θ and d1 (N−1) · sin θ <d2 · cos θ
It is preferable that

上記関係を満足することで、複数の導光路を、重なることなく、異なる2つの方向のいずれかへ選択して引き出すことが可能である。   By satisfying the above relationship, it is possible to select and draw out a plurality of light guide paths in one of two different directions without overlapping.

例えば、d1=d2である。この場合、光結合部は、第1の方向と第2の方向に辺が延びる正方形の領域の内部に規則的に配列される。また、N・sinθ=cosθにすると、導光路を等ピッチに配置することができる。   For example, d1 = d2. In this case, the optical coupling parts are regularly arranged inside a square region whose sides extend in the first direction and the second direction. Further, when N · sin θ = cos θ, the light guide paths can be arranged at an equal pitch.

あるいは、本発明が、前記第1の方向と前記第2の方向が直角で、前記光結合部は、前記第1の方向の列に配列する数よりも前記第2の方向の列に配列する数の方が多いものであってもよい。   Alternatively, in the present invention, the first direction and the second direction are at right angles, and the optical coupling units are arranged in the second direction column rather than the number arranged in the first direction column. The number may be larger.

この場合、複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するX方向またはY方向のいずれかであり、X方向と前記第1の方向との成す角度および前記Y方向と前記第2の方向との成す角度をθ(0度<θ<90度)、前記第1の方向に並ぶ前記光結合部の数をN1、前記第2の方向へ並ぶ前記光結合部の数をN2、前記第1の方向の配列ピッチをd1、前記第2の方向の配列ピッチをd2としたときに、
d2(N2−1)・sinθ<d1・cosθで、且つd1(N1−1)・sinθ<d2・cosθ
であることが好ましい。
In this case, the direction in which the plurality of light guide paths extend is either the X direction or the Y direction orthogonal to each other, the angle formed by the X direction and the first direction, and the Y direction and the second direction. Is defined as θ (0 degree <θ <90 degrees), the number of the optical coupling parts arranged in the first direction is N1, the number of the optical coupling parts arranged in the second direction is N2, and the first When the arrangement pitch in the direction 1 is d1, and the arrangement pitch in the second direction is d2,
d2 (N2-1) · sin θ <d1 · cos θ and d1 (N1-1) · sin θ <d2 · cos θ
It is preferable that

ただし、d1=d2であると、光結合部は、第1の方向が短辺で第2の方向が長辺の長方形の領域の内部に規則的に配列される。この場合も、N2・sinθ=cosθであると、一方に延び出る導光路を等ピッチに配置できる。   However, if d1 = d2, the optical coupling units are regularly arranged inside a rectangular region having a short side in the first direction and a long side in the second direction. Also in this case, when N2 · sin θ = cos θ, the light guide paths extending to one side can be arranged at an equal pitch.

さらに本発明は、前記光結合部が、前記第1の方向と前記第2の方向へ複数箇所に並んだ結合部群が、複数設けられており、前記結合部群から延び出る複数の前記導光路が、隣接する結合部群から延び出る複数の前記導光路の間に位置するように、それぞれの結合部群が配置されているものであってもよい。   Furthermore, the present invention is provided with a plurality of coupling portions groups in which the optical coupling portions are arranged in a plurality of locations in the first direction and the second direction, and a plurality of the guides extending from the coupling portion groups are provided. Each coupling part group may be arranged such that the optical path is positioned between the plurality of light guide paths extending from adjacent coupling part groups.

上記発明では、複数の前記結合部群は、互いに通信方向が相違するものを含むものにできる。   In the above-described invention, the plurality of coupling unit groups may include those having different communication directions.

本発明は、複数の送光部が配列する対向部と、複数の受光部が配列する対向部を対向させたときに、一方の対向部に設けられた複数の導光路の延び出る方向を、少なくとも2方向のいずれかに選択することができる。   In the present invention, when a facing portion where a plurality of light transmitting portions are arranged and a facing portion where a plurality of light receiving portions are arranged are opposed to each other, the extending direction of a plurality of light guide paths provided in one facing portion is One of at least two directions can be selected.

そのため、導光路の引回しの自由度が増し、導光路の引回しのための領域を有効に使用することができる。また導光路を曲げる必要性が少なくなり、光信号の伝達損失も低減しやすくなる。   As a result, the degree of freedom in routing the light guide increases, and the area for routing the light guide can be used effectively. In addition, the necessity of bending the light guide path is reduced, and the transmission loss of the optical signal is easily reduced.

(A)(B)は、本発明の実施の形態の光結合装置を示す側面図、(A) (B) is a side view showing an optical coupling device of an embodiment of the present invention, 図1(A)に示す光結合装置の分解斜視図、1 is an exploded perspective view of the optical coupling device shown in FIG. 導光路の引き出し方向を説明する光結合装置の平面図、The top view of the optical coupling device explaining the extraction direction of a light guide, 光結合装置の拡大平面図、An enlarged plan view of the optical coupling device, 第1の方向と第2の方向で光結合部の配列個数が相違する光結合装置を示す平面図、The top view which shows the optical coupling device from which the arrangement number of the optical coupling part differs in the 1st direction and the 2nd direction, 複数の結合部群が配列した光結合装置を示す平面図、The top view which shows the optical coupling device with which the some coupling | bond part group was arranged,

図1(A)に示す光結合装置1Aは、第1の対向部10Aと第2の対向部15Aとが対向している。第1の対向部10Aと第2の対向部15Aは、結合と分離とが自在な着脱コネクタであってもよいし、互いに分離不能に結合されるものであってもよい。   In the optical coupling device 1A shown in FIG. 1A, the first facing portion 10A and the second facing portion 15A face each other. The first facing portion 10A and the second facing portion 15A may be detachable connectors that can be freely coupled and separated, or may be coupled so as not to be separated from each other.

第1の対向部10Aは、基板11に実装された光源アレイ12と、その表面に配置された光結合基板13を有しており、光結合基板13の対向面に、複数のマイクロレンズ14が配列したマイクロレンズアレイが設けられている。光源アレイ12の表面には複数の発光素子12aが規則的に配列しており、マイクロレンズ14が、それぞれ発光素子に対向している。第1の対向部10Aでは、それぞれの発光素子12aとこれに対向するマイクロレンズ14とで、個々の送光部が構成されている。   10 A of 1st opposing parts have the light source array 12 mounted in the board | substrate 11, and the optical coupling board | substrate 13 arrange | positioned on the surface, and several microlenses 14 are on the opposing surface of the optical coupling board | substrate 13. An arranged microlens array is provided. A plurality of light emitting elements 12 a are regularly arranged on the surface of the light source array 12, and the microlenses 14 face the light emitting elements, respectively. In the first facing portion 10A, each light transmitting portion is configured by each light emitting element 12a and the micro lens 14 facing the light emitting element 12a.

第2の対向部15Aは、光結合基板16を有しており、光結合基板16の対向面に、複数のマイクロレンズ17が配列したマイクロレンズアレイが設けられている。   The second facing portion 15 </ b> A has an optical coupling substrate 16, and a microlens array in which a plurality of microlenses 17 are arranged is provided on the facing surface of the optical coupling substrate 16.

第2の対向部15Aの光結合基板16にフレキシブル基板20が接合されている。フレキシブル基板20に、複数本の導光路が設けられている。図3では、複数本の導光路21A(または21B)が破線で示されている。導光路21A(または21B)は、フレキシブル基板20の表面に形成された光導波路である。光導波路は、フレキシブル基板20の表面に光学材料が形成された層構造である。導波路は、インプリント法やスパッタ法などで形成される。   A flexible substrate 20 is bonded to the optical coupling substrate 16 of the second facing portion 15A. A plurality of light guides are provided on the flexible substrate 20. In FIG. 3, a plurality of light guide paths 21A (or 21B) are indicated by broken lines. The light guide path 21 </ b> A (or 21 </ b> B) is an optical waveguide formed on the surface of the flexible substrate 20. The optical waveguide has a layer structure in which an optical material is formed on the surface of the flexible substrate 20. The waveguide is formed by imprinting or sputtering.

図1(C)に示すように、複数の導光路21A(または21B)のそれぞれの端部に光入射部21aが形成されている。例えば、光入射部21aは、導光路の端面が斜めに形成され、その斜面をミラー面21bとすることで構成される。この光入射部21aは、個々のマイクロレンズ17に対向している。第2の対向部15Aでは、導光路21A(または21B)の光入射部21aとこれに対向するマイクロレンズ17とで、個々の受光部が構成されている。   As shown in FIG. 1C, a light incident portion 21a is formed at each end of the plurality of light guide paths 21A (or 21B). For example, the light incident portion 21a is configured such that the end surface of the light guide path is formed obliquely and the inclined surface is used as a mirror surface 21b. The light incident portion 21 a faces each microlens 17. In the second facing portion 15A, each light receiving portion is configured by the light incident portion 21a of the light guide path 21A (or 21B) and the microlens 17 facing the light incident portion 21a.

図1(A)に示すように、第1の対向部10Aと対向面と第2の対向部15Aの対向面とが対向して組み合わせられると、第1の対向部10Aに設けられたマイクロレンズ14と、第2の対向部15Aに設けられたマイクロレンズ17とが一対一で対向する。これにより、第1の対向部10Aの全ての送光部と、第2の対向部15Aの全ての受光部とが対向し、送光部と受光部とが一対一で対向する複数の光結合部25Aが構成される。   As shown in FIG. 1A, when the first facing portion 10A, the facing surface, and the facing surface of the second facing portion 15A are combined to face each other, the microlens provided in the first facing portion 10A. 14 and the microlenses 17 provided in the second facing portion 15A face each other one to one. Thereby, all the light transmission parts of 10 A of 1st opposing parts and all the light-receiving parts of 15 A of 2nd opposing parts oppose, and several light coupling with which a light transmission part and a light-receiving part oppose on a one-to-one basis Part 25A is configured.

図1(A)に示す光結合装置1Aの個々の光結合部25Aでは、発光素子12aから上方に向けて発せられた拡散光が、マイクロレンズ14によって平行光束に変換される。この平行光束が、マイクロレンズ17で集光されて、導光路21A(または21B)のそれぞれの光入射部21aに入射させられる。   In each optical coupling unit 25A of the optical coupling device 1A shown in FIG. 1A, diffused light emitted upward from the light emitting element 12a is converted into a parallel light beam by the microlens. The parallel light flux is condensed by the microlens 17 and is incident on each light incident portion 21a of the light guide path 21A (or 21B).

図1(A)において、光源アレイ12の代わりに、フォトトランジスタやフォトダイオードなどの複数の受光素子が配列した受光素子アレイを配置し、個々の受光素子をマイクロレンズ14に対向させてもよい。この場合、第1の対向部10Aでは、受光素子とマイクロレンズ14とで受光部が構成される。一方、第2の対向部15Aでは、図1(C)に示すような導光路21A(または21B)の端部の符号21aの構造が光入射部ではなく光出射部となる。この光出射部とこれに対向するマイクロレンズ17とで、送光部が構成される。   In FIG. 1A, instead of the light source array 12, a light receiving element array in which a plurality of light receiving elements such as phototransistors and photodiodes are arranged may be arranged so that each light receiving element faces the microlens 14. In this case, in the first facing portion 10 </ b> A, the light receiving element and the microlens 14 constitute a light receiving portion. On the other hand, in the second facing portion 15A, the structure of the reference numeral 21a at the end of the light guide 21A (or 21B) as shown in FIG. 1C is not a light incident portion but a light emitting portion. The light emitting portion and the microlens 17 facing the light emitting portion constitute a light transmitting portion.

図1(B)に示す光結合装置1Bは、第1の対向部10Bと第2の対向部15Bとが対向している。   In the optical coupling device 1B shown in FIG. 1B, the first facing portion 10B and the second facing portion 15B face each other.

第1の対向部10Bは光結合基板18を有しており、光結合基板18の対向面に、複数のマイクロレンズ19が配列したマイクロレンズアレイが設けられている。第1の対向部10Bの光結合基板18に、フレキシブル基板28が接合されている。フレキシブル基板28の表面に、複数の導光路26が設けられている。導光路26は層構造の光導波路である。複数の導光路26は、フレキシブル基板28の表面に、重なることなく幅方向に間隔を空けて設けられている。それぞれの導光路26の端部に、光出射部26aが形成される。光出射部26aは、図1(C)に示す光出射部21aと同じ構造である。光出射部26aがマイクロレンズ19に対向している。   The first facing portion 10 </ b> B has an optical coupling substrate 18, and a microlens array in which a plurality of microlenses 19 are arranged is provided on the facing surface of the optical coupling substrate 18. A flexible substrate 28 is bonded to the optical coupling substrate 18 of the first facing portion 10B. A plurality of light guide paths 26 are provided on the surface of the flexible substrate 28. The light guide 26 is a layered optical waveguide. The plurality of light guide paths 26 are provided on the surface of the flexible substrate 28 at intervals in the width direction without overlapping. A light emitting portion 26 a is formed at the end of each light guide 26. The light emitting part 26a has the same structure as the light emitting part 21a shown in FIG. The light emitting part 26 a faces the microlens 19.

図1(B)の光結合装置1Bに設けられた第2の対向部15Bは、図1(A)に示す第2の対向部15Aと同様に、マイクロレンズ17を有する光結合基板16と、導光路21A(または21B)を有するフレキシブル基板20とで構成されている。   The second facing portion 15B provided in the optical coupling device 1B of FIG. 1B is similar to the second facing portion 15A shown in FIG. And a flexible substrate 20 having a light guide path 21A (or 21B).

光結合装置1Bは、第1の対向部10Bと第2の対向部15Bとが対向して組み合わされると、第1の対向部10Bに設けられたマイクロレンズ19と、第2の対向部15Bに設けられたマイクロレンズ17とが一対一で対向する。これにより、複数の光結合部25Bが構成される。   In the optical coupling device 1B, when the first facing portion 10B and the second facing portion 15B are combined to face each other, the microlens 19 provided in the first facing portion 10B and the second facing portion 15B The provided microlenses 17 face one to one. Thereby, the some optical coupling part 25B is comprised.

光結合装置1Bは、第1の対向部10Bの導光路26の光出射部26aとマイクロレンズ19とで送光部が構成され、第2の対向部15Bの導光路21A(または21B)の光入射部21aとマイクロレンズ17とで受光部が構成される。この場合に、光出射部26aから出た光がマイクロレンズ19によって平行光束に変換され、この平行光束がマイクロレンズ17で集光されて光入射部21aに入射する。あるいは、第2の対向部15Bの導光路21A(または21B)とマイクロレンズ17とで送光部が構成され、第1の対向部10Bの導光路26とマイクロレンズ19とで受光部が構成されてもよい。   In the optical coupling device 1B, a light transmitting part is configured by the light emitting part 26a of the light guide path 26 of the first facing part 10B and the microlens 19, and the light of the light guide path 21A (or 21B) of the second facing part 15B. The incident portion 21a and the microlens 17 constitute a light receiving portion. In this case, the light emitted from the light emitting portion 26a is converted into a parallel light beam by the microlens 19, and the parallel light beam is collected by the microlens 17 and enters the light incident portion 21a. Alternatively, the light transmitting section is configured by the light guide path 21A (or 21B) of the second facing section 15B and the micro lens 17, and the light receiving section is configured by the light guiding path 26 and the micro lens 19 of the first facing section 10B. May be.

図2は、図1(A)に示す光結合装置1Aの分解斜視図であり、図3と図4は光結合装置1Aに設けられている第2の対向部を示す平面図である。図2に示すように、前記光結合部25Aは多数構成されているが、図3以下では、説明を容易にするために、光結合部25Aの数を少なくして図示している。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the optical coupling device 1A shown in FIG. 1A, and FIGS. 3 and 4 are plan views showing second opposing portions provided in the optical coupling device 1A. As shown in FIG. 2, the optical coupling unit 25A is configured in a large number. However, in FIG. 3 and subsequent figures, the number of the optical coupling unit 25A is reduced to facilitate the explanation.

図2と図3では、フレキシブル基板20がX1方向へ延び出ている構造の第2の対向部を符号15A1で示し、フレキシブル基板20がY1方向に延び出ている構造の第2の対向部を符号15A2で示している。図3(A)では、第2の対向部15A1において、X1方向に延びるフレキシブル基板20に設けられた複数本の導光路を符号21Aで示している。図3(B)では、第2の対向部15A2において、Y1方向に延びるフレキシブル基板20に設けられた導光路を符号21Bで示している。   2 and 3, the second facing portion of the structure in which the flexible substrate 20 extends in the X1 direction is indicated by reference numeral 15A1, and the second facing portion of the structure in which the flexible substrate 20 extends in the Y1 direction is illustrated. This is indicated by reference numeral 15A2. In FIG. 3A, a plurality of light guide paths provided on the flexible substrate 20 extending in the X1 direction are denoted by reference numeral 21A in the second facing portion 15A1. In FIG. 3B, the light guide path provided on the flexible substrate 20 extending in the Y1 direction in the second facing portion 15A2 is indicated by reference numeral 21B.

図2に示すように、第1の対向部10Aの光結合基板13は、それぞれの辺がX方向とY方向に延びる正方形であり、第2の対向部15A1,15A2の光結合基板16も正方形である。光結合基板13と光結合基板16は、辺どうしが重なるように組み合わされる。   As shown in FIG. 2, the optical coupling substrate 13 of the first facing portion 10A is a square whose sides extend in the X direction and the Y direction, and the optical coupling substrate 16 of the second facing portions 15A1 and 15A2 is also a square. It is. The optical coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16 are combined so that the sides overlap each other.

図2と図3に示すように、光結合部25Aは、正方形の領域S内で規則的に配列している。正方形の領域Sは、光結合基板16において斜めに傾いて形成されている。マイクロレンズ14が配列するマイクロレンズアレイの基板、およびマイクロレンズ17が配列するマイクロレンズアレイの基板を正方形に形成し、これら基板を正方形の領域Sと一致させることができる。また、光源アレイ12や受光素子アレイの基板を正方形に形成し、これらアレイの基板を正方形の領域Sに一致させることもできる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the optical coupling portions 25 </ b> A are regularly arranged in the square region S. The square region S is formed obliquely on the optical coupling substrate 16. The substrate of the microlens array in which the microlenses 14 are arranged and the substrate of the microlens array in which the microlenses 17 are arranged can be formed in a square shape, and these substrates can be made to coincide with the square region S. Alternatively, the light source array 12 and the light receiving element array may be formed in a square shape, and the substrates of the array may be matched with the square region S.

図2と図3に示すように、複数の光結合部25Aが規則的に配列している正方形の領域Sのそれぞれの辺は、X方向とY方向に一致しておらず、それぞれの辺が、X方向とY方向に対して角度θ(0度<θ<90度)だけ傾いている。すなわち、領域Sの辺は、光結合基板13および光結合基板16の辺に対して角度θだけ傾いており、第1の対向部に対して第2の対向部の向きを90度変えても、個々の送光部と受光部が対向して、光結合部25Aが形成されるように構成されている。さらに、図4に示すように、第1の対向部に対して第2の対向部の向きを90度変えても、個々の導光路21Aどうしまたは個々の導波路21Bどうしが重ならないようになっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the sides of the square region S in which the plurality of optical coupling portions 25A are regularly arranged do not coincide with the X direction and the Y direction, and the respective sides are not Inclined by an angle θ (0 degree <θ <90 degrees) with respect to the X direction and the Y direction. That is, the sides of the region S are inclined by an angle θ with respect to the sides of the optical coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16, and the second facing portion is changed by 90 degrees with respect to the first facing portion. The individual light transmitters and the light receivers are opposed to each other to form the optical coupling unit 25A. Further, as shown in FIG. 4, even if the orientation of the second facing portion is changed by 90 degrees with respect to the first facing portion, the individual light guide paths 21A or the individual waveguides 21B do not overlap each other. ing.

その結果、フレキシブル基板20がX1方向に延びる第2の対向部15A1と、フレキシブル基板20がY1方向に延びる第2の対向部15A2のいずれであっても、共通の第1の対向部10Aに対して組み合わせることが可能である。   As a result, the second opposing portion 15A1 in which the flexible substrate 20 extends in the X1 direction and the second opposing portion 15A2 in which the flexible substrate 20 extends in the Y1 direction are compared with the common first opposing portion 10A. Can be combined.

図3に示すように、第2の対向部15A1と第2の対向部15A2とで、同じ光結合基板16が使用されている。第2の対向部15A1では、導光路21Aを有するフレキシブル基板20が光結合基板16からX1方向に延びており、第2の対向部15A2では、導光路21Bを有するフレキシブル基板20が光結合基板16からY1方向に延びている。   As shown in FIG. 3, the same optical coupling substrate 16 is used in the second facing portion 15A1 and the second facing portion 15A2. In the second facing portion 15A1, the flexible substrate 20 having the light guide path 21A extends in the X1 direction from the optical coupling substrate 16, and in the second facing portion 15A2, the flexible substrate 20 having the light guide path 21B is the optical coupling substrate 16. Extends in the Y1 direction.

複数の光結合部25Aを有する領域Sの辺が、X方向とY方向に対して角度θだけ傾いており、図3(A)に示す第2の対向部15A1では、フレキシブル基板20をX1方向に延ばしたときに、複数本の導光路21Aのそれぞれを重なることなく、Y方向に間隔を空けて平行に且つ直線的に延ばすことができ、図3(B)に示す第2の対向部15A2では、複数本の導光路21Bのそれぞれを、重なることなく、X方向に間隔を空けて平行に且つ直線的に延ばすことができる。これは、導光路21Aを有するフレキシブル基板20をX2方向に延ばしたときと、導光路21Bを有するフレキシブル基板20をY2方向へ延ばしたときにおいても同じである。   The sides of the region S having a plurality of optical coupling portions 25A are inclined by an angle θ with respect to the X direction and the Y direction, and the second opposing portion 15A1 shown in FIG. 3A, the plurality of light guide paths 21A can be extended in parallel and linearly at intervals in the Y direction without overlapping each other, and the second facing portion 15A2 shown in FIG. Then, it is possible to extend each of the plurality of light guide paths 21B in parallel and linearly at intervals in the X direction without overlapping each other. This is the same when the flexible substrate 20 having the light guide path 21A is extended in the X2 direction and when the flexible substrate 20 having the light guide path 21B is extended in the Y2 direction.

図3に示す例では、光結合基板16に、丸穴の位置決め部31と矩形穴の位置決め部32が形成されている。図2に示す第1の対向部10Aの光結合基板13には、丸形状の突起の位置決め部と矩形状の突起の位置決め部が設けられている。位置決め部31,32によって、光結合基板13と光結合基板16とが互いに位置決めされて組み合わせられる。このとき、光結合基板13と光結合基板16が、常に同じ向きでないと組み合わせることができないようになっている。位置決め部31,32を用いて光結合基板13と光結合基板16とが組み合わせられると、全てのマイクロレンズ14と全てのマイクロレンズ17とが一対一で対向して複数の光結合部25Aが構成される。   In the example shown in FIG. 3, a round hole positioning part 31 and a rectangular hole positioning part 32 are formed on the optical coupling substrate 16. The optical coupling substrate 13 of the first facing portion 10A shown in FIG. 2 is provided with a positioning portion for round projections and a positioning portion for rectangular projections. The optical coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16 are positioned and combined with each other by the positioning portions 31 and 32. At this time, the optical coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16 cannot be combined unless they are always in the same direction. When the optical coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16 are combined using the positioning units 31 and 32, all the microlenses 14 and all the microlenses 17 are opposed to each other in a one-to-one relationship, thereby forming a plurality of optical coupling portions 25A. Is done.

図3に示すように、第2の対向部15A1と、第2の対向部15A2とで、同じ光結合基板16が使用され、光結合基板13と光結合基板16とが、一定の向きでのみ組み合わされるために、導光路21A,21Bの向きが互いに90度相違する第2の対向部15A1と第2の対向部15A2を、組み合わせを誤ることなく、第1の対向部10Aに組み合わせることができる。   As shown in FIG. 3, the same optical coupling substrate 16 is used in the second opposing portion 15A1 and the second opposing portion 15A2, and the optical coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16 are only in a certain direction. In order to be combined, the second facing portion 15A1 and the second facing portion 15A2 in which the directions of the light guide paths 21A and 21B are different from each other by 90 degrees can be combined with the first facing portion 10A without mistaken combination. .

本発明のもうひとつの例としては、図3に示す位置決め部31と位置決め部32を、同じ形状で同じ寸法の丸形状あるいは正方形とし、位置決め部のX方向の間隔とY方向の間隔を同じに設定する。この例では、第1の対向部10Aの光結合基板13と第2の対向部15Aの光結合基板16を、その4つの辺が互いに一致するように位置決めして組み合わせることができ、しかも、光結合基板13と光結合基板16を、相対的に90度回転させたどの向きであっても組み合わせることが可能になる。光結合基板13と光結合基板16をどの向きで組み合わせても、すなわち、フレキシブル基板20を、X1方向、X2方向、Y1方向、Y2方向のどの向きに設定しても、全てのマイクロレンズ14と全てのマイクロレンズ17とを個別に対向させて光結合部25Aを構成することができる。   As another example of the present invention, the positioning unit 31 and the positioning unit 32 shown in FIG. 3 have the same shape and round shape or square shape, and the spacing between the positioning units in the X direction and the Y direction is the same. Set. In this example, the optical coupling substrate 13 of the first facing portion 10A and the optical coupling substrate 16 of the second facing portion 15A can be positioned and combined so that the four sides thereof coincide with each other, It is possible to combine the coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16 in any direction rotated relative to each other by 90 degrees. Even if the optical coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16 are combined in any direction, that is, the flexible substrate 20 is set in any direction of the X1 direction, the X2 direction, the Y1 direction, and the Y2 direction, It is possible to configure the optical coupling unit 25A by individually facing all the microlenses 17.

すなわち、同じ構造の第2の対向部15Aを、フレキシブル基板20の向きを90度毎に任意に変えて、第1の対向部10Aに自由に組み合わせることが可能になる。   That is, the second opposing portion 15A having the same structure can be freely combined with the first opposing portion 10A by arbitrarily changing the orientation of the flexible substrate 20 every 90 degrees.

図4は、複数の導光路が互いに重なることなくX方向へ延び、且つ互いに重なることなくY方向へ延びることができるための、光結合部25Aの配列の条件を求めるための説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram for obtaining the arrangement condition of the optical coupling portions 25A so that a plurality of light guide paths can extend in the X direction without overlapping each other and can extend in the Y direction without overlapping each other.

光結合部25Aは、第1の方向に延びる列L1と第2の方向に延びる列L2の双方に沿って間隔を空けて配置されている。第1の方向の列L1と第2の方向の列L2は直角であり、第1の方向の列L1と第2の方向の列L2はそれぞれ複数列設けられている。ただし、本発明では、第1の方向の列L1と第2の方向の列L2が直角以外の角度で交叉していてもよい。   The optical coupling portions 25A are arranged at intervals along both the row L1 extending in the first direction and the row L2 extending in the second direction. The first direction column L1 and the second direction column L2 are perpendicular to each other, and a plurality of first direction columns L1 and second direction columns L2 are provided. However, in the present invention, the row L1 in the first direction and the row L2 in the second direction may intersect at an angle other than a right angle.

互いに直角である第1の方向の列L1と第2の方向の列L2は、X方向およびY方向に対して角度θを有している(0度<θ<90度)。第1の方向の列L1上に配列している光結合部25Aの数と、第2の方向の列L2上に配列している光結合部25Aの数は同じであり、共にNである。図4の例では、N=4である。光結合部25Aは、第1の方向の列L1上で等間隔に配列し、そのピッチはd1である。光結合部25Aは、第2の方向の列L2上で等間隔に配列し、そのピッチはd2である。   The first direction row L1 and the second direction row L2 which are perpendicular to each other have an angle θ with respect to the X direction and the Y direction (0 degrees <θ <90 degrees). The number of optical coupling portions 25A arranged on the first direction column L1 and the number of optical coupling portions 25A arranged on the second direction column L2 are the same, and both are N. In the example of FIG. 4, N = 4. The optical coupling portions 25A are arranged at equal intervals on the row L1 in the first direction, and the pitch thereof is d1. The optical coupling portions 25A are arranged at equal intervals on the row L2 in the second direction, and the pitch is d2.

図3(B)に示すように、複数本の導光路21Bが、互いに重なることなく、X方向に間隔を空けて平行に、Y1方向またはY2方向に延び出ることができるための条件は、d2(N−1)・sinθ<d1・cosθである。Y1方向またはY2方向へ延び出る複数の導光路21Bが、X方向に等間隔となるための条件は、d2・N・sinθ=d1・cosθである。   As shown in FIG. 3B, the condition for the plurality of light guide paths 21B to extend in the Y1 direction or the Y2 direction in parallel with an interval in the X direction without overlapping each other is d2 (N-1) · sin θ <d1 · cos θ. The condition for the plurality of light guide paths 21B extending in the Y1 direction or the Y2 direction to be equally spaced in the X direction is d2 · N · sin θ = d1 · cos θ.

同様に図3(A)に示すように、複数本の導光路21Aが、互いに重なることなく、Y方向に間隔を空けて平行に、X1方向またはX2方向に延び出ることができるための条件は、d1(N−1)・sinθ<d2・cosθである。X1方向またはX2方向へ延び出る複数本の導光路21Aが、Y方向に等間隔となるための条件は、d1・N・sinθ=d2・cosθである。   Similarly, as shown in FIG. 3A, the conditions for the plurality of light guide paths 21A to extend in the X1 direction or the X2 direction in parallel with a gap in the Y direction without overlapping each other are as follows. , D1 (N−1) · sin θ <d2 · cos θ. The condition for the plurality of light guide paths 21A extending in the X1 direction or the X2 direction to be equally spaced in the Y direction is d1 · N · sin θ = d2 · cos θ.

第1の方向の列L1上での光結合部25Aの配列ピッチd1と、第2の方向の列L2上での光結合部25Aの配列ピッチd2とが等しく(d1=d2)、光結合部25Aが正方形の領域Sに規則的に配列しているときは、複数本の導光路が、Y1方向、Y2方向、X1方向、X2方向の全ての方向へ、互いに重なることなく延び出るための条件が、(N−1)・sinθ<cosθであり、前記4方向のそれぞれにおいて、導光路の間隔が等しくなるための条件は、N・sinθ=cosθである。   The arrangement pitch d1 of the optical coupling portions 25A on the first direction row L1 is equal to the arrangement pitch d2 of the optical coupling portions 25A on the second direction row L2 (d1 = d2), and the optical coupling portion. When 25A is regularly arranged in the square area S, the conditions for the plurality of light guides to extend in all directions of Y1, Y2, X1, and X2 without overlapping each other. Is (N−1) · sin θ <cos θ, and the condition for equalizing the intervals of the light guide paths in each of the four directions is N · sin θ = cos θ.

図5は、本発明の第2の実施の形態の光結合装置101を示している。
この光結合装置101は、第1の方向の列L1と第2の方向の列L2とが直角で、それぞれの列とX方向およびY方向との間に角度θが設けられている(0度<θ<90度)。第1の方向の列L1に並ぶ光結合部25Aの数はN1で、第2の方向の列L2に並ぶ光結合部25Aの数はN2であり、N1<N2である。第1の方向の列L1上での光結合部25Aの配列ピッチがd1、第2の方向の列L2上での光結合部25Aの配列ピッチがd2である。
FIG. 5 shows an optical coupling device 101 according to the second embodiment of the present invention.
In this optical coupling device 101, the first direction row L1 and the second direction row L2 are perpendicular to each other, and an angle θ is provided between each row and the X and Y directions (0 degrees). <Θ <90 degrees). The number of optical coupling portions 25A arranged in the first direction row L1 is N1, the number of optical coupling portions 25A arranged in the second direction row L2 is N2, and N1 <N2. The arrangement pitch of the optical coupling portions 25A on the first direction row L1 is d1, and the arrangement pitch of the optical coupling portions 25A on the second direction row L2 is d2.

図5(B)に示すように、複数本の導光路21Bが、互いに重なることなく、X方向に間隔を空けて、Y1方向またはY2方向に延び出ることができるための条件は、d2(N2−1)・sinθ<d1・cosθである。Y1方向またはY2方向へ延び出る複数本の導光路21Bが、X方向に等間隔となるための条件は、d2・N2・sinθ=d1・cosθである。   As shown in FIG. 5B, the condition for the plurality of light guide paths 21B to extend in the Y1 direction or the Y2 direction with an interval in the X direction without overlapping each other is d2 (N2 −1) · sin θ <d1 · cos θ. The condition for the plurality of light guide paths 21B extending in the Y1 direction or the Y2 direction to be equally spaced in the X direction is d2 · N2 · sin θ = d1 · cos θ.

同様に、図5(A)に示すように、複数の導光路21Aが、互いに重なることなく、Y方向に間隔を空けて、X1方向またはX2方向に延び出ることができるための条件は、d1(N1−1)・sinθ<d2・cosθである。X1方向またはX2方向へ延び出る複数本の導光路21Aが、Y方向に等間隔となるための条件は、d1・N1・sinθ=d2・cosθである。   Similarly, as shown in FIG. 5A, the condition for allowing the plurality of light guide paths 21A to extend in the X1 direction or the X2 direction at intervals in the Y direction without overlapping each other is d1. (N1-1) · sin θ <d2 · cos θ. The condition for the plurality of light guide paths 21A extending in the X1 direction or the X2 direction to be equally spaced in the Y direction is d1 · N1 · sin θ = d2 · cos θ.

第1の方向の列L1上での光結合部25Aの配列ピッチd1と、第2の方向の列L2上での光結合部25Aの配列ピッチd2とが等しく(d1=d2)、光結合部25Aが長方形の領域S1内で規則的に配列しているときは、導光路がY1方向、Y2方向、X1方向、X2方向の全ての方向へ重なることなく延び出るための条件は、(N2−1)・sinθ<cosθである。すなわち、d1=d2のときは、Y1またはY2方向に延びる導光路21Bが互いに重なることなくX方向に間隔を空けて延び出ることができれば、X1またはX2方向に延びる導光路21Aが重なることはない。   The arrangement pitch d1 of the optical coupling portions 25A on the first direction row L1 is equal to the arrangement pitch d2 of the optical coupling portions 25A on the second direction row L2 (d1 = d2), and the optical coupling portion. When 25A is regularly arranged in the rectangular region S1, the condition for the light guide path to extend without overlapping in all directions of Y1, Y2, X1, and X2 is (N2- 1) · sin θ <cos θ. That is, when d1 = d2, the light guide paths 21A extending in the X1 or X2 direction do not overlap if the light guide paths 21B extending in the Y1 or Y2 direction can extend with an interval in the X direction without overlapping each other. .

この場合に、N2・sinθ=cosθであると、図5(B)に示すように、Y1方向またはY2方向に延びる導光路21BがX方向に等間隔で並び、図5(A)に示すように、X1方向またはX2方向に延びる導光路21Aが、等間隔である部分と、等間隔でない部分とが相互に繰り返すように配列される。   In this case, if N2 · sin θ = cos θ, as shown in FIG. 5B, the light guide paths 21B extending in the Y1 direction or the Y2 direction are arranged at equal intervals in the X direction, as shown in FIG. In addition, the light guide paths 21 </ b> A extending in the X1 direction or the X2 direction are arranged so that a portion having an equal interval and a portion having a non-equal interval repeat each other.

図5に示すように、第1の方向の列L1と第2の方向の列L2とで、光結合部25Aが並ぶ数が相違する構造では、第1の対向部10Aの光結合基板13と第2の対向部15Aの光結合基板16とを、長辺と短辺が互いに一致する向きでしか組み合わせることができず、光結合基板13と光結合基板16とを90度回転させて対向させると、全てのマイクロレンズ14と全てのマイクロレンズ17が対向できなくなる。   As shown in FIG. 5, in the structure in which the number of optical coupling portions 25A is different between the first direction row L1 and the second direction row L2, the optical coupling substrate 13 of the first facing portion 10A The optical coupling substrate 16 of the second facing portion 15A can be combined only in the direction in which the long side and the short side coincide with each other, and the optical coupling substrate 13 and the optical coupling substrate 16 are rotated 90 degrees to face each other. Then, all the microlenses 14 and all the microlenses 17 cannot be opposed to each other.

したがって、図5(A)に示すように、導光路21AがX1またはX2方向に延び出る第2の対向部15A1と、図5(B)に示すように、導光路21BがY1またはY2方向に延び出る第2の対向部15A2を、その向きを間違うことなく、第1の対向部10Aに組み合わせることが可能になる。   Therefore, as shown in FIG. 5A, the second opposing portion 15A1 in which the light guide path 21A extends in the X1 or X2 direction, and as shown in FIG. 5B, the light guide path 21B is in the Y1 or Y2 direction. The extending second facing portion 15A2 can be combined with the first facing portion 10A without changing the direction.

図6は本発明の第3の実施の形態の光結合装置201を示す説明図である。
この光結合装置201は、共通の光結合基板13,17に、複数組の結合部群G1,G2,G3,G4がX方向とY方向に間隔を空けて配置されている。結合部群G1,G2,G3,G4のそれぞれが複数の光結合部25Aを有している。結合部群G1,G2,G3,G4のそれぞれにおける光結合部25Aの配列状態および配列条件は、図3ないし図5に示したそれぞれの実施の形態と同じである。したがって、結合部群G1,G2,G3,G4のそれぞれにおいて、複数本の導光路を、互いに重なることなく、X1方向、X2方向、Y1方向、Y2方向のそれぞれの向きに引き出すことが可能である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an optical coupling device 201 according to the third embodiment of this invention.
In this optical coupling device 201, a plurality of sets of coupling unit groups G 1, G 2, G 3, G 4 are arranged on a common optical coupling substrate 13, 17 with an interval in the X direction and the Y direction. Each of the coupling unit groups G1, G2, G3, and G4 includes a plurality of optical coupling units 25A. The arrangement state and arrangement conditions of the optical coupling unit 25A in each of the coupling unit groups G1, G2, G3, and G4 are the same as those of the respective embodiments shown in FIGS. Therefore, in each of the coupling unit groups G1, G2, G3, and G4, it is possible to draw a plurality of light guide paths in the X1, X2, Y1, and Y2 directions without overlapping each other. .

図6に示すように、結合部群G1と結合部群G2は、Y方向に向けて少し位置ずれしており、結合部群G1からX1方向またはX2方向に延びる隣接する導光路21A1と導光路21A1との間に、結合部群G2から延び出る導光路21A2が入り込む。これは、結合部群G3とG4においても同じである。   As shown in FIG. 6, the coupling portion group G1 and the coupling portion group G2 are slightly displaced toward the Y direction, and the adjacent light guide path 21A1 and the light guide path extending from the coupling portion group G1 in the X1 direction or the X2 direction. The light guide 21A2 extending from the coupling portion group G2 enters between 21A1. This is the same in the joint group G3 and G4.

また、結合部群G1と結合部群G3は、X方向に向けて少し位置ずれしており、結合部群G1からY1方向またはY2方向に延びる隣接する導光路21B1と導光路21B1との間に、結合部群G3から延び出る導光路21B2が入り込む。これは、結合部群G2とG4においても同じである。   In addition, the coupling portion group G1 and the coupling portion group G3 are slightly displaced in the X direction, and between the adjacent light guide path 21B1 and the light guide path 21B1 extending in the Y1 direction or the Y2 direction from the coupling portion group G1. The light guide path 21B2 extending from the coupling portion group G3 enters. This is the same in the joint group G2 and G4.

図6に示す光結合装置201は、結合部群G1,G2,G3,G4のいずれかを送信用として使用し、他のものを受信用として使用することで双方向通信に使用しやすくなる。   The optical coupling device 201 illustrated in FIG. 6 can be easily used for bidirectional communication by using any one of the coupling unit groups G1, G2, G3, and G4 for transmission and using the other for reception.

なお、図1(B)に示す、第1の対向部10Bと第2の対向部15Bとが対向する光結合装置1Bにおいても、フレキシブル基板28の延び出る方向に対し、フレキシブル基板20を異なる4つの方向へ選択して延び出させることができる。そのための、光結合部25Bの配列の条件などは、図2ないし図6に示す各実施の形態と同じである。   In the optical coupling device 1B shown in FIG. 1B in which the first facing portion 10B and the second facing portion 15B face each other, the flexible substrate 20 is different from the extending direction of the flexible substrate 28. Can be extended in one direction. For this purpose, the arrangement conditions of the optical coupling unit 25B are the same as those of the embodiments shown in FIGS.

なお、図1(A)に示す光結合部25Aと図1(B)に示す光結合部25Bでは、送光部と受光部の双方にマイクロレンズ14,17,19が設けられているが、マイクロレンズが送光部にのみ設けられ、マイクロレンズで集光された光が受光部に与えられてもよい。あるいは、送光部からの光を受光部に効率的に入射させることができる構造では、光結合部においてマイクロレンズを削除することも可能である。   In the optical coupling unit 25A shown in FIG. 1A and the optical coupling unit 25B shown in FIG. 1B, the microlenses 14, 17, and 19 are provided in both the light transmission unit and the light reception unit. The micro lens may be provided only in the light transmitting unit, and the light condensed by the micro lens may be provided to the light receiving unit. Alternatively, in the structure in which the light from the light transmitting unit can be efficiently incident on the light receiving unit, the microlens can be deleted in the optical coupling unit.

1A,1B,101,201 光結合装置
10A,10B 第1の対向部
11 基板
12 光源アレイ
12a 発光素子
13,16,18 光結合基板
14,17,19 マイクロレンズ
15A,15A1,15A2,15B 第2の対向部
20,28 フレキシブル基板
21A,21B,26 導光路
25A,25B 光結合部
G1,G2,G3,G4 結合部群
L1 第1の方向の列
L2 第2の方向の列
1A, 1B, 101, 201 Optical coupling devices 10A, 10B First opposing portion 11 Substrate 12 Light source array 12a Light emitting elements 13, 16, 18 Optical coupling substrates 14, 17, 19 Microlenses 15A, 15A1, 15A2, 15B Second Opposing portions 20, 28 Flexible substrates 21A, 21B, 26 Light guide paths 25A, 25B Optical coupling portions G1, G2, G3, G4 coupling portion group L1 First direction row L2 Second direction row

Claims (11)

互いに対向する第1の対向部と第2の対向部とが設けられ、前記第1の対向部と前記第2の対向部の、一方に複数の送光部が配列し、他方に複数の受光部が配列し、前記第1の対向部と前記第2の対向部とが対向したときに、前記送光部と前記受光部とが一対一で対向する光結合部が複数箇所に構成され、少なくも前記第2の対向部に、前記送光部または前記受光部にそれぞれ光結合された複数の導光路が延び出ている光結合装置において、
前記光結合部が、第1の方向に延びる列と第2の方向に延びる列に沿って並んでおり、第1の方向に延びる前記列と第2の方向に延びる前記列がそれぞれ複数列設けられており、
全ての前記送光部と全ての前記受光部とが対向した状態で、複数の前記導光路の延びる向きと、前記第1の方向および前記第2の方向との間に90度未満の角度が設けられて、複数の前記導光路を、互いに重なることなく、少なくとも2つの方向のいずれか選択した向きに延ばすことが可能とされていることを特徴とする光結合装置。
A first facing portion and a second facing portion that face each other are provided, and a plurality of light transmitting portions are arranged in one of the first facing portion and the second facing portion, and a plurality of light receiving portions are arranged in the other. When the first opposing portion and the second opposing portion are opposed to each other, the light transmitting portion and the light receiving portion are configured in a plurality of locations where the light transmitting portion and the light receiving portion are opposed one-on-one. In the optical coupling device in which a plurality of light guide paths that are optically coupled to the light transmitting unit or the light receiving unit extend to at least the second facing portion, respectively.
The optical coupling portions are arranged along a row extending in the first direction and a row extending in the second direction, and a plurality of the rows extending in the first direction and the rows extending in the second direction are provided. And
With all the light transmitting units and all the light receiving units facing each other, an angle of less than 90 degrees is formed between the extending direction of the plurality of light guide paths and the first direction and the second direction. An optical coupling device that is provided and is capable of extending the plurality of light guide paths in any direction selected from at least two directions without overlapping each other.
前記第1の方向と前記第2の方向が直角で、前記光結合部が、前記第1の方向の列と前記第2の方向の列にそれぞれ同じ数だけ配列している請求項1記載の光結合装置。   The first direction and the second direction are at right angles, and the optical coupling portions are arranged in the same number in the first direction column and the second direction column, respectively. Optical coupling device. 複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するX方向またはY方向のいずれかであり、X方向と前記第1の方向との成す角度および前記Y方向と前記第2の方向との成す角度をθ(0度<θ<90度)、前記第1の方向と前記第2の方向へ並ぶ前記光結合部の数をN、前記第1の方向の配列ピッチをd1、前記第2の方向の配列ピッチをd2としたときに、
d2(N−1)・sinθ<d1・cosθで、且つd1(N−1)・sinθ<d2・cosθ
である請求項2記載の光結合装置。
The direction in which the light guide paths extend is either the X direction or the Y direction orthogonal to each other, and the angle formed by the X direction and the first direction and the Y direction and the second direction are formed. The angle is θ (0 degrees <θ <90 degrees), the number of the optical coupling parts arranged in the first direction and the second direction is N, the arrangement pitch in the first direction is d1, and the second When the arrangement pitch in the direction is d2,
d2 (N−1) · sin θ <d1 · cos θ and d1 (N−1) · sin θ <d2 · cos θ
The optical coupling device according to claim 2.
d1=d2である請求項3記載の光結合装置。   4. The optical coupling device according to claim 3, wherein d1 = d2. N・sinθ=cosθである請求項4記載の光結合装置。   The optical coupling device according to claim 4, wherein N · sin θ = cos θ. 前記第1の方向と前記第2の方向が直角で、前記光結合部は、前記第1の方向の列に配列する数よりも前記第2の方向の列に配列する数の方が多い請求項1記載の光結合装置。   The first direction and the second direction are at right angles, and the number of the optical coupling units arranged in the second direction column is larger than the number arranged in the first direction column. Item 3. The optical coupling device according to Item 1. 複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するX方向またはY方向のいずれかであり、X方向と前記第1の方向との成す角度および前記Y方向と前記第2の方向との成す角度をθ(0度<θ<90度)、前記第1の方向に並ぶ前記光結合部の数をN1、前記第2の方向へ並ぶ前記光結合部の数をN2、前記第1の方向の配列ピッチをd1、前記第2の方向の配列ピッチをd2としたときに、
d2(N2−1)・sinθ<d1・cosθで、且つd1(N1−1)・sinθ<d2・cosθ
である請求項6記載の光結合装置。
The direction in which the light guide paths extend is either the X direction or the Y direction orthogonal to each other, and the angle formed by the X direction and the first direction and the Y direction and the second direction are formed. The angle is θ (0 degree <θ <90 degrees), the number of optical coupling parts arranged in the first direction is N1, the number of optical coupling parts arranged in the second direction is N2, and the first direction. When the arrangement pitch of d1 is d1, and the arrangement pitch in the second direction is d2,
d2 (N2-1) · sin θ <d1 · cos θ and d1 (N1-1) · sin θ <d2 · cos θ
The optical coupling device according to claim 6.
d1=d2である請求項7記載の光結合装置。   8. The optical coupling device according to claim 7, wherein d1 = d2. N2・sinθ=cosθである請求項8記載の光結合装置。   9. The optical coupling device according to claim 8, wherein N2 · sin θ = cos θ. 前記光結合部が、前記第1の方向と前記第2の方向へ複数箇所に並んだ結合部群が、複数設けられており、前記結合部群から延び出る複数の前記導光路が、隣接する結合部群から延び出る複数の前記導光路の間に位置するように、それぞれの結合部群が配置されている請求項1ないし9のいずれかに記載の光結合装置。   A plurality of coupling unit groups in which the optical coupling unit is arranged in a plurality of locations in the first direction and the second direction are provided, and the plurality of light guide paths extending from the coupling unit group are adjacent to each other. The optical coupling device according to claim 1, wherein each coupling unit group is disposed so as to be positioned between the plurality of light guide paths extending from the coupling unit group. 複数の前記結合部群は、互いに通信方向が相違するものを含む請求項10記載の光結合装置。   The optical coupling device according to claim 10, wherein the plurality of coupling unit groups include those having different communication directions.
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