WO2017130586A1 - 光コネクタ及び光伝送モジュール - Google Patents

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WO2017130586A1
WO2017130586A1 PCT/JP2016/086983 JP2016086983W WO2017130586A1 WO 2017130586 A1 WO2017130586 A1 WO 2017130586A1 JP 2016086983 W JP2016086983 W JP 2016086983W WO 2017130586 A1 WO2017130586 A1 WO 2017130586A1
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light
optical
optical transmission
optical connector
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大鳥居 英
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ソニー株式会社
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    • G02B6/4249Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres

Definitions

  • This technology relates to an optical connector and an optical transmission module that can be used for optical communication.
  • This technique requires an optical connector that can connect a plurality of optical fibers arranged two-dimensionally to an object to be connected.
  • a vertical optical connector in which a plurality of optical fibers are connected perpendicularly to the connection target surface has been used.
  • a horizontal optical connector in which a plurality of optical fibers are connected in parallel to a connection target surface is more advantageous in terms of reduction in thickness and cost.
  • the optical fiber and the photoelectric conversion element are optically coupled in a state where the optical connector is mounted on the substrate on which the photoelectric conversion element is arranged.
  • the positional accuracy of the optical connector and the substrate becomes a problem.
  • a collimated light (parallel light) coupling type optical connector that collimates the light emitted from the optical fiber and transmits the collimated light to the photoelectric conversion element has been attracting attention because of its strong optical axis misalignment.
  • Patent Document 1 discloses an optical connector for connecting a plurality of optical fibers arranged in a line.
  • This optical connector includes a reflection surface on which light emitted from a plurality of optical fibers is incident and a lens on which light reflected by the reflection surface is incident. The lens collimates the incident light and emits it to the photoelectric conversion element. To do.
  • the optical connector described in Patent Document 1 connects a plurality of optical fibers arranged in a row.
  • an optical connector that can be connected to a plurality of two-dimensionally arranged optical transmission lines but can be reduced in thickness and cost.
  • an object of the present technology is to provide an optical connector and an optical transmission module suitable for connecting a plurality of optical transmission lines arranged two-dimensionally.
  • an optical connector for a plurality of optical transmission lines arranged in a two-dimensional array, and includes a first lens, a second lens, 3 lenses and a fourth lens.
  • the first lens reflects light emitted from the first optical transmission path included in the plurality of optical transmission paths.
  • the second lens reflects light emitted from the second optical transmission path included in the plurality of optical transmission paths.
  • the third lens collimates the light reflected by the first lens.
  • the fourth lens collimates the light reflected by the second lens.
  • the light emitted from the first optical transmission path is reflected toward the third lens by the first lens and is collimated by the third lens.
  • the light emitted from the second optical transmission path is reflected toward the fourth lens by the second lens and is collimated by the fourth lens.
  • Parallel light emitted from the third lens and the fourth lens is incident on photoelectric conversion elements facing the third lens and the fourth lens, respectively, and is subjected to photoelectric conversion.
  • the optical path length from the first optical transmission path to the third lens and the second are larger than when the optical transmission path is one-dimensionally arranged.
  • the optical path length from the optical transmission path to the fourth lens becomes longer, but by providing the first lens and the second lens, the diameter of the light incident on the third lens and the fourth lens is reduced. And the optical diameter of the parallel light radiate
  • light vignetting (vignetting) in the third lens and the fourth lens can be prevented, and optical coupling loss can be suppressed. That is, this optical connector can transmit a high-quality optical signal at a low cost.
  • the third lens condenses the parallel light incident from the opposite direction to the light emitted from the first optical transmission path, to the first optical transmission path via the first lens
  • the fourth lens may condense the parallel light incident from the opposite direction to the outgoing light from the second optical transmission path, onto the second optical transmission path via the second lens.
  • the optical connector according to the present technology can transmit the light emitted from the first optical transmission line and the second optical transmission line to the photoelectric conversion element, and also transmits the light emitted from the photoelectric conversion element to the first optical transmission line. Can be transmitted to the second optical transmission line and the second optical transmission line.
  • the 3rd lens and the 4th lens are formed in the shape which can condense the parallel light which injected from the photoelectric conversion element to the 1st optical transmission path and the 2nd optical transmission path.
  • the first optical transmission line and the second optical transmission line have the same numerical aperture
  • the first lens causes light emitted from the first optical transmission path to enter the third lens with a first light diameter
  • the second lens may cause light emitted from the second optical transmission path to be incident on the fourth lens with the first light diameter
  • parallel light having the same light diameter is emitted from the third lens and the fourth lens. If the light emitted from the third lens and the light emitted from the fourth lens have different light diameters, the optical connector is tilted with respect to the photoelectric conversion element, or when the positional deviation occurs, the third The optical coupling loss differs between the first lens and the photoelectric conversion element and between the fourth lens and the photoelectric conversion element, and the quality of the optical signal differs between the first optical transmission line and the second optical transmission line. .
  • the optical connector since the emitted light from the third lens and the fourth lens has the same light diameter, the optical connector is tilted or misaligned with respect to the photoelectric conversion element. However, the quality of the optical signal can be made equal between the first optical transmission line and the second optical transmission line.
  • the first light diameter may be not less than 160 ⁇ m and not more than 200 ⁇ m.
  • the light diameter of the parallel light emitted from the third lens and the fourth lens is too small, the numerical aperture of the lens condensing system becomes small, so that the irradiation spot is greatly blurred, the inclination of the parallel light, that is, the optical connector The optical system is weak against tilt.
  • the light diameter of the parallel light is too large, light vignetting (vignetting) is likely to occur, and the resistance to the lateral shift of the parallel light is reduced.
  • the light diameter for maintaining this trade-off relationship in a balanced manner is preferably 160 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the plurality of optical transmission lines include a first optical transmission line array in which the first optical transmission lines are arranged along a first direction, and the second optical transmission line along the first direction.
  • An optical connector including a second optical transmission line array arranged, wherein the first optical transmission line array and the second optical transmission line array are arranged along a second direction orthogonal to the first direction. .
  • the optical connector When connecting a plurality of optical transmission lines in which two optical transmission line arrays are arranged to an optical connector, it is desirable that the optical signal quality be equal between the optical transmission line arrays.
  • the optical connector according to the present technology can be equal in quality to the optical signal between the optical transmission line arrays, and can connect a plurality of optical transmission lines in which two optical transmission line arrays are arranged. Suitable for
  • the arrangement pitch of the optical transmission lines in the first direction and the second direction may be 250 ⁇ m.
  • An optical fiber standard that can be used as an optical transmission line has a diameter of 250 ⁇ m.
  • the optical connector according to the present technology is suitable for connection of an optical transmission cable in which optical fibers having a diameter of 250 ⁇ m are arranged (that is, the arrangement pitch is 250 ⁇ m).
  • the first optical transmission path and the second optical transmission path are opposed to a first surface, the third lens and the fourth lens are provided on a second surface, and the first lens
  • the second lens may be provided on an inclined surface that is inclined with respect to a third direction orthogonal to the first direction and the second direction.
  • the light emitted from the first optical transmission path and the second optical transmission path is incident on the first surface and reflected by the first lens and the second lens provided on the inclined surface. Then, the light is emitted from the third lens and the fourth lens provided on the second surface.
  • the light emitted from the photoelectric conversion element is condensed by the third lens and the fourth lens provided on the second surface, and reflected by the first lens and the second lens provided on the inclined surface. Then, the light enters the first optical transmission line and the second optical transmission line from the first surface.
  • the arrangement pitch of the third lens and the fourth lens on the second surface may be 250 ⁇ m.
  • the present technology is suitable for connection of an optical transmission cable in which optical fibers having a diameter of 250 ⁇ m are arranged, and a third technique in which light emitted from optical fibers arranged at an arrangement pitch of 250 ⁇ m is arranged at an arrangement pitch of 250 ⁇ m. It is possible to emit light from the fourth lens and the fourth lens.
  • the angle formed between the optical axis of light incident on the inclined surface from the third lens and the fourth lens and the inclined surface may be less than 45 °.
  • the angle of the inclined surface By setting the angle of the inclined surface to less than 45 ° with respect to the optical axis of the incident light, it is possible to suppress the proportion of light that does not reflect on the inclined surface and passes through the inclined surface.
  • the optical connector may further include an aperture that is provided between the third lens and the fourth lens on the second surface and shields light between adjacent lenses.
  • an optical transmission module includes a plurality of optical transmission lines and an optical connector.
  • the plurality of optical transmission lines are arranged in a two-dimensional array.
  • the optical connector includes: a first lens that reflects light emitted from a first optical transmission path included in the plurality of optical transmission paths; and a second optical transmission path included in the plurality of optical transmission paths.
  • a second lens for reflecting the emitted light, a third lens for collimating the light reflected by the first lens, and a fourth lens for collimating the light reflected by the second lens Is provided.
  • an optical connector and an optical transmission module suitable for connecting a plurality of optical transmission lines arranged two-dimensionally.
  • the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
  • FIG. 1 is a perspective view of an optical transmission module according to a first embodiment of the present technology. It is sectional drawing of the same optical transmission module. It is sectional drawing of the optical transmission cable with which the optical transmission module is provided. It is sectional drawing of the optical fiber which comprises the optical transmission cable with which the same optical transmission module is provided. It is a top view of the connector connection part with which the optical transmission module is provided. It is a perspective view of the optical connector with which the optical transmission module is provided. It is sectional drawing of the optical connector with which the same optical transmission module is provided. It is a top view of the supporting member of the optical connector with which the same optical transmission module is provided. It is sectional drawing of the optical connector and optical transmission cable with which the optical transmission module is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an optical transmission module 100 according to the first embodiment of the present technology
  • FIG. 2 is a plan view of the optical transmission module 100.
  • three directions orthogonal to each other are defined as an X direction, a Y direction, and a Z direction, respectively.
  • the optical transmission module 100 includes an optical transmission cable 110, an optical connector 120, and a connector connecting portion 130.
  • the optical transmission cable 110 includes a plurality of optical transmission lines arranged two-dimensionally.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical transmission cable 110.
  • the optical transmission cable 110 includes a plurality of optical fibers 111.
  • the number of optical fibers 111 is not limited to that shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical fiber 111.
  • the optical fiber 111 includes a core 112, a clad 113, and a coating layer 114.
  • the core 112 is a fibrous member made of quartz glass or plastic and has a high light refractive index and a high light transmittance.
  • the clad 113 is made of quartz glass, plastic, or the like, and is provided around the core 112.
  • the clad 113 has a high light transmittance and a light refractive index lower than that of the core 112.
  • the light incident on the core 112 is reflected at the interface between the core 112 and the clad 113 and transmitted. That is, the core 112 functions as an optical transmission line.
  • the covering layer 114 is made of an ultraviolet curable resin or the like and covers the clad 113.
  • the covering layer 114 protects the core 112 and the clad 113 and imparts mechanical strength to the optical fiber 111.
  • the optical fiber 111 may be a multimode optical fiber or a single mode optical fiber, but a multimode optical fiber is preferable.
  • the numerical aperture (NA) of the optical fiber 111 can be set to 0.2, for example.
  • the optical transmission cable 110 includes an optical fiber array 111a arranged along the X direction and an optical fiber array 111b arranged along the X direction.
  • the optical fiber array 111a and the optical fiber array 111b are , Arranged along the Y direction.
  • each optical fiber 111 are arranged along two directions of the X direction and the Y direction, that is, two-dimensionally arranged.
  • the number of optical fibers 111 included in each optical fiber array is not particularly limited, and may be several to several hundred. Also, the number of optical fiber arrays is not limited to two, and the optical transmission cable 110 may include a larger number of optical fiber arrays arranged along the Y direction.
  • the arrangement pitch of the optical fibers 111 in the X direction and the Y direction (P1 in the figure, the distance between the centers of the optical fibers 111) can be set to 250 ⁇ m, for example.
  • optical fiber 111 included in the optical fiber array 111a is referred to as an optical fiber 115
  • optical fiber 111 included in the optical fiber array 111b is referred to as an optical fiber 116.
  • the plurality of optical fibers 111 are independent from each other, and may be arranged as shown in FIG. 3 by being inserted into the optical connector 120. Further, the plurality of optical fibers 111 may be integrated with an array as shown in FIG. 3 by being covered with a resin or the like or fixed by a fixing member.
  • the optical connector 120 is attached to the connector connection portion 130, and emits light incident from the optical transmission cable 110 to the connector connection portion 130, and emits light incident from the connector connection portion 130 to the optical transmission cable 110.
  • the detailed configuration of the optical connector 120 will be described later.
  • the optical connector 120 includes a collimating lens 156 and a collimating lens 157 that face the connector connecting portion 130.
  • optical connector having the same structure as that of the optical connector 120 may be provided at the end of the optical transmission cable 110 opposite to the optical connector 120.
  • the connector connecting unit 130 is mounted on a mounting object (not shown), converts light incident from the optical connector 120 into an electrical signal, converts the electrical signal into light, and emits the light to the optical connector 120.
  • the connector connecting portion 130 includes a substrate 131, a connector support portion 132, a photoelectric conversion element 133, and a terminal 134.
  • the substrate 131 supports the connector support part 132 and the photoelectric conversion element 133. Although illustration is omitted, the substrate 131 is provided with an integrated circuit for controlling the photoelectric conversion element 133 and wirings for electrically connecting each part.
  • an organic substrate made of an organic material such as a synthetic resin can be used as the substrate 131.
  • the connector support part 132 is provided on the substrate 131 and supports the optical connector 120 and positions the optical connector 120 with respect to the connector connection part 130.
  • the connector support portion 132 can be engaged with a hole or the like provided in the optical connector 120 to position the optical connector 120.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the arrangement of the photoelectric conversion elements 133.
  • the photoelectric conversion element 133 forms a photoelectric conversion element array 133a arranged along the X direction and a photoelectric conversion element array 133b arranged along the X direction on the substrate 131.
  • the conversion element array 133a and the photoelectric conversion element array 133b are arranged along the Z direction.
  • the photoelectric conversion element 133 included in the photoelectric conversion element array 133a is referred to as a photoelectric conversion element 135, and the photoelectric conversion element 133 included in the photoelectric conversion element array 133b is referred to as a photoelectric conversion element 136.
  • the photoelectric conversion element 135 faces the collimating lens 156.
  • An optical system (not shown) is provided between the photoelectric conversion element 135 and the collimator lens 156.
  • the photoelectric conversion element 135 is a light receiving element
  • the parallel light emitted from the collimator lens 156 enters the photoelectric conversion element 135 through the optical system.
  • the photoelectric conversion element 135 is a light emitting element
  • the light emitted from the photoelectric conversion element 135 becomes parallel light through the optical system and enters the collimator lens 156.
  • the photoelectric conversion element 136 faces the collimating lens 157.
  • An optical system (not shown) is provided between the photoelectric conversion element 136 and the collimator lens 157.
  • the photoelectric conversion element 136 is a light receiving element, the parallel light emitted from the collimator lens 157 enters the photoelectric conversion element 136 through the optical system.
  • the photoelectric conversion element 136 is a light emitting element, the light emitted from the photoelectric conversion element 136 becomes parallel light through the optical system and enters the collimator lens 157.
  • the terminal 134 is made of a conductive material, and electrically connects the connector connecting portion 130 to the mounting target.
  • the arrangement and shape of the terminal 134 are not particularly limited.
  • the connection between the organic substrate 131 and the mounting object does not have to use the terminal 134, and may be a connection using a general electrical connector.
  • the connector connection unit 130 is an example of a connection target of the optical connector 120, and the connection target of the optical connector 120 is not limited to the connector connection unit 130.
  • the optical connector 120 includes an optical functional element that emits or enters parallel light mounted on an organic substrate, an optical connector that emits or enters parallel light mounted on an organic substrate, and a weak base similar to that of an organic substrate. It can be connected to a photoelectric conversion element, an optical functional element, an optical connector or the like that is mounted on the material and emits or enters parallel light. Further, the optical connectors 120 may be connected by the optical connectors 120.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the optical connector 120.
  • the optical connector 120 includes a support member 121 and a lid member 122.
  • FIG. 8 is a plan view of the support member 121. As shown in FIGS. 6 to 8, the support member 121 is provided with a recess 121a, and the light guide 150 is provided in the recess 121a.
  • the lid member 122 is joined to the support member 121 so as to cover the recess 121a.
  • the lid member 122 is provided with an injection hole 122a that communicates with the recess 121a.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the optical connector 120 and the optical transmission cable 110. As shown in the figure, the optical transmission cable 110 is inserted into the recess 121 a and is arranged so that the end of the optical transmission cable 110 faces the light guide unit 150.
  • an adhesive is injected from the injection hole 122a, and the support member 121, the optical transmission cable 110, and the lid member 122 are fixed to each other.
  • a sealing resin is injected into the space 120a formed by the support member 121 and the lid member 122 from the injection hole 122b and sealed.
  • the configuration of the optical connector 120 is not limited to that described above, and any structure that can fix the optical transmission cable 110 with the end of the optical transmission cable 110 facing the light guide unit 150 may be used.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the light guide unit 150 and the optical transmission cable 110
  • FIG. 11 is a perspective view of the light guide unit 150.
  • the light guide unit 150 is a triangular prism-shaped portion including a first surface 151, a second surface 152, and an inclined surface 153.
  • the arrangement direction of the optical fibers 111a and 111b in the optical fiber row 111a and the optical fiber row 111b is the X direction
  • the arrangement direction of the optical fiber row 111a and the optical fiber row 111b is the Y direction
  • the outgoing light from the optical fiber 111 is defined as the Z direction.
  • the first surface 151 is a surface along the XY plane
  • the second surface 152 is a surface along the XZ plane.
  • the inclined surface 153 is a surface inclined with respect to the XZ plane.
  • the inclination angle with respect to the XZ plane can be 45 ° or 50 °, for example.
  • the light guide unit 150 may be a part of the support member 121, and the first surface 151 and a part of the inclined surface 153 may be continuous with the support member 121.
  • the light guide 150 may be a member different from the support member 121.
  • the material of the light guide part 150 is not specifically limited, The material with high light transmittance and light resistance is suitable, for example, PPS (polyphenylene sulfide) can be utilized.
  • the end portion of the optical fiber 111 faces the first surface 151. This end may be in contact with the first surface 151 or may be separated from the first surface 151. However, when the end portion is separated from the first surface 151, the distance between the end portion of each optical fiber 111 and the first surface 151 needs to be the same.
  • the inclined surface 153 is provided with a reflection lens 154 and a reflection lens 155.
  • FIG. 12 is a view of the inclined surface 153 viewed from the Z direction.
  • the inclined surface 153 is provided with a reflection lens array 154a composed of a plurality of reflection lenses 154 arranged in the X direction and a reflection lens array 155a composed of a plurality of reflection lenses 155 arranged in the X direction. ing.
  • the reflection lens 154 can have an elliptical shape in which the Y direction is the major axis direction as shown in FIG. Further, the reflection lens 154 may have an elliptical shape in which the Y direction is the minor axis direction.
  • the number of reflection lenses 154 is the same as the number of optical fibers 115, and each reflection lens 154 faces each optical fiber 115 in the Z direction.
  • the reflection lens 155 can have an elliptical shape in which the Y direction is the major axis direction as shown in FIG. Further, the reflection lens 155 may have an elliptical shape in which the Y direction is the minor axis direction.
  • the number of reflection lenses 155 is the same as the number of optical fibers 116, and each reflection lens 155 faces each optical fiber 116 in the Z direction.
  • the arrangement pitch (P2 in the figure, the distance between the centers of the lenses) of the reflecting lens 154 and the inclined surface 153 of the reflecting lens 155 can be set to 250 ⁇ m, for example.
  • the inclined surface 153 is provided with a light reflection region 153a.
  • the light reflection region 153a is a total reflection mirror or a metal mirror, and can be formed by forming a thin film made of a highly light reflective material such as aluminum or stainless steel on the inclined surface 153.
  • the light reflection region 153a may be provided on the entire inclined surface 153, or may be provided only inside the reflection lens 154 and the reflection lens 155.
  • FIG. 13 is a view of the second surface 152 as seen from the Y direction.
  • the second surface 152 is provided with a collimating lens array 156a composed of a plurality of collimating lenses 156 arranged in the X direction and a collimating lens array 157a composed of a plurality of collimating lenses 157 arranged in the X direction. It has been.
  • the collimating lens array 156a and the collimating lens array 157a are arranged along the Z direction.
  • the collimating lens 156 is a spherical lens or an aspherical lens.
  • the lens diameter of the collimating lens 156 can be set to 240 ⁇ m, for example.
  • the number of collimating lenses 156 is the same as the number of reflecting lenses 154.
  • Each collimating lens 156 faces each reflecting lens 154 in the Y direction.
  • the collimating lens 157 is a spherical lens or an aspherical lens.
  • the lens diameter of the collimating lens 157 can be set to 240 ⁇ m, for example.
  • the number of collimating lenses 157 is the same as the number of reflecting lenses 155.
  • Each collimating lens 157 faces each reflecting lens 155 in the Y direction.
  • the center of the collimating lens 156 and the center of the collimating lens 157 are separated from each other in the Z direction.
  • the arrangement pitch (P3 in the figure, the distance between the centers of the lenses) on the second surface 152 of the collimating lens 156 and the collimating lens 157 can be set to 250 ⁇ m, for example.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a path of light incident on the light guide unit 150, where the optical axis of light incident on the light guide unit 150 from the optical fiber 115 is the optical axis G 1, and the light axis from the optical fiber 116 to the light guide unit 150.
  • the optical axis of the incident light is shown as an optical axis G2.
  • the light L1 emitted from the optical fiber 115 enters the reflection lens 154 from the Z direction.
  • the reflection lens 154 reflects the light L1 in the Y direction.
  • the reflected light of the reflective lens 154 is shown as light L3.
  • the light L2 emitted from the optical fiber 116 enters the reflection lens 155 from the Z direction.
  • the reflection lens 155 reflects the light L2 in the Y direction.
  • the reflected light of the reflective lens 155 is indicated as light L4.
  • the light L3 reflected by the reflecting lens 154 enters the collimating lens 156.
  • the collimating lens 156 collimates the light L3 and emits it in the Y direction.
  • the light emitted from the collimator lens 156 is shown as light L5.
  • the light L4 reflected by the reflecting lens 155 enters the collimating lens 157.
  • the collimating lens 157 collimates the light L4 and emits it in the Y direction.
  • the light emitted from the collimating lens 157 is shown as light L6.
  • FIG. 14 shows the paths of the emitted light from each of the optical fiber 115 and the optical fiber 116, but the emitted light from each of the plurality of optical fibers 115 and the plurality of optical fibers 116 (see FIG. 3) arranged in the X direction. Is also emitted from the collimating lens 156 and the collimating lens 157 through a path as shown in FIG.
  • the light L5 enters each photoelectric conversion element 135 (see FIG. 5) facing each collimator lens 156, and is converted into an electrical signal.
  • the light L6 enters each photoelectric conversion element 136 facing the collimating lens 157 and is converted into an electric signal.
  • the pitch of the light L5 and the light L6 (the distance between the optical axis G1 and the optical axis G2) can be set to 250 ⁇ m, for example.
  • the photoelectric conversion element 133 may be a light emitting element.
  • light emitted from the photoelectric conversion element 133 is transmitted to the optical transmission cable 110 via the light guide unit 150.
  • the light path at this time is a path opposite to the light incident on the light guide unit 150 from the optical fiber 115 and the optical fiber 116.
  • the light L5 emitted from the photoelectric conversion element 135 enters the opposing collimating lens 156.
  • the collimating lens 156 collects the light L5 on the optical fiber 115 via the reflection lens 154.
  • the light emitted from the collimating lens 156 is shown as light L3.
  • the light L6 emitted from the photoelectric conversion element 136 enters the opposing collimator lens 157.
  • the collimating lens 157 condenses the light L6 onto the optical fiber 116 via the reflection lens 155.
  • the light emitted from the collimating lens 157 is indicated as light L4.
  • the reflection lens 154 reflects the incident light L3 in the Z direction.
  • the light reflected by the reflection lens 154 is shown as light L1.
  • the reflection lens 155 reflects the incident light L4 in the Z direction.
  • the light reflected by the reflection lens 155 is shown as light L2.
  • the light L 1 reflected by the reflection lens 154 enters the optical fiber 115, and the light L 2 reflected by the reflection lens 155 enters the optical fiber 116.
  • the reflection lens 154 reflects the light L1 and causes the light L3 to reach the collimating lens 156.
  • the reflection lens 155 reflects the light L2 and causes the light L4 to reach the collimating lens 157.
  • FIG. 15 is an enlarged view of the vicinity of the collimating lens 156 and the collimating lens 157.
  • the light diameter when the light L3 reaches the collimating lens 156 is defined as a light diameter R1
  • the light diameter when the light L4 reaches the collimating lens 157 is defined as a light diameter R2.
  • the reflection lens 154 and the reflection lens 155 are formed in a shape in which the light diameter R1 and the light diameter R2 have the same light diameter.
  • the reflection lens 154 and the reflection lens 155 are formed on the inclined surface 153, the distance between the optical fiber 115 and the reflection lens 154 in the Z direction, and the optical fiber 116 and the reflection lens 155 in the Z direction. The distance is different. Therefore, the reflective lens 154 and the reflective lens 155 have different shapes, and are configured such that the light diameter R1 and the light diameter R2 are the same light diameter.
  • the collimating lens 156 collimates the light L3 having the light diameter R1 and emits the light L5 having the light diameter R1.
  • the collimator lens 157 collimates the light L4 having the light diameter R2 and emits the light L5 having the light diameter R2. Accordingly, parallel light having the same light diameter is emitted to the photoelectric conversion element 135 and the photoelectric conversion element 136.
  • the collimating lens 156 collects the light L5 on the optical fiber 115 via the reflection lens 154. Therefore, the collimating lens 156 has a shape such that incident light is collected on the optical fiber 115.
  • the collimating lens 157 condenses the light L6 on the second optical fiber 116 via the reflection lens 155. Therefore, the collimating lens 157 has a shape such that incident light is collected on the optical fiber 116.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of the light guide unit 910 and the optical transmission cable 920 of the optical connector according to the first comparative example.
  • the optical transmission cable 920 includes an optical fiber 921 and an optical fiber 922, and the optical fiber 921 and the optical fiber 922 include a core 923.
  • the light guide 910 includes a first surface 911, a second surface 912, an inclined surface 913, a collimating lens 914 and a collimating lens 915 formed on the second surface 912.
  • the inclined surface 913 is a light reflecting surface.
  • the light D1 emitted from the optical fiber 921 is reflected by the inclined surface 913 and enters the collimating lens 914. Further, the light D ⁇ b> 2 emitted from the optical fiber 922 is reflected by the inclined surface 913 and enters the collimating lens 915.
  • the collimating lens 914 collimates and emits the incident light D1.
  • the collimating lens 915 collimates the incident light D2 and emits it.
  • the optical path length from each optical fiber to each collimator lens becomes longer than in the case of one optical fiber and one collimator lens. For this reason, when the light emitted from the optical fiber reaches the collimating lens, the light diameter becomes large.
  • the optical connector 120 As the light diameter of the parallel light increases, vignetting of light occurs at the end of the collimating lens as will be described later, and the optical coupling loss increases.
  • the optical connector 120 since the incident light is collected by the reflection lens 154 and the reflection lens 155 provided on the inclined surface 153, the light diameters of the light L5 and the light L6 are reduced. It is possible to reduce the optical coupling loss.
  • FIG. 17 is a schematic diagram of the light guide unit 930 and the optical transmission cable 940 of the optical connector according to the second comparative example.
  • the optical transmission cable 940 includes an optical fiber 941 and an optical fiber 942, and the optical fiber 941 and the optical fiber 942 include a core 943.
  • the light guide 930 includes a first surface 931, a second surface 932, an inclined surface 933, and a first lens 934 and a second lens 935 formed on the inclined surface 933.
  • the inclined surface 933 is a light reflecting surface.
  • the first lens 934 is a reflecting lens that reflects incident light and a collimating lens that collimates incident light.
  • the second lens 935 is a reflecting lens that reflects incident light and a collimating lens that collimates incident light.
  • the light D1 emitted from the optical fiber 941 is reflected by the first lens 934 and parallelized. Further, the light D2 emitted from the optical fiber 942 is reflected by the second lens 935 and parallelized.
  • the distance in the Z direction between the optical fiber 941 and the first lens 934 and the distance in the Z direction between the optical fiber 942 and the second lens 935 are different.
  • the light diameter of the light D1 reaching the first lens 934 and the light D2 reaching the second lens 935 are different.
  • the first lens 934 and the second lens 935 collimate incident light, the light diameter of the light D1 emitted from the light guide unit 930 (F1 in the figure) and the light diameter of the light D2 (F2 in the figure) Is different.
  • the light L5 and the light L6 emitted from the light guide unit 150 are configured to have the same light diameter as described above. Therefore, even when the optical connector is shifted laterally or tilted, the difference in optical coupling loss as in the second comparative example does not occur.
  • the optical connector 120 emits the light L5 and the light L6 having a relatively small optical diameter and the same light L5 from the light guide unit 150. Thereby, the optical coupling loss between parallel light and a photoelectric conversion element is suppressed, and the positional shift between an optical connector and a photoelectric conversion element is permitted to some extent. For this reason, it is possible to transmit a high-quality optical signal even by using an organic substrate or the like that is low in cost.
  • the light diameter R1 (see FIG. 15) of the light L5 emitted from the collimating lens 156 and the light diameter R2 of the light L6 emitted from the collimating lens 157 are preferably 160 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less. The reason will be described below.
  • the diameter T of the optical fiber 111 shown in FIG. 4 can be 250 ⁇ m. Many optical fibers have a diameter of 250 ⁇ m according to standards. In this case, as shown in FIG. 3, the arrangement pitch P1 of the optical fibers 111 in the optical transmission cable 110 is also 250 ⁇ m. In many cases, the numerical aperture (NA) of a multimode optical fiber is also set to 0.2 by the standard.
  • NA numerical aperture
  • the diameters of the collimating lens 914 and the collimating lens 915 are 240 ⁇ m, and the light diameter of the emitted light from each collimating lens is 180 ⁇ m.
  • the collimating lens diameter is assumed to be 240 ⁇ m as the substantially maximum diameter within the range, assuming that the lens pitch is set to 250 ⁇ m for the reason described above.
  • the light diameter of 180 ⁇ m has a tolerance for deviation as much as possible, and as a result of various analysis as a diameter strong against disturbance, 180 ⁇ m is determined as the optimum diameter.
  • FIG. 18 shows the result of simulating the influence of tilt.
  • the coupling loss due to the tilt increases as the light diameter of the parallel light decreases.
  • the light-shielding tolerance with respect to the foreign material in an optical path will also become small.
  • both the light diameter R1 and the light diameter R2 are preferably 160 ⁇ m or more.
  • FIG. 19 shows the result of simulating the effect of lateral displacement.
  • the coupling loss due to lateral deviation increases as the light diameter of the parallel light increases.
  • both the light diameter R1 and the light diameter R2 are preferably 200 ⁇ m or less.
  • the diameter of the parallel light is preferably 160 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and particularly preferably 180 ⁇ m, as a diameter that maintains the above two trade-off relationships in a well-balanced manner.
  • a sample was prototyped and the optical coupling loss was measured.
  • FIG. 20 is a schematic diagram of a measurement sample 800. As shown in the figure, the measurement sample 800 includes an optical fiber 810 and a collimating lens 820.
  • the optical fiber 810 is a lens having a fiber diameter of 250 ⁇ m
  • the collimating lens 820 is a lens that emits light incident from the optical fiber 810 as parallel light having a light diameter of 180 ⁇ m.
  • the two measurement samples 800 were separated with the collimating lens 820 facing each other, and the lateral displacement and the optical coupling loss between the collimating lenses 820 were measured.
  • FIG. 21 shows the measurement results. As shown in the figure, it was confirmed that the optical coupling loss increased by 1 dB or less even when the optical axis of the parallel light was shifted by ⁇ 50 ⁇ m by setting the light diameter of the parallel light to 180 ⁇ m.
  • the multi-mode optical fiber has a numerical aperture of 0.2 according to the multi-mode optical fiber (MMF) standard, and the general refractive index of the resin used as the material of the light guide unit 150 is typically about 1.5. Value.
  • the light emitted from the standard multimode optical fiber has a diameter of 180 ⁇ m at a distance of 600 ⁇ m.
  • the optical path length from each optical fiber to each collimator lens is one for each optical fiber and collimator lens. Longer than the case. For this reason, when the light emitted from the optical fiber reaches the collimating lens, the light diameter becomes larger than 180 ⁇ m, and parallel light having a light diameter of 180 ⁇ m cannot be emitted.
  • the size of the light guide unit 910 is reduced to the limit.
  • the light guide unit 910 is a molded resin, it is difficult to maintain a necessary strength.
  • the structure according to the first comparative example it is difficult to set the light diameter of the parallel light to 180 ⁇ m suitable for transmission.
  • the second comparative example see FIG. 17
  • the light diameter of the parallel light is different as described above, two collimators are used. It is impossible to set the diameters of the parallel lights emitted from the lenses to 180 ⁇ m.
  • the light diameter R1 of the light L5 emitted from the collimator lens 156 and the light diameter R2 of the light L6 emitted from the collimator lens 157 can both be 180 ⁇ m. It is.
  • the optical connector 120 according to the present embodiment is particularly suitable when two-dimensionally arrayed optical fibers having a diameter of 250 ⁇ m, which are standard products, are used.
  • optical transmission module (Second Embodiment) An optical transmission module according to the second embodiment of the present technology will be described.
  • the configuration other than the light guide unit is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the light transmission module includes a light guide unit 250.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the light guide unit 250 and the optical transmission cable 110.
  • the light guide unit 250 is a triangular prism-shaped portion including a first surface 251, a second surface 252, and an inclined surface 253.
  • the optical transmission cable 110 includes a plurality of optical fibers 111 arranged two-dimensionally. As shown in FIG. 3, the arrangement direction of the optical fibers 111a and 111b in the optical fiber row 111a and the optical fiber row 111b is the X direction, the arrangement direction of the optical fiber row 111a and the optical fiber row 111b is the Y direction, and the outgoing light from the optical fiber 111.
  • the optical axis direction is defined as the Z direction.
  • the first surface 251 is a surface along the XY plane
  • the second surface 252 is a surface along the XZ plane.
  • the inclined surface 253 is a surface inclined with respect to the XZ plane.
  • the inclination angle of the inclined surface 253 with respect to the XZ plane is not particularly limited, but is less than 45 ° in this embodiment, and can be set to 40 ° as shown in FIG.
  • the material of the light guide unit 250 is not particularly limited, but a material having high light transmittance is suitable, and for example, PPS (polyphenylene sulfide) can be used.
  • the end portion of the optical fiber 111 faces the first surface 251. This end may be in contact with the first surface 251 or may be separated from the first surface 251. However, when the end portion of the optical fiber 111 is separated from the first surface 251, the distance between the end portion of each optical fiber 111 and the first surface 251 needs to be the same.
  • the inclined surface 253 is provided with a reflection lens 254 and a reflection lens 255.
  • the plurality of reflection lenses 254 are arranged in the X direction to form a reflection lens array.
  • the reflection lenses 255 are also arranged in the X direction to form a reflection lens array.
  • the arrangement pitch of the reflection lenses 254 and the reflection lenses 255 on the inclined surface 253 can be set to 250 ⁇ m, for example.
  • the reflection lens 254 can be in the shape of an ellipse whose Y direction is the major axis direction. Further, the reflection lens 254 may have an elliptical shape in which the Y direction is the minor axis direction.
  • the number of reflection lenses 254 is the same as the number of optical fibers 115, and each reflection lens 254 faces each optical fiber 115 in the Z direction.
  • the reflection lens 255 can be in the shape of an ellipse whose Y direction is the major axis direction. Further, the reflection lens 255 may have an elliptical shape in which the Y direction is the minor axis direction.
  • the number of reflection lenses 255 is the same as the number of optical fibers 116, and each reflection lens 255 faces each optical fiber 116 in the Z direction.
  • the inclined surface 253 on which the reflection lens 254 and the reflection lens 255 are provided is inclined with respect to the XZ plane, the center of the reflection lens 254 and the center of the reflection lens 255 are separated from each other in the Z direction and the Y direction.
  • the inclined surface 253 is provided with a light reflection region 253a.
  • the light reflection region 253a is a total reflection mirror or a metal mirror, and a thin film made of a highly light reflective material such as aluminum or stainless steel can be formed on the inclined surface 253.
  • the light reflection region 253a may be provided on the entire inclined surface 253, or may be provided only inside the reflection lens 254 and the reflection lens 255.
  • a collimating lens 256 and a collimating lens 257 are provided on the second surface 252. Similar to the first embodiment, the plurality of collimating lenses 256 are arranged in the X direction to form a collimating lens array. The collimating lenses 257 are also arranged in the X direction to form a collimating lens array. The arrangement pitch of the collimating lens 256 and the collimating lens 257 on the second surface 252 can be set to 250 ⁇ m, for example.
  • the collimating lens 256 is a spherical lens or an aspherical lens.
  • the number of collimating lenses 256 is the same as the number of reflecting lenses 254.
  • Each collimator lens 256 is provided at a position separated from the first surface 251 compared to the collimator lens 156 according to the first embodiment.
  • the collimating lens 257 is a spherical lens or an aspherical lens.
  • the number of collimating lenses 257 is the same as the number of reflecting lenses 255.
  • Each collimating lens 257 is provided at a position separated from the first surface 251 compared to the collimating lens 157 according to the first embodiment.
  • the center of the collimating lens 256 and the center of the collimating lens 257 are separated from each other in the Z direction.
  • FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a path of light incident on the light guide unit 250, where the optical axis of the light incident on the light guide unit 250 from the optical fiber 115 is the optical axis G 1 and from the optical fiber 116 to the light guide unit 250.
  • the optical axis of the incident light is shown as an optical axis G2.
  • the light L1 emitted from the optical fiber 115 enters the reflection lens 254 from the Z direction.
  • the reflection lens 254 reflects the light L1 in the direction of the collimating lens 256.
  • the reflected light of the reflective lens 254 is shown as light L3.
  • the light L2 emitted from the optical fiber 116 enters the reflection lens 255 from the Z direction.
  • the reflection lens 255 reflects the light L2 in the direction of the collimating lens 257.
  • the reflected light of the reflective lens 255 is shown as light L4.
  • the light L3 reflected by the reflecting lens 254 enters the collimating lens 256.
  • the collimating lens 256 collimates the light L3 and emits it in the Y direction.
  • Light emitted from the collimator lens 256 is indicated as light L5.
  • the light L4 reflected by the reflecting lens 255 is incident on the collimating lens 257.
  • the collimating lens 257 collimates the light L4 and emits it in the Y direction.
  • the light emitted from the collimator lens 257 is shown as light L6.
  • FIG. 23 shows the optical paths of the emitted light from each of the optical fiber 115 and the optical fiber 116, respectively, but the emitted light from each of the plurality of optical fibers 115 and the plurality of optical fibers 116 (see FIG. 3) arranged in the X direction. Also, the light is emitted from the collimating lens 256 and the collimating lens 257 through an optical path as shown in FIG.
  • the light L5 enters each photoelectric conversion element 135 (see FIG. 5) facing each collimator lens 256, and is converted into an electrical signal.
  • the light L6 enters each photoelectric conversion element 136 facing the collimator lens 257 and is converted into an electrical signal.
  • the photoelectric conversion element 133 may be a light emitting element.
  • light emitted from the photoelectric conversion element 133 is guided along a path opposite to the light L1 to the light L6.
  • the signal passes through the unit 250 and is transmitted to the optical transmission cable 110.
  • the angle formed by the optical axis G1 of the light L3 incident on the inclined surface 253 from the collimator lens 256 and the inclined surface 253 is less than 45 °.
  • the angle formed between the optical axis G2 of the light L4 incident on the inclined surface 253 from the collimator lens 257 and the inclined surface 253 is less than 45 °.
  • the reflection lens 254 and the reflection lens 255 have the same light diameter when the light L3 reaches the collimator lens 256 and the light diameter when the light L4 reaches the collimator lens 257. It is formed in the shape which becomes the light diameter.
  • the collimator lens 256 has a shape capable of condensing incident light onto the optical fiber 115 via the reflection lens 254, and the collimator lens 257 passes incident light onto the optical fiber 116 via the reflection lens 255. It has a shape that can be condensed.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing a light path in the optical connector according to the first comparative example.
  • the light E1 that has entered the collimator lens 914 from the photoelectric conversion element is reflected by an inclined surface 913 that is a light reflecting surface, and enters the optical fiber 921.
  • the light transmitted through the inclined surface 913 is shown as light E3.
  • the light E2 incident on the collimator lens 915 from the photoelectric conversion element does not reflect a component of about 3 ° and passes through the inclined surface 913.
  • the light transmitted through the inclined surface 913 is shown as light E4.
  • a reflective lens is provided on the inclined surface 913, the loss component is further increased.
  • the inclination angle of the inclined surface 253 with respect to the XZ plane is less than 45 °, so that the light incident on the inclined surface 253 from the collimating lens 256 and the collimating lens 257 can be obtained.
  • the inclination angle of the inclined surface 253 with respect to the optical axis is less than 45 °.
  • the incident angle of the light incident on the reflection lens 254 from the collimator lens 256 and the light incident on the reflection lens 255 from the collimator lens 257 are reduced, and the loss component of the light transmitted through the reflection lens 254 and the reflection lens 255 is suppressed. It becomes possible.
  • the light transmission module includes a light guide unit 350.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of the light guide unit 350 and the optical transmission cable 110.
  • the light guide unit 350 is a triangular prism-shaped portion including a first surface 351, a second surface 352, and an inclined surface 353.
  • the optical transmission cable 110 includes a plurality of optical fibers 111 arranged two-dimensionally. As shown in FIG. 3, the arrangement direction of the optical fibers 111a and 111b in the optical fiber row 111a and the optical fiber row 111b is the X direction, the arrangement direction of the optical fiber row 111a and the optical fiber row 111b is the Y direction, and the outgoing light from the optical fiber 111.
  • the optical axis direction is defined as the Z direction.
  • the first surface 351 is a surface along the XY plane.
  • the optical fiber 115 and the optical fiber 116 are inclined with respect to the second surface 352, that is, the second surface 352 is inclined with respect to the XZ plane.
  • the inclination angle of the second surface 352 with respect to the XZ plane can be set to 5 °, for example.
  • the inclined surface 353 is a surface inclined with respect to the XZ plane.
  • the inclination angle of the inclined surface 353 can be, for example, 40 ° with respect to the XZ plane and 45 ° with respect to the second surface 352.
  • the material of the light guide unit 350 is not particularly limited, but a material having high light transmittance is suitable, and for example, PPS (polyphenylene sulfide) can be used.
  • the end of the optical fiber 111 faces the first surface 351. This end may be in contact with the first surface 351 or may be separated from the first surface 351. However, when the end portion of the optical fiber 111 is separated from the first surface 351, the distance between the end portion of each optical fiber 111 and the first surface 351 needs to be the same.
  • a reflection lens 354 and a reflection lens 355 are provided on the inclined surface 353.
  • the plurality of reflection lenses 354 are arranged in the X direction to form a reflection lens array.
  • the reflection lenses 355 are arranged in the X direction to form a reflection lens array.
  • the arrangement pitch of the reflection lenses 354 and the reflection lenses 355 on the inclined surface 353 can be set to 250 ⁇ m, for example.
  • the reflection lens 354 can be in the shape of an ellipse whose Y direction is the major axis direction. Further, the reflection lens 354 may have an elliptical shape in which the Y direction is the minor axis direction.
  • the number of reflection lenses 354 is the same as the number of optical fibers 115, and each reflection lens 354 faces each optical fiber 115 in the Z direction.
  • the reflection lens 355 can have an elliptical shape in which the Y direction is the major axis direction. Further, the reflection lens 355 may have an elliptical shape in which the Y direction is the minor axis direction.
  • the number of reflection lenses 355 is the same as the number of optical fibers 116, and each reflection lens 355 faces each optical fiber 115 in the Z direction.
  • the inclined surface 353 on which the reflection lens 354 and the reflection lens 355 are provided is inclined with respect to the XZ plane, so that the center of the reflection lens 354 and the center of the reflection lens 355 are separated from each other in the Z direction and the Y direction.
  • the inclined surface 353 is provided with a light reflection region 353a.
  • the light reflection region 353a is a total reflection mirror or a metal mirror, and a thin film made of a material having high light reflectivity such as aluminum or stainless steel can be formed on the inclined surface 353.
  • the light reflection region 353a may be provided on the entire inclined surface 353, or may be provided only inside the reflection lens 354 and the reflection lens 355.
  • a collimating lens 356 and a collimating lens 357 are provided on the second surface 352.
  • the plurality of collimating lenses 356 are arranged in the X direction to form a collimating lens array.
  • the collimating lenses 357 are also arranged in the X direction to form a collimating lens array.
  • the arrangement pitch of the collimating lens 356 and the collimating lens 357 on the second surface 352 can be set to 250 ⁇ m, for example.
  • the collimating lens 356 is a spherical lens or an aspherical lens.
  • the number of collimating lenses 356 is the same as the number of reflecting lenses 354.
  • Each collimating lens 356 is provided at a position separated from the first surface 351 as compared to the collimating lens 156 according to the first embodiment.
  • the collimating lens 357 is a spherical lens or an aspherical lens.
  • the number of collimating lenses 357 is the same as the number of reflecting lenses 355.
  • Each collimating lens 357 is provided at a position separated from the first surface 351 as compared to the collimating lens 157 according to the first embodiment.
  • the center of the collimating lens 356 and the center of the collimating lens 357 are separated from each other in the Z direction and the Y direction. To do.
  • FIG. 26 is a schematic diagram illustrating a path of light incident on the light guide unit 350, where the optical axis of the light incident on the light guide unit 350 from the optical fiber 115 is the optical axis G 1, and from the optical fiber 116 to the light guide unit 350.
  • the optical axis of the incident light is shown as an optical axis G2.
  • the light L1 emitted from the optical fiber 115 enters the reflection lens 354 from the Z direction.
  • the reflection lens 354 reflects the light L1 in the direction of the collimating lens 356.
  • the reflected light of the reflection lens 354 is shown as light L3.
  • the light L2 emitted from the optical fiber 116 enters the reflection lens 355 from the Z direction.
  • the reflection lens 355 reflects the light L2 in the direction of the collimating lens 357.
  • the reflected light of the reflection lens 355 is indicated as light L4.
  • the light L3 reflected by the reflecting lens 354 enters the collimating lens 356.
  • the collimating lens 356 collimates the light L3 and emits it in a direction inclined with respect to the Y direction.
  • the light emitted from the collimator lens 356 is shown as light L5.
  • the light L4 reflected by the reflecting lens 355 enters the collimating lens 357.
  • the collimating lens 357 collimates the light L4 and emits it in a direction inclined with respect to the Y direction.
  • Light emitted from the collimating lens 357 is shown as light L6.
  • FIG. 26 the optical paths of the emitted light from each of the optical fiber 115 and the optical fiber 116 are shown, but the emitted light from each of the plurality of optical fibers 115 and the plurality of optical fibers 116 (see FIG. 3) arranged in the X direction. Is also emitted from the collimating lens 356 and the collimating lens 357 through a path as shown in FIG.
  • the light L5 enters each photoelectric conversion element 135 (see FIG. 5) facing each collimator lens 356, and is converted into an electrical signal.
  • the light L6 enters each photoelectric conversion element 136 facing the collimator lens 357 and is converted into an electric signal.
  • the photoelectric conversion element 133 may be a light emitting element.
  • light emitted from the photoelectric conversion element 133 is guided along a path opposite to the light L1 to the light L6.
  • the signal passes through the unit 350 and is transmitted to the optical transmission cable 110.
  • the angle formed by the optical axis G1 of the light L3 incident on the inclined surface 353 from the collimator lens 356 and the inclined surface 353 is less than 45 °. It becomes. Further, the angle formed between the optical axis G2 of the light L4 incident on the inclined surface 353 from the collimator lens 357 and the inclined surface 353 is less than 45 °.
  • the reflection lens 354 and the reflection lens 355 have the same light diameter when the light L3 reaches the collimator lens 356 and the light diameter when the light L4 reaches the collimator lens 357. It is formed in the shape which becomes the light diameter.
  • the collimator lens 356 has a shape capable of collecting incident light onto the optical fiber 115 via the reflection lens 354, and the collimator lens 357 reflects the incident light onto the optical fiber 116 via the reflection lens 355. It has a shape that can be condensed.
  • the optical fiber 115 and the optical fiber 116 are inclined by 5 ° or more with respect to the second surface 352 as described above.
  • the inclination angle of the inclined surface 353 with respect to the optical axis of the light emitted from the optical fiber 115 and the optical fiber 116 is reduced, and the light incident on the light guide unit 350 with respect to the inclined surface 353 in the path opposite to this light is reduced.
  • the inclination angle is also reduced.
  • the inclination angle of the inclined surface 353 with respect to the optical axis of the light incident on the inclined surface 353 from the collimating lens 356 and the collimating lens 357 is less than 45 °. Therefore, it is possible to suppress the loss component of the light transmitted through the reflection lens 354 and the reflection lens 355 as in the second embodiment.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view illustrating the light guide unit 150 included in the light transmission module according to the modification of the first embodiment
  • FIG. 28 is a plan view of the second surface 152 included in the light guide unit 150 of the light transmission module.
  • an aperture 401 may be provided on the second surface 152.
  • the aperture 401 is a lattice-shaped member that is provided between the collimating lenses 156 and 157 and shields light between the adjacent collimating lenses.
  • the aperture 401 can have a bank shape protruding from the second surface 152, and can have a width of 10 ⁇ m and a height of 10 ⁇ m.
  • the aperture 401 may have a planar structure that does not protrude from the second surface 152.
  • the color of the aperture 400 is preferably a black color that is an absorption color in order to prevent light scattering.
  • the light is shielded between the collimating lenses by the aperture 401, and it becomes possible to further prevent light leakage (stray light) between the collimating lenses.
  • an aperture may be provided around the collimating lens.
  • the optical transmission cable 110 has a configuration in which a plurality of optical fibers 111 are two-dimensionally arranged, but the present technology is also applicable to optical transmission cables having other configurations.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view of an optical transmission cable 510 according to a first modification.
  • the optical transmission cable 510 includes two tape cores 511.
  • the tape core wire 511 includes a plurality of optical fibers 512 and a second coating layer 513.
  • the optical fiber 512 includes an optical fiber core 514 composed of a core and a clad, and a first coating layer 515 that covers the optical fiber core 514.
  • the first coating layer 515 is made of an ultraviolet curable resin or the like.
  • the plurality of optical fibers 512 forms an optical fiber array 512b that is arranged along the X direction in the same manner as the optical fiber array 512a that is arranged along the X direction, and the optical fiber array 512a and the optical fiber array 512b are each made of an ultraviolet curable resin or the like. It coat
  • the two tape core wires 511 are laminated along the Y direction. Also in this configuration, the cores that are optical transmission lines are arranged along two directions of the X direction and the Y direction, that is, two-dimensionally.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of an optical transmission cable 520 according to a second modification.
  • the optical transmission cable 520 includes a plurality of optical fibers 521 and a second coating layer 522.
  • the optical fiber 521 includes an optical fiber core 523 composed of a core and a clad, and a first coating layer 524 that covers the optical fiber core 523.
  • the first coating layer 524 is made of an ultraviolet curable resin or the like.
  • the plurality of optical fibers 521 form an optical fiber array 521b arrayed along the X direction in the same manner as the optical fiber array 521a arrayed along the X direction, and the optical fiber array 521a and the optical fiber array 521b are arrayed in the Y direction. .
  • the plurality of optical fibers 521 are covered with the second covering layer 522. Also in this configuration, the cores that are optical transmission lines are arranged along two directions of the X direction and the Y direction, that is, two-dimensionally.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view of an optical transmission cable 530 according to a third modification.
  • the optical transmission cable 520 includes a plurality of cores 531, a clad 532, and a coating layer 533.
  • the plurality of cores 531 form a core row 531b arranged along the X direction similarly to the core row 531a arranged along the X direction, and the core row 531a and the core row 531b are arranged in the Y direction.
  • the plurality of cores 531 are covered with a clad 532, and the clad 532 is covered with a coating layer 533 made of an ultraviolet curable resin or the like.
  • the cores 531 that are optical transmission lines are arranged along two directions of the X direction and the Y direction, that is, two-dimensionally.
  • the optical connector according to the present technology can be used for connection of an optical transmission cable having an optical transmission line arranged two-dimensionally.
  • the number of optical transmission cables is not limited to one, and a plurality of optical transmission cables may be bundled.
  • An optical connector for a plurality of optical transmission lines arranged in a two-dimensional array A first lens that reflects light emitted from the first optical transmission line included in the plurality of optical transmission lines; A second lens that reflects light emitted from a second optical transmission line included in the plurality of optical transmission lines; A third lens for collimating the light reflected by the first lens; An optical connector comprising: a fourth lens that collimates the light reflected by the second lens.
  • the optical connector according to (1) above The third lens condenses the parallel light incident from the opposite direction to the light emitted from the first optical transmission path, to the first optical transmission path via the first lens,
  • the fourth lens is an optical connector that condenses parallel light incident from the opposite direction to the light emitted from the second optical transmission path, onto the second optical transmission path via the second lens.
  • the optical connector according to any one of (1) to (4) above,
  • the plurality of optical transmission lines include a first optical transmission line array in which the first optical transmission lines are arranged along the first direction, and the second optical transmission line along the first direction. Are arranged, and the first optical transmission line array and the second optical transmission line array are arranged along a second direction orthogonal to the first direction. connector.
  • the optical connector according to (5) or (6) above The first optical transmission line and the second optical transmission line are opposed to the first surface, The third lens and the fourth lens are provided on the second surface, The optical connector, wherein the first lens and the second lens are provided on an inclined surface that is inclined with respect to a third direction orthogonal to the first direction and the second direction.
  • optical connector according to any one of (7) to (9) above, The optical connector further comprising an aperture that is provided between each of the plurality of third lenses and the plurality of fourth lenses on the second surface and shields light between adjacent lenses.
  • An optical connector comprising: a second lens; a third lens for collimating the light reflected by the first lens; and a fourth lens for collimating the light reflected by the second lens.
  • An optical transmission module comprising:
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Optical transmission module 110 ... Optical transmission cable 111, 115, 116 ... Optical fiber 120 ... Optical connector 130 ... Connector connection part 133, 135, 136 ... Photoelectric conversion element 150, 250, 350 ... Light guide part 151, 251, 351 ... 1st surface 152,252,352 ... 2nd surface 153,253,353 ... Inclined surface 154,254,354 ... Reflection lens 155,255,355 ... Reflection lens 156,256,356 ... Collimate lens 157,257,357 ... collimating lens

Landscapes

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Abstract

【課題】二次元的に配列した複数の光伝送路の接続に適した光コネクタ及び光伝送モジュールを提供すること。 【解決手段】本技術に係る光コネクタは、二次元配列で配列する複数の光伝送路用の光コネクタであって、第1のレンズと、第2のレンズと、第3のレンズと、第4のレンズとを具備する。上記第1のレンズは、上記複数の光伝送路に含まれる第1の光伝送路からの出射光を反射する。上記第2のレンズは、上記複数の光伝送路に含まれる第2の光伝送路からの出射光を反射する。上記第3のレンズは、上記第1のレンズによって反射された光を平行化する。上記第4のレンズは、上記第2のレンズによって反射された光を平行化する。

Description

光コネクタ及び光伝送モジュール
 本技術は、光通信に利用可能な光コネクタ及び光伝送モジュールに関する。
 近年、注目されている光伝送技術において、二次元的に配列した複数の光ファイバを用いて大容量化を実現する技術がある。この技術では二次元的に配列した複数の光ファイバを接続対象物に接続可能な光コネクタが必要である。
 従来は、複数の光ファイバが接続対象面に対して垂直に接続される縦型光コネクタが用いられていた。一方で光コネクタを民生機器に搭載する上では複数の光ファイバが接続対象面に対して平行に接続される横型光コネクタの方が薄型化や低コスト化の面で利点が大きい。
 ここで、光コネクタは、光電変換素子が配置されている基板に装着された状態で光ファイバと光電変換素子の光学的結合がなされる。この基板に低コストであるが機械的強度が小さい有機基板を利用する場合、光コネクタと基板の位置精度が問題となる。これに対し、光ファイバからの出射光を平行化して光電変換素子に伝送するコリメート光(平行光)結合タイプの光コネクタは光軸ズレに強く、注目されている。
 例えば、特許文献1には、一列に配列した複数の光ファイバを接続するための光コネクタが開示されている。この光コネクタは、複数の光ファイバからの出射光が入射する反射面と、反射面で反射した光が入射するレンズを備えており、レンズは入射光を平行化し、光電変換素子に対して出射する。
特開2014-48640号公報
 ここで、特許文献1に記載の光コネクタは、一列に配列された複数の光ファイバを接続するものである。二次元的に配列した複数の光伝送路を接続可能でありながら、薄型化、低コスト化が可能な光コネクタが望まれている。
 以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、二次元的に配列した複数の光伝送路の接続に適した光コネクタ及び光伝送モジュールを提供することにある。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る光コネクタは、二次元配列で配列する複数の光伝送路用の光コネクタであって、第1のレンズと、第2のレンズと、第3のレンズと、第4のレンズとを具備する。
 上記第1のレンズは、上記複数の光伝送路に含まれる第1の光伝送路からの出射光を反射する。
 上記第2のレンズは、上記複数の光伝送路に含まれる第2の光伝送路からの出射光を反射する。
 上記第3のレンズは、上記第1のレンズによって反射された光を平行化する。
 上記第4のレンズは、上記第2のレンズによって反射された光を平行化する。
 この構成によれば、第1の光伝送路から出射した光は第1のレンズによって第3のレンズに向けて反射され、第3のレンズによって平行化される。また、第2の光伝送路から出射した光は第2のレンズによって第4のレンズに向けて反射され、第4のレンズによって平行化される。第3のレンズ及び第4のレンズから出射された平行光は、第3のレンズ及び第4のレンズにそれぞれ対向する光電変換素子に入射し、光電変換される。第3のレンズ及び第4のレンズを設けることにより、本光コネクタは光コネクタの位置ズレ等によって生じる光軸ズレに伴う光結合損失が小さい平行光を出射するため、位置精度が比較的低いが低コストである有機基板を接続に利用することができる。また、光伝送路が二次元的に配列している場合、光伝送路が一次元的に配列している場合に比べて第1の光伝送路から第3のレンズまでの光路長及び第2の光伝送路から第4のレンズまでの光路長が長くなるが、第1のレンズと第2のレンズを設けることにより、第3のレンズ及び第4のレンズに入射する光の光径を小さくし、第3のレンズ及び第4のレンズから出射される平行光の光径を抑制することができる。これにより、第3のレンズ及び第4のレンズにおける光のケラレ(口径食)を防止し、光結合損失を抑えることが可能となる。即ち、本光コネクタは、低コストでありながら高品位の光信号を伝送することが可能である。
 上記第3のレンズは、上記第1の光伝送路からの出射光とは逆方向から入射した平行光を上記第1のレンズを介して上記第1の光伝送路に集光し、
 上記第4のレンズは、上記第2の光伝送路からの出射光とは逆方向から入射した平行光を上記第2のレンズを介して上記第2の光伝送路に集光してもよい。
 本技術に係る光コネクタは、第1の光伝送路及び第2の光伝送路から出射された光を光電変換素子に伝送することができ、また、光電変換素子から出射された光を第1の光伝送路及び第2の光伝送路に伝送することができる。第3のレンズ及び第4のレンズは、光電変換素子から入射した平行光を第1の光伝送路及び第2の光伝送路に集光することが可能な形状に形成されている。
 上記第1の光伝送路と上記第2の光伝送路は同一の開口数を有し、
 上記第1のレンズは、上記第1の光伝送路からの出射光を第1の光径で上記第3のレンズに入射させ、
 上記第2のレンズは、上記第2の光伝送路からの出射光を上記第1の光径で上記第4のレンズに入射させてもよい。
 この構成によれば、第3のレンズ及び第4のレンズから同一の光径(第1の光径)を有する平行光が出射される。仮に第3のレンズから出射される光と第4のレンズから出射される光が異なる光径を有する場合、光コネクタが光電変換素子に対して傾き、あるいは位置ズレが生じた場合に、第3のレンズと光電変換素子の間と第4のレンズと光電変換素子の間で光結合損失が異なり、第1の光伝送路及び第2の光伝送路の間で光信号の品位に差異が生じる。これに対し、本構成では、第3のレンズ及び第4のレンズからの出射光が同一の光径を有するため、光コネクタが光電変換素子に対して傾き、あるいは位置ズレが生じた場合であっても第1の光伝送路及び第2の光伝送路の間で光信号の品位を同等とすることができる。
 上記第1の光径は160μm以上200μm以下であってもよい。
 第3のレンズ及び第4のレンズから出射される平行光の光径が小さすぎると、レンズ集光系の開口数が小さくなるため、照射スポットが大きくぼやけ、平行光の傾き、即ち光コネクタの傾きに弱い光学系となる。また、平行光の光径が大きすぎると、光のケラレ(口径食)が生じ易くなり、平行光の横ズレに対する耐性が小さくなる。このトレードオフの関係をバランスよく保つ光径として160μm以上200μm以下が好適である。
 上記複数の光伝送路は、第1の方向に沿って上記第1の光伝送路が配列した第1の光伝送路列と、上記第1の方向に沿って上記第2の光伝送路が配列した第2の光伝送路列を含み、上記第1の光伝送路列と上記第2の光伝送路列は、上記第1の方向に直交する第2の方向に沿って配列する
 光コネクタ。
 二つの光伝送路列が配列している複数の光伝送路を光コネクタに接続する場合、光伝送路列の間で光信号の品位が同等であることが望ましい。本技術に係る光コネクタは上記のように光伝送路列の間で光信号の品位と同等とすることが可能であり、二つの光伝送路列が配列している複数の光伝送路の接続に適している。
 上記第1の方向と上記第2の方向における光伝送路の配列ピッチは250μmであってもよい。
 光伝送路として利用可能な光ファイバの規格として直径が250μmのものがある。本技術に係る光コネクタは、直径が250μmの光ファイバが配列した(即ち配列ピッチが250μm)光伝送ケーブルの接続に適している。
 上記記第1の光伝送路及び上記第2の光伝送路は第1の面に対向し、上記第3のレンズ及び上記第4のレンズは第2の面に設けられ、上記第1のレンズ及び上記第2のレンズは、上記第1の方向及び上記第2の方向に直交する第3の方向に対して傾斜する傾斜面に設けられていてもよい。
 この構成によれば、第1の光伝送路及び第2の光伝送路から出射された光は第1の面に入射し、傾斜面に設けられた第1のレンズ及び第2のレンズによって反射され、第2の面に設けられた第3のレンズ及び第4のレンズから出射する。また、光電変換素子から出射された光は第2の面に設けられた第3のレンズ及び第4のレンズによって集光され、傾斜面に設けられた第1のレンズ及び第2のレンズによって反射され、第1の面から第1の光伝送路及び第2の光伝送路に入射する。
 上記第2の面における上記第3のレンズ及び上記第4のレンズの配列ピッチは250μmであってもよい。
 上記のように、本技術は直径が250μmの光ファイバが配列した光伝送ケーブルの接続に適しており、250μmの配列ピッチで配列した光ファイバからの出射光を250μmの配列ピッチで配列した第3のレンズ及び第4のレンズから出射させることが可能である。
 上記第3レンズ及び上記第4のレンズから上記傾斜面に入射する光の光軸と上記傾斜面のなす角は45°未満であってもよい。
 傾斜面の角度を入射光の光軸に対して45°未満とすることにより、傾斜面で反射せず、傾斜面を透過する光の割合を抑えることが可能である。
 上記光コネクタは、上記第2の面において、上記第3のレンズと上記第4のレンズのそれぞれのレンズの間に設けられ、隣接するレンズの間で遮光するアパーチャをさらに具備してもよい。
 この構成によれば、アパーチャによって隣接するレンズ間での光の漏洩(迷光)を防止することが可能である。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る光伝送モジュールは、複数の光伝送路と、光コネクタとを具備する。
 上記複数の光伝送路は、二次元配列で配列する。
 上記光コネクタは、上記複数の光伝送路に含まれる第1の光伝送路からの出射光を反射する第1のレンズと、上記複数の光伝送路に含まれる第2の光伝送路からの出射光を反射する第2のレンズと、上記第1のレンズによって反射された光を平行化する第3のレンズと、上記第2のレンズによって反射された光を平行化する第4のレンズとを備える。
 以上のように、本技術によれば、二次元的に配列した複数の光伝送路の接続に適した光コネクタ及び光伝送モジュールを提供することが可能である。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術の第1の実施形態に係る光伝送モジュールの斜視図である。 同光伝送モジュールの断面図である。 同光伝送モジュールが備える光伝送ケーブルの断面図である。 同光伝送モジュールが備える光伝送ケーブルを構成する光ファイバの断面図である。 同光伝送モジュールが備えるコネクタ接続部の平面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの斜視図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの断面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの支持部材の平面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタ及び光伝送ケーブルの断面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部及び光伝送ケーブルの断面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部の斜視図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの、導光部が備える傾斜面の平面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部が備える第2面の平面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部に入射する光の経路を示す模式図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部に入射する光の経路を示す模式図である。 第1の比較例に係る光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部に入射する光の経路を示す模式図である。 第2の比較例に係る光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部に入射する光の経路を示す模式図である。 平行光の光径による、傾きと結合損失の関係を示すグラフである。 平行光の光径による、光軸ズレと結合損失の関係を示すグラフである。 平行光の光軸ズレに対する結合損失を測定するための測定サンプルの模式図である。 光径180μmの平行光における光軸ズレと結合損失の関係を示すグラフである。 本技術の第2の実施形態に係る光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部及び光伝送ケーブルの断面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部に入射する光の経路を示す模式図である。 第1の比較例に係る光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部に入射する光の経路を示す模式図である。 本技術の第3の実施形態に係る光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部及び光伝送ケーブルの断面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部に入射する光の経路を示す模式図である。 本技術の変形例に係る光伝送モジュールが備える光コネクタ及び光伝送ケーブルの断面図である。 同光伝送モジュールが備える光コネクタの導光部が備える第2面の平面図である。 本技術の変形例に係る光伝送ケーブルの断面図である。 本技術の変形例に係る光伝送ケーブルの断面図である。 本技術の変形例に係る光伝送ケーブルの断面図である。
 (第1の実施形態)
 本技術の第1の実施形態に係る光伝送モジュールについて説明する。
 [光伝送モジュールの構成]
 図1は、本技術の第1の実施形態に係る光伝送モジュール100の構成を示す斜視図であり、図2は光伝送モジュール100の平面図である。なお、以下の図において相互に直交する三方向をそれぞれX方向、Y方向及びZ方向とする。
 これらの図に示すように光伝送モジュール100は、光伝送ケーブル110、光コネクタ120及びコネクタ接続部130を備える。
 光伝送ケーブル110は、二次元的に配列した複数の光伝送路を含む。図3は光伝送ケーブル110の断面図である。同図に示すように、光伝送ケーブル110は、複数の光ファイバ111を含む。なお、光ファイバ111の数は同図に示すものに限られない。
 図4は、光ファイバ111の断面図である。同図に示すように、光ファイバ111は、コア112、クラッド113及び被覆層114を備える。
 コア112は、石英ガラス又はプラスチック等からなる繊維状の部材であり、高い光屈折率及び高い光透過率を有する。クラッド113は石英ガラス又はプラスチック等からなり、コア112の周囲に設けられている。
 クラッド113は高い光透過率を有し、コア112より低い光屈折率を有する。コア112に入射した光はコア112とクラッド113の界面で反射し、伝送される。即ち、コア112は光伝送路として機能する。
 被覆層114は、紫外線硬化樹脂等からなり、クラッド113を被覆する。被覆層114は、コア112及びクラッド113を保護し、光ファイバ111に機械的強度を付与する。
 光ファイバ111はマルチモード光ファイバであってもよくシングルモード光ファイバであってもよいが、マルチモード光ファイバが好適である。光ファイバ111の開口数(NA)は例えば0.2とすることができる。
 図3に示すように光伝送ケーブル110は、X方向に沿って配列する光ファイバ列111aと、同じくX方向に沿って配列する光ファイバ列111bを含み、光ファイバ列111aと光ファイバ列111bは、Y方向に沿って配列する。
 したがって各光ファイバ111に含まれるコア112は、X方向とY方向の2方向に沿って配列し、即ち二次元的に配列している。各光ファイバ列に含まれる光ファイバ111の数は特に限定されず、数本~数百本とすることができる。また、光ファイバ列の数は2つに限られず、光伝送ケーブル110はY方向に沿って配列したより多数の光ファイバ列を備えていてもよい。
 光ファイバ111のX方向及びY方向における配列ピッチ(図中P1、光ファイバ111の中心間の距離)は、例えば250μmとすることができる。
 以下、光ファイバ列111aに含まれる光ファイバ111を光ファイバ115とし、光ファイバ列111bに含まれる光ファイバ111を光ファイバ116とする。
 複数の光ファイバ111はそれぞれが独立しており、光コネクタ120に挿入されることによって図3に示すような配列を構成してもよい。また複数の光ファイバ111は、樹脂等によって被覆され、あるいは固定部材によって固定されることにより図3に示すような配列で一体化されていてもよい。
 光コネクタ120は、コネクタ接続部130に装着され、光伝送ケーブル110から入射した光をコネクタ接続部130に出射し、コネクタ接続部130から入射した光を光伝送ケーブル110に出射する。光コネクタ120の詳細な構成については後述するが、図2に示すように光コネクタ120は、コネクタ接続部130に対向するコリメートレンズ156及びコリメートレンズ157を備える。
 なお、光伝送ケーブル110の光コネクタ120とは反対側の端部には光コネクタ120と同一構造の光コネクタが設けられてもよい。
 コネクタ接続部130は、図示しない実装対象物に実装され、光コネクタ120から入射した光を電気信号に変換し、また電気信号を光に変換して光コネクタ120に出射する。コネクタ接続部130は図1及び図2に示すように、基板131、コネクタ支持部132、光電変換素子133及び端子134を備える。
 基板131は、コネクタ支持部132や光電変換素子133を支持する。図示は省略するが、基板131には、光電変換素子133を制御するための集積回路や各部を電気的に接続する配線が設けられている。基板131は、合成樹脂等の有機材料からなる有機基板を利用することが可能である。
 コネクタ支持部132は、基板131に設けられ、光コネクタ120を支持すると共に光コネクタ120のコネクタ接続部130に対する位置決めを行う。コネクタ支持部132は、光コネクタ120に設けられた孔等に係合し、光コネクタ120の位置決めを行うものとすることができる。
 光電変換素子133は、基板131に複数が設けられ、発光素子、受光素子又は発光受光兼用素子として機能する。図5は、光電変換素子133の配置を示す模式図である。同図に示すように、光電変換素子133は、基板131上において、X方向に沿って配列する光電変換素子列133aと、同じくX方向に沿って配列する光電変換素子列133bを形成し、光電変換素子列133aと光電変換素子列133bはZ方向に沿って配列する。
 以下、光電変換素子列133aに含まれる光電変換素子133を光電変換素子135とし、光電変換素子列133bに含まれる光電変換素子133を光電変換素子136とする。
 図2に示すように、光電変換素子135はコリメートレンズ156に対向する。光電変換素子135とコリメートレンズ156の間には図示しない光学系が設けられている。光電変換素子135が受光素子である場合、コリメートレンズ156から出射された平行光は光学系を介して光電変換素子135に入射する。また、光電変換素子135が発光素子である場合、光電変換素子135から出射された光は光学系を介して平行光となり、コリメートレンズ156に入射する。
 また、光電変換素子136はコリメートレンズ157に対向する。光電変換素子136とコリメートレンズ157の間には図示しない光学系が設けられている。光電変換素子136が受光素子である場合、コリメートレンズ157から出射された平行光は光学系を介して光電変換素子136に入射する。また、光電変換素子136が発光素子である場合、光電変換素子136から出射された光は光学系を介して平行光となり、コリメートレンズ157に入射する。
 端子134は、導電性材料からなり、コネクタ接続部130を実装対象物に電気的に接続する。端子134の配置や形状は特に限定されない。また、有機基板131と実装対象物との接続は端子134を用いるものでなくてもよく、一般的な電気コネクタによる接続であってもよい。なお、コネクタ接続部130は、光コネクタ120の接続対象の一例であり、光コネクタ120の接続対象はコネクタ接続部130に限定されない。例えば、光コネクタ120は、有機基板上に搭載された平行光を出射もしくは入射する光機能素子、有機基板上に搭載された平行光を出射もしくは入射する光コネクタ、有機基板と同様の脆弱な基材に搭載され平行光を出射もしくは入射する光電変換素子、光機能素子又は光コネクタ等に接続されるものとすることができる。また、光コネクタ120は、光コネクタ120同士で接続されてもよい。
 [光コネクタの構成]
 図6は光コネクタ120の斜視図であり、図7は光コネクタ120の断面図である。これらの図に示すように、光コネクタ120は、支持部材121及び蓋部材122を備える。
 図8は、支持部材121の平面図である。図6乃至図8に示すように、支持部材121には凹部121aが設けられており、凹部121a内には導光部150が設けられている。
 蓋部材122は、凹部121aを覆うように支持部材121に接合されている。蓋部材122には凹部121aに連通する注入孔122aが設けられている。
 図9は、光コネクタ120及び光伝送ケーブル110を示す模式図である。同図に示すように光伝送ケーブル110は凹部121aに挿入され、光伝送ケーブル110の端部が導光部150に対向するように配置される。
 光伝送ケーブル110が凹部121aに配置された後に、注入孔122aから接着剤が注入され、支持部材121、光伝送ケーブル110及び蓋部材122が互いに固定される。また、支持部材121と蓋部材122によって形成される空間120aには注入孔122bから封止樹脂が注入され、封止される。
 光コネクタ120の構成は上述のものに限定されず、光伝送ケーブル110の端部を導光部150に対向させ、固定することが可能な構造であればよい。
 [導光部の構成]
 図10は、導光部150及び光伝送ケーブル110の断面図であり、図11は導光部150の斜視図である。これらの図に示すように、導光部150は、第1面151、第2面152及び傾斜面153を備える三角柱状の部分である。
 図3に示すように、光ファイバ列111a及び光ファイバ列111bにおける光ファイバ111の配列方向をX方向、光ファイバ列111aと光ファイバ列111bの配列方向をY方向、光ファイバ111からの出射光の光軸方向をZ方向とする。
 第1面151はX-Y平面に沿った面であり、第2面152はX-Z平面に沿った面である。傾斜面153は、X-Z平面に対して傾斜した面である。X-Z平面に対する傾斜角度は例えば45°又は50°とすることができる。
 図9に示すように、導光部150は支持部材121の一部であり、第1面151及び傾斜面153の一部は支持部材121に連続しているものとすることができる。また、導光部150は支持部材121とは別の部材であってもよい。導光部150の材料は特に限定されないが、光透過性及び耐光性が高い材料が好適であり、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)を利用することができる。
 図10に示すように、光ファイバ111の端部は第1面151に対向する。この端部は、第1面151に当接してもよく、第1面151から離間してもよい。ただし、端部が第1面151から離間する場合、各光ファイバ111の端部と第1面151の距離は同一とする必要がある。
 傾斜面153には反射レンズ154及び反射レンズ155が設けられている。図12は、傾斜面153をZ方向から見た図である。同図に示すように、傾斜面153にはX方向に配列する複数の反射レンズ154からなる反射レンズ列154aと、同じくX方向に配列する複数の反射レンズ155からなる反射レンズ列155aが設けられている。
 反射レンズ154は、図12に示すようにY方向が長軸方向となる楕円形状とすることができる。また、反射レンズ154は、Y方向が短軸方向となる楕円形状であってもよい。反射レンズ154の数は、光ファイバ115の数と同数であり、各反射レンズ154には、Z方向において各光ファイバ115と対向する。
 反射レンズ155は、図12に示すようにY方向が長軸方向となる楕円形状とすることができる。また、反射レンズ155は、Y方向が短軸方向となる楕円形状であってもよい。反射レンズ155の数は、光ファイバ116の数と同数であり、各反射レンズ155には、Z方向において各光ファイバ116と対向する。
 反射レンズ154と反射レンズ155が設けられている傾斜面153はX-Z平面に対して傾斜しているため、反射レンズ154の中心と反射レンズ155の中心はZ方向及びY方向において互いに離間する。反射レンズ154と反射レンズ155の傾斜面153における配列ピッチ(図中P2、各レンズの中心間の距離)は、例えば250μmとすることができる。
 また、図10に示すように、傾斜面153には、光反射領域153aが設けられている。光反射領域153aは、全反射ミラー又は金属ミラーであり、傾斜面153上にアルミニウム又はステンレス等の光反射性の高い材料からなる薄膜を形成したものとすることができる。光反射領域153aは、傾斜面153の全体に設けられてもよく、反射レンズ154及び反射レンズ155の内部にのみ設けられてもよい。
 第2面152には、コリメートレンズ156及びコリメートレンズ157が設けられている。図13は、第2面152をY方向から見た図である。同図に示すように、第2面152にはX方向に配列する複数のコリメートレンズ156からなるコリメートレンズ列156aと、同じくX方向に配列する複数のコリメートレンズ157からなるコリメートレンズ列157aが設けられている。コリメートレンズ列156aとコリメートレンズ列157aは、Z方向に沿って配列している。
 コリメートレンズ156は、球面レンズ又は非球面レンズである。コリメートレンズ156のレンズ直径は例えば240μmとすることができる。コリメートレンズ156の数は、反射レンズ154の数と同数である。各コリメートレンズ156は、Y方向において各反射レンズ154と対向する。
 コリメートレンズ157は、球面レンズ又は非球面レンズである。コリメートレンズ157のレンズ直径は例えば240μmとすることができる。コリメートレンズ157の数は、反射レンズ155の数と同数である。各コリメートレンズ157は、Y方向において各反射レンズ155と対向する。
 コリメートレンズ156とコリメートレンズ157が設けられている第2面152がX-Z平面に平行であるため、コリメートレンズ156の中心とコリメートレンズ157の中心はZ方向において互いに離間する。
 コリメートレンズ156とコリメートレンズ157の第2面152における配列ピッチ(図中P3、各レンズの中心間の距離)は、例えば250μmとすることができる。
 上記のように、導光部150には、光ファイバ115及び光ファイバ116から出射した光が入射する。図14は、導光部150に入射する光の経路を示す模式図であり、光ファイバ115から導光部150に入射する光の光軸を光軸G1、光ファイバ116から導光部150に入射する光の光軸を光軸G2として示す。
 同図に示すように、光ファイバ115から出射された光L1は、Z方向から反射レンズ154に入射する。反射レンズ154は、光L1をY方向に反射する。反射レンズ154の反射光を光L3として示す。
 また、光ファイバ116から出射された光L2は、Z方向から反射レンズ155に入射する。反射レンズ155は、光L2をY方向に反射する。反射レンズ155の反射光を光L4として示す。
 反射レンズ154によって反射された光L3は、コリメートレンズ156に入射する。コリメートレンズ156は光L3を平行化(コリメート)し、Y方出に射する。コリメートレンズ156の出射光を光L5として示す。
 反射レンズ155によって反射された光L4は、コリメートレンズ157に入射する。コリメートレンズ157は光L4を平行化し、Y方出に射する。コリメートレンズ157の出射光を光L6として示す。
 図14では、それぞれ1つずつの光ファイバ115及び光ファイバ116の出射光の経路について示すが、X方向に配列する複数の光ファイバ115及び複数の光ファイバ116(図3参照)のそれぞれ出射光も、図14に示すような径路でコリメートレンズ156及びコリメートレンズ157から出射される。
 光L5は、各コリメートレンズ156に対向する各光電変換素子135(図5参照)に入射し、電気信号に変換される。光L6は、コリメートレンズ157に対向する各光電変換素子136に入射し、電気信号に変換される。光L5と光L6のピッチ(光軸G1と光軸G2の距離)は例えば250μmとすることができる。
 ここで、光電変換素子133は発光素子であってもよく、この場合には光電変換素子133から出射された光が導光部150を介して光伝送ケーブル110に伝送される。この際の光の経路は、光ファイバ115及び光ファイバ116から導光部150に入射する光と逆の経路となる。
 図14に示すように、光電変換素子135から出射された光L5は対向するコリメートレンズ156に入射する。コリメートレンズ156は光L5を、反射レンズ154を介して光ファイバ115に集光する。コリメートレンズ156の出射光を光L3として示す。
 また、光電変換素子136から出射された光L6は対向するコリメートレンズ157に入射する。コリメートレンズ157は光L6を、反射レンズ155を介して光ファイバ116に集光する。コリメートレンズ157の出射光を光L4として示す。
 反射レンズ154は、入射した光L3を、Z方向に反射する。反射レンズ154によって反射された光を光L1として示す。反射レンズ155は、入射した光L4を、Z方向に反射する。反射レンズ155によって反射された光を光L2として示す。
 反射レンズ154によって反射された光L1は光ファイバ115に入射し、反射レンズ155によって反射された光L2は光ファイバ116に入射する。
 [各レンズの構成]
 上記のように反射レンズ154は、光L1を反射して光L3をコリメートレンズ156に到達させる。また、反射レンズ155は、光L2を反射して光L4をコリメートレンズ157に到達させる。
 図15は、コリメートレンズ156及びコリメートレンズ157近傍の拡大図である。同図に示すように光L3がコリメートレンズ156に到達する際の光径を光径R1とし、光L4がコリメートレンズ157に到達する際の光径を光径R2とする。ここで、反射レンズ154と反射レンズ155は、光径R1と光径R2が同一の光径となる形状に形成されている。
 図14に示すように、反射レンズ154と反射レンズ155は傾斜面153に形成されているため、光ファイバ115と反射レンズ154のZ方向の距離と、光ファイバ116と反射レンズ155のZ方向の距離は異なる。したがって、反射レンズ154と反射レンズ155は互いに異なる形状を有しており、光径R1と光径R2が同一の光径となるように構成されている。
 コリメートレンズ156は、光径R1を有する光L3を平行化して光径R1を有する光L5を出射する。コリメートレンズ157は、光径R2を有する光L4を平行化して光径R2を有する光L5を出射する。これにより、光電変換素子135と光電変換素子136には同一の光径を有する平行光が出射される。
 また、上記のように、コリメートレンズ156は光L5を、反射レンズ154を介して光ファイバ115に集光する。したがって、コリメートレンズ156は、入射光が光ファイバ115に集光されるような形状を有する。
 同様にコリメートレンズ157は光L6を、反射レンズ155を介して第2光ファイバ116に集光する。したがって、コリメートレンズ157は、入射光が光ファイバ116に集光されるような形状を有する。
 [光コネクタの効果について]
 本技術に係る光コネクタ120の効果について、比較例との比較の上で説明する。
 図16は、第1の比較例に係る光コネクタの導光部910と光伝送ケーブル920の模式図である。光伝送ケーブル920は、光ファイバ921と光ファイバ922を含み、光ファイバ921及び光ファイバ922はコア923を備える。
 同図に示すように、導光部910は第1面911、第2面912、傾斜面913、第2面912上に形成されたコリメートレンズ914及びコリメートレンズ915を備える。傾斜面913は光反射面である。
 同図に示すように、光ファイバ921から出射された光D1は、傾斜面913によって反射され、コリメートレンズ914に入射する。また、光ファイバ922から出射された光D2は、傾斜面913によって反射され、コリメートレンズ915に入射する。
 コリメートレンズ914は入射した光D1を平行化して出射する。コリメートレンズ915は入射した光D2を平行化して出射する。ここで、同図に示すように、光ファイバをY方向に配列させると、各光ファイバから各コリメートレンズまでの光路長が、光ファイバとコリメートレンズがそれぞれ1つの場合に比べて長くなる。このため、光ファイバの出射光がコリメートレンズに到達した際に光径が大きくなってしまう。
 平行光の光径が大きくなると、後述するようにコリメートレンズの端部において光のケラレ(口径食)が生じ、光結合損失が大きくなってくる。これに対し、本技術に係る光コネクタ120では上記のように、傾斜面153に設けられた反射レンズ154及び反射レンズ155によって入射光が集光されるため、光L5及び光L6の光径を小さくし、光結合損失を抑えることが可能である。
 また、図17は、第2の比較例に係る光コネクタの導光部930と光伝送ケーブル940の模式図である。光伝送ケーブル940は、光ファイバ941と光ファイバ942を含み、光ファイバ941及び光ファイバ942はコア943を備える。
 同図に示すように、導光部930は第1面931、第2面932、傾斜面933、傾斜面933上に形成された第1レンズ934及び第2レンズ935を備える。傾斜面933は光反射面である。
 第1レンズ934は、入射光を反射する反射レンズであり、かつ入射光を平行化するコリメートレンズである。第2レンズ935は、入射光を反射する反射レンズであり、かつ入射光を平行化するコリメートレンズである。
 同図に示すように、光ファイバ941から出射された光D1は、第1レンズ934によって反射され、かつ平行化される。また、光ファイバ942から出射された光D2は、第2レンズ935によって反射され、かつ平行化される。
 この場合、光ファイバ941と第1レンズ934の間のZ方向の距離と、光ファイバ942と第2レンズ935の間のZ方向の距離は異なる。このため、第1レンズ934に到達した光D1と第2レンズ935に到達した光D2は光径が異なる。その状態で第1レンズ934及び第2レンズ935が入射光を平行化するため、導光部930から出射される光D1の光径(図中F1)と光D2の光径(図中F2)は異なる。
 そうすると、この光コネクタが横にずれた場合や傾いた場合等に、光D1と光電変換素子の間と光D2と光電変換素子の間で光結合損失の差が発生し、光ファイバ941と第2光ファイバ942の間で光信号の品位に差異が生じる。したがって、このような構造では、光コネクタと光電変換素子の間で高精度に位置決めする必要があり、低コストである有機基板等の利用が不可能である。
 これに対し、本技術に係る光コネクタ120では上記のように、導光部150から出射される光L5と光L6は同一の光径となるように構成されている。したがって、光コネクタが横にずれた場合や傾いた場合等であっても第2の比較例のような光結合損失の差が生じない。
 以上のように、本技術に係る光コネクタ120は、導光部150から光径が比較的小さく、かつ同一である光L5と光L6が出射される。これにより、平行光と光電変換素子の間の光結合損失が抑制され、光コネクタと光電変換素子の間の位置ズレがある程度許容される。このため、低コストである有機基板等を利用しても高品位の光信号を伝送することが可能である。
 [光径について]
 コリメートレンズ156が出射する光L5の光径R1(図15参照)とコリメートレンズ157が出射する光L6の光径R2は、共に160μm以上200μm以下が好適である。以下、その理由について説明する。
 図4に示す光ファイバ111の直径Tは、250μmとすることができる。光ファイバは、規格により直径が250μmと定められているものが多い。この場合、図3に示すように光伝送ケーブル110における光ファイバ111の配列ピッチP1も250μmとなる。マルチモード光ファイバの開口数(NA)も規格により0.2と定められているものが多い。
 ここで、第1の比較例(図16参照)の構造において、光ファイバ921及び光ファイバ922の径を250μm、配列ピッチを250μmとして設計しようとしても、光学原理上、実現困難となる。
 具体的にはコリメートレンズ間の軸ズレマージン確保のため、コリメートレンズ914及びコリメートレンズ915の径を240μm、各コリメートレンズからの出射光の光径を180μmとする。コリメートレンズ径は、上述の理由から、レンズピッチを250μmに設定した場合を想定し、その範囲内でのほぼ最大径として240μmとする。また、光径180μmは、できるだけズレに対する許容度をとり、かつ、外乱に強い径として種々解析した結果、180μmを最適な径とした。
 これは、平行光の光径が小さすぎると、レンズ集光系の開口数が小さくなるため、照射スポットが大きくぼやける。したがって、平行光の傾き、即ち光コネクタの傾きに弱い光学系となる。図18は、傾きの影響をシミュレートとした結果である。同図に示すように、平行光の光径が小さいほど、傾きによる結合損失が大きくなる。また、平行光の光径が小さいと、光路における異物に対する遮光耐性も小さくなる。このため、光径R1と光径R2は共に160μm以上が好適である。
 一方、平行光の光径が大きすぎると、平行光の横ズレに対する耐性が小さくなる。即ち、径240μm-径180μmの関係から、平行光が±30μmずれると、レンズ端部に置いて光のケラレ(口径食)が生じ、損失が大きくなってくる。図19は、横ズレの影響をシミュレートとした結果である。同図に示すように、平行光の光径が大きいほど、横ズレよる結合損失が大きくなる。このため、光径R1と光径R2は共に200μm以下が好適である。
 以上の二つのトレードオフの関係をバランスよく保つ径として、平行光の光径は160μm以上200μm以下が好適であり、その中でも特に180μmが好適である。実際に、サンプルを試作し、光結合損失を測定した。図20は、測定用サンプル800の模式図である。同図に示すように測定用サンプル800は、光ファイバ810とコリメートレンズ820を備える。
 光ファイバ810はファイバ径250μm、コリメートレンズ820は、光ファイバ810から入射した光を光径180μmの平行光として出射するレンズである。2つの測定用サンプル800を、コリメートレンズ820を対向させて離間させ、コリメートレンズ820の間での横ズレと光結合損失を測定した。図21はその測定結果である。同図に示すように、平行光の光径が180μmとすることにより、平行光の光軸が±50μmずれても、光結合損失の増加は1dB以下を保つことが確認された。
 マルチモード光ファイバは、マルチモード光ファイバ(MMF)規格により開口数0.2と定められており、導光部150の材料となる樹脂の一般的な屈折率はおおよそ1.5が標準的な値である。これにより、規格品のマルチモード光ファイバから出射された光は、600μmの距離で直径180μmとなる。
 ここで、第1の比較例(図16参照)に示すように、光ファイバをY方向に配列させると、各光ファイバから各コリメートレンズまでの光路長が、光ファイバとコリメートレンズがそれぞれ1つの場合に比べて長くなる。このため、光ファイバの出射光がコリメートレンズに到達した際に光径が180μmより大きくなってしまい、光径180μmの平行光を出射させることができない。
 なお、導光部910のサイズを極限まで小さくすると、実現できる可能性もあるが、導光部910は成形樹脂であるため、必要な強度を維持することが困難である。
 したがって、第1の比較例に係る構造では平行光の光径を伝送に適した180μmとすることが困難である。上記第2の比較例(図17参照)では、どちらかの平行光の光径を180μmとすることも可能であるが、上述のように平行光の光径に差異が生じるため、二つのコリメートレンズから出射される平行光の光径を共に180μmとすることは不可能である。
 これに対し、本実施形態に係る光コネクタ120では、コリメートレンズ156から出射される光L5の光径R1と、コリメートレンズ157から出射される光L6の光径R2を共に180μmとすることが可能である。
 以上から、本実施形態に係る光コネクタ120は、規格品である径250μmの光ファイバを二次元配列して利用する際に特に好適である。
 (第2の実施形態)
 本技術の第2の実施形態に係る光伝送モジュールについて説明する。第2の実施形態に係る光伝送モジュールにおいては、導光部以外の構成は第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
 [導光部の構成]
 本実施形態に係る光伝送モジュールは、導光部250を備える。図22は、導光部250及び光伝送ケーブル110の断面図である。同図に示すように導光部250は、第1面251、第2面252及び傾斜面253を備える三角柱状の部分である。
 光伝送ケーブル110は、第1の実施形態で説明したように、二次元的に配列する複数の光ファイバ111備える。図3に示すように、光ファイバ列111a及び光ファイバ列111bにおける光ファイバ111の配列方向をX方向、光ファイバ列111aと光ファイバ列111bの配列方向をY方向、光ファイバ111からの出射光の光軸方向をZ方向とする。
 第1面251はX-Y平面に沿った面であり、第2面252はX-Z平面に沿った面である。傾斜面253は、X-Z平面に対して傾斜した面である。傾斜面253のX-Z平面に対する傾斜角度は特に限定されないが、本実施形態では45°未満であり、例えば同図に示すように40°とすることができる。
 導光部250の材料は特に限定されないが、光透過性が高い材料が好適であり、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)を利用することができる。
 図22に示すように、光ファイバ111の端部は第1面251に対向する。この端部は、第1面251に当接してもよく、第1面251から離間してもよい。ただし、光ファイバ111の端部が第1面251から離間する場合、各光ファイバ111の端部と第1面251の距離は同一とする必要がある。
 傾斜面253には反射レンズ254及び反射レンズ255が設けられている。第1の実施形態と同様に複数の反射レンズ254はX方向に配列し、反射レンズ列を形成している。また、反射レンズ255もX方向に配列し、反射レンズ列を形成している。傾斜面253における反射レンズ254及び反射レンズ255の配列ピッチは例えば250μmとすることができる。
 反射レンズ254は、Y方向が長軸方向となる楕円形状とすることができる。また、反射レンズ254は、Y方向が短軸方向となる楕円形状であってもよい。反射レンズ254の数は、光ファイバ115の数と同数であり、各反射レンズ254には、Z方向において各光ファイバ115と対向する。
 反射レンズ255は、Y方向が長軸方向となる楕円形状とすることができる。また、反射レンズ255は、Y方向が短軸方向となる楕円形状であってもよい。反射レンズ255の数は、光ファイバ116の数と同数であり、各反射レンズ255には、Z方向において各光ファイバ116と対向する。
 反射レンズ254と反射レンズ255が設けられている傾斜面253はX-Z平面に対して傾斜しているため、反射レンズ254の中心と反射レンズ255中心はZ方向及びY方向において互いに離間する。
 また、図22に示すように、傾斜面253には、光反射領域253aが設けられている。光反射領域253aは、全反射ミラー又は金属ミラーであり、傾斜面253上にアルミニウム又はステンレス等の光反射性の高い材料からなる薄膜を形成したものとすることができる。光反射領域253aは、傾斜面253の全体に設けられてもよく、反射レンズ254及び反射レンズ255の内部にのみ設けられてもよい。
 第2面252には、コリメートレンズ256及びコリメートレンズ257が設けられている。第1の実施形態と同様に複数のコリメートレンズ256はX方向に配列し、コリメートレンズ列を形成している。また、コリメートレンズ257もX方向に配列し、コリメートレンズ列を形成している。第2面252におけるコリメートレンズ256及びコリメートレンズ257の配列ピッチは例えば250μmとすることができる。
 コリメートレンズ256は、球面レンズ又は非球面レンズである。コリメートレンズ256の数は、反射レンズ254の数と同数である。各コリメートレンズ256は、第1の実施形態に係るコリメートレンズ156に比べて第1面251から離間した位置に設けられている。
 コリメートレンズ257は、球面レンズ又は非球面レンズである。コリメートレンズ257の数は、反射レンズ255の数と同数である。各コリメートレンズ257は、第1の実施形態に係るコリメートレンズ157に比べて第1面251から離間した位置に設けられている。
 コリメートレンズ256とコリメートレンズ257が設けられている第2面252はX-Z平面に平行であるため、コリメートレンズ256の中心とコリメートレンズ257の中心はZ方向において互いに離間する。
 導光部250には、光ファイバ115及び光ファイバ116から出射した光が入射する。図23は、導光部250に入射する光の経路を示す模式図であり、光ファイバ115から導光部250に入射する光の光軸を光軸G1、光ファイバ116から導光部250に入射する光の光軸を光軸G2として示す。
 同図に示すように、光ファイバ115から出射された光L1は、Z方向から反射レンズ254に入射する。反射レンズ254は、光L1をコリメートレンズ256の方向に反射する。反射レンズ254の反射光を光L3として示す。
 また、光ファイバ116から出射された光L2は、Z方向から反射レンズ255に入射する。反射レンズ255は、光L2をコリメートレンズ257の方向に反射する。反射レンズ255の反射光を光L4として示す。
 反射レンズ254によって反射された光L3は、コリメートレンズ256に入射する。コリメートレンズ256は光L3を平行化し、Y方向に出射する。コリメートレンズ256の出射光を光L5として示す。
 反射レンズ255によって反射された光L4は、コリメートレンズ257に入射する。コリメートレンズ257は光L4を平行化し、Y方向に射する。コリメートレンズ257の出射光を光L6として示す。
 図23では、それぞれ1つずつの光ファイバ115及び光ファイバ116の出射光の光路について示すが、X方向に配列する複数の光ファイバ115及び複数の光ファイバ116(図3参照)のそれぞれ出射光も、図23に示すような光路でコリメートレンズ256及びコリメートレンズ257から出射される。
 光L5は、各コリメートレンズ256に対向する各光電変換素子135(図5参照)に入射し、電気信号に変換される。光L6は、コリメートレンズ257に対向する各光電変換素子136に入射し、電気信号に変換される。
 第1の実施形態と同様に、光電変換素子133は発光素子であってもよく、この場合には光電変換素子133から出射された光は、光L1~光L6とは逆の経路で導光部250を通過し、光伝送ケーブル110に伝送される。
 この際、傾斜面253のX-Z平面に対する傾斜角度は45°未満であるため、コリメートレンズ256から傾斜面253に入射する光L3の光軸G1と傾斜面253がなす角は45°未満となる。また、コリメートレンズ257から傾斜面253に入射する光L4の光軸G2と傾斜面253がなす角は45°未満となる
 [各レンズの構成]
 反射レンズ254と反射レンズ255は、第1の実施形態と同様に、光L3がコリメートレンズ256に到達する際の光径と光L4がコリメートレンズ257に到達する際の光径を光径が同一の光径となる形状に形成されている。
 また、コリメートレンズ256は入射光を、反射レンズ254を介して光ファイバ115に集光することが可能な形状を有し、コリメートレンズ257は入射光を、反射レンズ255を介して光ファイバ116に集光することが可能な形状を有する。
 [光コネクタの効果について]
 本技術に係る光コネクタの効果について、比較例との比較の上で説明する。
 図24は、上記比較例1に係る光コネクタにおける光の経路を示す模式図である。同図に示すように、光電変換素子からコリメートレンズ914に入射した光E1は、光反射面である傾斜面913において反射され光ファイバ921に入射する。ここで、傾斜面913で反射する際、光E1のうち3°程度の成分が反射せず、傾斜面913を透過してしまう。同図において、傾斜面913を透過した光を光E3として示す。
 光電変換素子からコリメートレンズ915に入射した光E2も同様に、3°程度の成分が反射せず傾斜面913を透過してしまう。同図において、傾斜面913を透過した光を光E4として示す。ここで、傾斜面913に反射レンズを設けると、損失成分はさらに大きくなる。
 これに対し、本技術に係る導光部250では、傾斜面253のX-Z平面に対する傾斜角度を45°未満とすることにより、コリメートレンズ256及びコリメートレンズ257から傾斜面253に入射する光の光軸に対する傾斜面253の傾斜角度を45°未満としている。
 これにより、コリメートレンズ256から反射レンズ254へ入射する光及びコリメートレンズ257から反射レンズ255へ入射する光の入射角度が小さくなり、反射レンズ254及び反射レンズ255を透過する光の損失成分を抑制することが可能となる。
 (第3の実施形態)
 本技術の第3の実施形態に係る光伝送モジュールについて説明する。第3の実施形態に係る光伝送モジュールにおいては、導光部以外の構成は第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
 [導光部の構成]
 本実施形態に係る光伝送モジュールは、導光部350を備える。図25は、導光部350及び光伝送ケーブル110の断面図である。同図に示すように導光部350は、第1面351、第2面352及び傾斜面353を備える三角柱状の部分である。
 光伝送ケーブル110は、第1の実施形態で説明したように、二次元的に配列する複数の光ファイバ111備える。図3に示すように、光ファイバ列111a及び光ファイバ列111bにおける光ファイバ111の配列方向をX方向、光ファイバ列111aと光ファイバ列111bの配列方向をY方向、光ファイバ111からの出射光の光軸方向をZ方向とする。
 第1面351はX-Y平面に沿った面である。本実施形態においては光ファイバ115及び光ファイバ116は第2面352に対して傾斜しており、即ち第2面352は、X-Z平面に対して傾斜している。図中に示すように第2面352のX-Z平面に対する傾斜角度は例えば5°とすることができる。
 傾斜面353は、X-Z平面に対して傾斜した面である。傾斜面353の傾斜角度は例えばX-Z平面に対して40°、第2面352に対して45°とすることができる。光ファイバ115及び光ファイバ116を第2面352に対して傾斜させることにより、X-Z平面と傾斜面353のなす角は小さくなる。
 導光部350の材料は特に限定されないが、光透過性が高い材料が好適であり、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)を利用することができる。
 図25に示すように、光ファイバ111の端部は第1面351に対向する。この端部は、第1面351に当接してもよく、第1面351から離間してもよい。ただし、光ファイバ111の端部が第1面351から離間する場合、各光ファイバ111の端部と第1面351の距離は同一とする必要がある。
 傾斜面353には反射レンズ354及び反射レンズ355が設けられている。
第1の実施形態と同様に複数の反射レンズ354はX方向に配列し、反射レンズ列を形成している。また、反射レンズ355もX方向に配列し、反射レンズ列を形成している。傾斜面353における反射レンズ354及び反射レンズ355の配列ピッチは例えば250μmとすることができる。
 反射レンズ354は、Y方向が長軸方向となる楕円形状とすることができる。また、反射レンズ354は、Y方向が短軸方向となる楕円形状であってもよい。反射レンズ354の数は、光ファイバ115の数と同数であり、各反射レンズ354には、Z方向において各光ファイバ115と対向する。
 反射レンズ355は、Y方向が長軸方向となる楕円形状とすることができる。また、反射レンズ355は、Y方向が短軸方向となる楕円形状であってもよい。反射レンズ355の数は、光ファイバ116の数と同数であり、各反射レンズ355には、Z方向において各光ファイバ115と対向する。
 反射レンズ354と反射レンズ355が設けられている傾斜面353はX-Z平面に対して傾斜しているため、反射レンズ354の中心と反射レンズ355中心はZ方向及びY方向において互いに離間する。
 また、図25に示すように、傾斜面353には、光反射領域353aが設けられている。光反射領域353aは、全反射ミラー又は金属ミラーであり、傾斜面353上にアルミニウム又はステンレス等の光反射性の高い材料からなる薄膜を形成したものとすることができる。光反射領域353aは、傾斜面353の全体に設けられてもよく、反射レンズ354及び反射レンズ355の内部にのみ設けられてもよい。
 第2面352には、コリメートレンズ356及びコリメートレンズ357が設けられている。第1の実施形態と同様に複数のコリメートレンズ356はX方向に配列し、コリメートレンズ列を形成している。また、コリメートレンズ357もX方向に配列し、コリメートレンズ列を形成している。第2面352におけるコリメートレンズ356及びコリメートレンズ357の配列ピッチは例えば250μmとすることができる。
 コリメートレンズ356は、球面レンズ又は非球面レンズである。コリメートレンズ356の数は、反射レンズ354の数と同数である。各コリメートレンズ356は、第1の実施形態に係るコリメートレンズ156に比べて第1面351から離間した位置に設けられている。
 コリメートレンズ357は、球面レンズ又は非球面レンズである。コリメートレンズ357の数は、反射レンズ355の数と同数である。各コリメートレンズ357は、第1の実施形態に係るコリメートレンズ157に比べて第1面351から離間した位置に設けられている。
 コリメートレンズ356とコリメートレンズ357が設けられている第2面352はX-Z平面に対して傾斜しているため、コリメートレンズ356の中心とコリメートレンズ357の中心はZ方向及びY方向において互いに離間する。
 導光部350には、光ファイバ115及び光ファイバ116から出射した光が入射する。図26は、導光部350に入射する光の経路を示す模式図であり、光ファイバ115から導光部350に入射する光の光軸を光軸G1、光ファイバ116から導光部350に入射する光の光軸を光軸G2として示す。
 同図に示すように、光ファイバ115から出射された光L1は、Z方向から反射レンズ354に入射する。反射レンズ354は、光L1をコリメートレンズ356の方向に反射する。反射レンズ354の反射光を光L3として示す。
 また、光ファイバ116から出射された光L2は、Z方向から反射レンズ355に入射する。反射レンズ355は、光L2をコリメートレンズ357の方向に反射する。反射レンズ355の反射光を光L4として示す。
 反射レンズ354によって反射された光L3は、コリメートレンズ356に入射する。コリメートレンズ356は光L3を平行化し、Y方向に対して傾斜した方向に出射する。コリメートレンズ356の出射光を光L5として示す。
 反射レンズ355によって反射された光L4は、コリメートレンズ357に入射する。コリメートレンズ357は光L4を平行化し、Y方向に対して傾斜した方向に出射する。コリメートレンズ357の出射光を光L6として示す。
 図26では、それぞれ1つずつの光ファイバ115及び光ファイバ116の出射光の光路について示すが、X方向に配列する複数の光ファイバ115及び複数の光ファイバ116(図3参照)のそれぞれ出射光も、図26に示すような経路でコリメートレンズ356及びコリメートレンズ357から出射される。
 光L5は、各コリメートレンズ356に対向する各光電変換素子135(図5参照)に入射し、電気信号に変換される。光L6は、コリメートレンズ357に対向する各光電変換素子136に入射し、電気信号に変換される。
 第1の実施形態と同様に、光電変換素子133は発光素子であってもよく、この場合には光電変換素子133から出射された光は、光L1~光L6とは逆の経路で導光部350を通過し、光伝送ケーブル110に伝送される。
 この際、第2面352のX-Z平面に対する傾斜角度は5°以上であるため、コリメートレンズ356から傾斜面353に入射する光L3の光軸G1と傾斜面353がなす角は45°未満となる。また、コリメートレンズ357から傾斜面353に入射する光L4の光軸G2と傾斜面353がなす角は45°未満となる
 [各レンズの構成]
 反射レンズ354と反射レンズ355は、第1の実施形態と同様に、光L3がコリメートレンズ356に到達する際の光径と光L4がコリメートレンズ357に到達する際の光径を光径が同一の光径となる形状に形成されている。
 また、コリメートレンズ356は入射光を、反射レンズ354を介して光ファイバ115に集光することが可能な形状を有し、コリメートレンズ357は入射光を、反射レンズ355を介して光ファイバ116に集光することが可能な形状を有する。
 [光コネクタの効果について]
 本実施形態に係る導光部350では、上記のように光ファイバ115及び光ファイバ116を第2面352に対して5°以上傾けている。これにより、光ファイバ115及び光ファイバ116から出射される光の光軸に対する傾斜面353の傾斜角度が小さくなり、この光とは逆の経路で導光部350に入射する光の傾斜面353に対する傾斜角度も小さくなる。
 具体的には、コリメートレンズ356及びコリメートレンズ357から傾斜面353に入射する光の光軸に対する傾斜面353の傾斜角度は45°未満となっている。これにより、第2の実施形態と同様に反射レンズ354及び反射レンズ355を透過する光の損失成分を抑制することが可能となる。
 (変形例1)
 本技術の変形例に係る光伝送モジュールについて説明する。図27は、第1の実施形態の変形例に係る光伝送モジュールが備える導光部150を示す断面図であり、図28は同光伝送モジュールの導光部150が備える第2面152の平面図である。
 これらの図に示すように、第2面152にはアパーチャ401を設けてもよい。アパーチャ401は、コリメートレンズ156とコリメートレンズ157のそれぞれのコリメートレンズの間に設けられ、隣接するコリメートレンズの間で遮光する格子状の部材である。
 アパーチャ401は第2面152から突出する土手形状とすることができ、幅10μm、高さ10μmとすることができる。また、アパーチャ401は第2面152から突出しない平面構造であってもよい。アパーチャ400の色は、光の散乱を防ぐため、吸収色である黒色系が好ましい。
 アパーチャ401によって、各コリメートレンズの間で光が遮蔽され、コリメートレンズ間での光の漏洩(迷光)をより防止することが可能となる。
 本技術の第2の実施形態及び第3の実施形態においても、コリメートレンズの周囲にアパーチャを設けてもよい。
 (変形例2)
 上記各実施形態において、光伝送ケーブル110は、複数の光ファイバ111が二次元的に配列した構成としたが、本技術は他の構成を有する光伝送ケーブルについても適用可能である。
 図29は第1の変形例に係る光伝送ケーブル510の断面図である。同図に示すように光伝送ケーブル510は二つのテープ心線511を備える。テープ心線511は、複数の光ファイバ512と第2被覆層513を備える。
 光ファイバ512は、コア及びクラッドからなる光ファイバ芯514と光ファイバ芯514を被覆する第1被覆層515を備える。第1被覆層515は紫外線硬化樹脂等からなる。複数の光ファイバ512は、X方向に沿って配列する光ファイバ列512aと同じくX方向に沿って配列する光ファイバ列512bを形成し、光ファイバ列512aと光ファイバ列512bはそれぞれ紫外線硬化樹脂等からなる第2被覆層513によって被覆されている。
 二つのテープ心線511は、Y方向に沿って積層されている。この構成においても、光伝送路であるコアはX方向及びY方向の2方向に沿って配列し、即ち二次元的に配列している。
 図30は第2の変形例に係る光伝送ケーブル520の断面図である。同図に示すように光伝送ケーブル520は複数の光ファイバ521と第2被覆層522を備える。
 光ファイバ521は、コア及びクラッドからなる光ファイバ芯523と光ファイバ芯523を被覆する第1被覆層524を備える。第1被覆層524は紫外線硬化樹脂等からなる。
 複数の光ファイバ521は、X方向に沿って配列する光ファイバ列521aと同じくX方向に沿って配列する光ファイバ列521bを形成し、光ファイバ列521aと光ファイバ列521bはY方向に配列する。複数の光ファイバ521は、第2被覆層522によって被覆されている。この構成においても、光伝送路であるコアはX方向及びY方向の2方向に沿って配列し、即ち二次元的に配列している。
 図31は第3の変形例に係る光伝送ケーブル530の断面図である。同図に示すように光伝送ケーブル520は複数のコア531、クラッド532及び被覆層533を備える。
 複数のコア531は、X方向に沿って配列するコア列531aと同じくX方向に沿って配列するコア列531bを形成し、コア列531aとコア列531bはY方向に配列する。複数のコア531は、クラッド532によって被覆され、クラッド532は紫外線硬化樹脂等からなる被覆層533によって被覆されている。この構成においても、光伝送路であるコア531はX方向及びY方向の2方向に沿って配列し、即ち二次元的に配列している。
 この他にも本技術に係る光コネクタは、二次元的に配列する光伝送路を備える光伝送ケーブルの接続に利用可能である。光伝送ケーブルは一本に限られず、複数の光伝送ケーブルを束ねたものであってもよい。
 なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
 (1)
 二次元配列で配列する複数の光伝送路用の光コネクタであって、
 上記複数の光伝送路に含まれる第1の光伝送路からの出射光を反射する第1のレンズと、
 上記複数の光伝送路に含まれる第2の光伝送路からの出射光を反射する第2のレンズと、
 上記第1のレンズによって反射された光を平行化する第3のレンズと、
 上記第2のレンズによって反射された光を平行化する第4のレンズと
 を具備する光コネクタ。
 (2)
 上記(1)に記載の光コネクタであって、
 上記第3のレンズは、上記第1の光伝送路からの出射光とは逆方向から入射した平行光を上記第1のレンズを介して上記第1の光伝送路に集光し、
 上記第4のレンズは、上記第2の光伝送路からの出射光とは逆方向から入射した平行光を上記第2のレンズを介して上記第2の光伝送路に集光する
 光コネクタ。
 (3)
 上記(1)又は(2)に記載の光コネクタであって、
 上記第1の光伝送路と上記第2の光伝送路は同一の開口数を有し、
 上記第1のレンズは、上記第1の光伝送路からの出射光を第1の光径で上記第3のレンズに入射させ、
 上記第2のレンズは、上記第2の光伝送路からの出射光を上記第1の光径で上記第4のレンズに入射させる
 光コネクタ。
 (4)
 上記(1)から(3)のうちいずれか一つに記載の光コネクタであって、
 上記第1の光径は160μm以上200μm以下である
 光コネクタ。
 (5)
 上記(1)から(4)のうちいずれか一つに記載の光コネクタであって、
 上記複数の光伝送路は、上記第1の方向に沿って上記第1の光伝送路が配列した第1の光伝送路列と、上記第1の方向に沿って上記第2の光伝送路が配列した第2の光伝送路列を含み、上記第1の光伝送路列と上記第2の光伝送路列は、上記第1の方向に直交する第2の方向に沿って配列する
 光コネクタ。
 (6)
 上記(5)に記載の光コネクタであって、
 上記第1の方向と上記第2の方向における光伝送路の配列ピッチは250μmである
 光コネクタ。
 (7)
 上記(5)又は(6)に記載の光コネクタであって、
 上記第1の光伝送路及び上記第2の光伝送路は第1の面に対向し、
 上記第3のレンズ及び上記第4のレンズは第2の面に設けられ、
 上記第1のレンズ及び上記第2のレンズは、上記第1の方向及び上記第2の方向に直交する第3の方向に対して傾斜する傾斜面に設けられている
 光コネクタ。
 (8)
 上記(7)に記載の光コネクタであって、
 上記第2の面における上記第3のレンズ及び上記第4のレンズの配列ピッチは250μmである
 光コネクタ。
 (9)
 上記(7)又は(8)に記載の光コネクタであって、
 上記第3のレンズ及び上記第4のレンズから上記傾斜面に入射する光の光軸と上記傾斜面のなす角は45°未満である
 光コネクタ。
 (10)
 上記(7)から(9)のうちいずれか一つに記載の光コネクタであって、
 上記第2の面において、複数の上記第3のレンズと複数の上記第4のレンズのそれぞれのレンズの間に設けられ、隣接するレンズの間で遮光するアパーチャ
 をさらに具備する光コネクタ。
 (11)
 二次元配列で配列する複数の光伝送路と、
 上記複数の光伝送路に含まれる第1の光伝送路からの出射光を反射する第1のレンズと、上記複数の光伝送路に含まれる第2の光伝送路からの出射光を反射する第2のレンズと、上記第1のレンズによって反射された光を平行化する第3のレンズと、上記第2のレンズによって反射された光を平行化する第4のレンズとを備える光コネクタと
 を具備する光伝送モジュール。
 100…光伝送モジュール
 110…光伝送ケーブル
 111、115、116…光ファイバ
 120…光コネクタ
 130…コネクタ接続部
 133、135、136…光電変換素子
 150、250、350…導光部
 151、251、351…第1面
 152、252、352…第2面
 153、253、353…傾斜面
 154、254、354…反射レンズ
 155、255、355…反射レンズ
 156、256、356…コリメートレンズ
 157、257、357…コリメートレンズ

Claims (11)

  1.  二次元配列で配列する複数の光伝送路用の光コネクタであって、
     前記複数の光伝送路に含まれる第1の光伝送路からの出射光を反射する第1のレンズと、
     前記複数の光伝送路に含まれる第2の光伝送路からの出射光を反射する第2のレンズと、
     前記第1のレンズによって反射された光を平行化する第3のレンズと、
     前記第2のレンズによって反射された光を平行化する第4のレンズと
     を具備する光コネクタ。
  2.  請求項1に記載の光コネクタであって、
     前記第3のレンズは、前記第1の光伝送路からの出射光とは逆方向から入射した平行光を前記第1のレンズを介して前記第1の光伝送路に集光し、
     前記第4のレンズは、前記第2の光伝送路からの出射光とは逆方向から入射した平行光を前記第2のレンズを介して前記第2の光伝送路に集光する
     光コネクタ。
  3.  請求項1又は2に記載の光コネクタであって、
     前記第1の光伝送路と前記第2の光伝送路は同一の開口数を有し、
     前記第1のレンズは、前記第1の光伝送路からの出射光を第1の光径で前記第3のレンズに入射させ、
     前記第2のレンズは、前記第2の光伝送路からの出射光を前記第1の光径で前記第4のレンズに入射させる
     光コネクタ。
  4.  請求項3に記載の光コネクタであって、
     前記第1の光径は160μm以上200μm以下である
     光コネクタ。
  5.  請求項1に記載の光コネクタであって、
     前記複数の光伝送路は、第1の方向に沿って前記第1の光伝送路が配列した第1の光伝送路列と、前記第1の方向に沿って前記第2の光伝送路が配列した第2の光伝送路列を含み、前記第1の光伝送路列と前記第2の光伝送路列は、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って配列する
     光コネクタ。
  6.  請求項5に記載の光コネクタであって、
     前記第1の方向と前記第2の方向における光伝送路の配列ピッチは250μmである
     光コネクタ。
  7.  請求項5に記載の光コネクタであって、
     前記第1の光伝送路及び前記第2の光伝送路は第1の面に対向し、
     前記第3のレンズ及び前記第4のレンズは第2の面に設けられ、
     前記第1のレンズ及び前記第2のレンズは、前記第1の方向及び前記第2の方向に直交する第3の方向に対して傾斜する傾斜面に設けられている
     光コネクタ。
  8.  請求項7に記載の光コネクタであって、
     前記第2の面における前記第3のレンズ及び前記第4のレンズの配列ピッチは250μmである
     光コネクタ。
  9.  請求項7に記載の光コネクタであって、
     前記第3のレンズ及び前記第4のレンズから前記傾斜面に入射する光の光軸と前記傾斜面のなす角は45°未満である
     光コネクタ。
  10.  請求項7に記載の光コネクタであって、
     前記第2の面において、前記第3のレンズと前記第4のレンズのそれぞれのレンズの間に設けられ、隣接するレンズの間で遮光するアパーチャ
     をさらに具備する光コネクタ。
  11.  二次元配列で配列する複数の光伝送路と、
     前記複数の光伝送路に含まれる第1の光伝送路からの出射光を反射する第1のレンズと、前記複数の光伝送路に含まれる第2の光伝送路からの出射光を反射する第2のレンズと、前記第1のレンズによって反射された光を平行化する第3のレンズと、前記第2のレンズによって反射された光を平行化する第4のレンズとを備える光コネクタと
     を具備する光伝送モジュール。
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