WO2023042471A1 - 光接続構造 - Google Patents

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WO2023042471A1
WO2023042471A1 PCT/JP2022/017941 JP2022017941W WO2023042471A1 WO 2023042471 A1 WO2023042471 A1 WO 2023042471A1 JP 2022017941 W JP2022017941 W JP 2022017941W WO 2023042471 A1 WO2023042471 A1 WO 2023042471A1
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WO
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ferrule
optical
receptacle
lens
integrated circuit
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Application number
PCT/JP2022/017941
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English (en)
French (fr)
Inventor
真幸 廣瀬
Original Assignee
株式会社フジクラ
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical connection structure.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-149053 filed in Japan on September 14, 2021, the contents of which are incorporated herein.
  • Patent Document 1 discloses an optical connection structure including a substrate, an optical integrated circuit, and a ferrule through which an optical fiber is inserted.
  • a pressing force of about 1 to 2 kgf is required to butt the optical fiber and the optical integrated circuit.
  • the optical integrated circuit is a precision component, it may not have the resistance to such a high pressing force.
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical connection structure capable of reducing the load on the optical integrated circuit.
  • an optical connection structure is an optical integrated circuit having a substrate and an entrance/exit portion for receiving and emitting optical signals, and electrically connected to the substrate.
  • a microlens array having a first lens arranged at a position corresponding to the entrance/exit portion; a second lens; and a receptacle supporting the ferrule, wherein the optical integrated circuit and the receptacle are fixed to the microlens array, and when the receptacle supports the ferrule, the second lens 1 lens.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the optical connection unit shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a view of the optical connection unit shown in FIG. 2 as viewed from arrow III.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a region A shown in FIG. 3;
  • FIG. 4 is a view of the microlens array shown in FIG. 3 as viewed from arrow V;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line VI-VI shown in FIG. 3;
  • FIG. 4 is a view of the ferrule shown in FIG. 3 as viewed from arrow VII;
  • FIG. FIG. 8 is a view of the ferrule shown in FIG.
  • FIG. 7 viewed from arrow VIII; It is a figure which shows the positioning method of the microlens array which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the attachment method of the ferrule which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the state following FIG. 10A. It is a figure which shows the effect
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XV-XV shown in FIG. 12;
  • FIG. It is a perspective view which shows the optical connection structure which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX shown in FIG. 16; It is a perspective view which shows the optical connection structure which concerns on 4th Embodiment.
  • FIG. 21 is a view of the optical connection structure shown in FIG. 20 as viewed from arrow XXIII;
  • FIG. 21 is a perspective view of the optical connection structure shown in FIG. 20 as viewed from arrow XXIV;
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV shown in FIG. 20;
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV shown in FIG. 20;
  • the optical connection structure 1A includes a substrate 10 and a plurality of optical connection units U.
  • Each optical connection unit U includes an optical integrated circuit 20 , a microlens array 30 , a ferrule 40 and a receptacle 50 .
  • a plurality of fiber holes 41 into which a plurality of optical fibers F can be inserted are formed in the ferrule 40 .
  • the plurality of fiber holes 41 are arranged along one direction perpendicular to the longitudinal direction of each fiber hole 41 .
  • the X-axis direction is the direction along the longitudinal direction of each fiber hole 41 .
  • the Y-axis direction is the direction in which the plurality of fiber holes 41 are arranged.
  • the Z-axis direction is the direction in which the substrate 10 and the optical integrated circuit 20 are arranged.
  • the X-axis direction may be referred to as the longitudinal direction X
  • the Y-axis direction may be referred to as the first direction Y
  • the Z-axis direction may be referred to as the second direction Z.
  • the direction from the ferrule 40 toward the optical integrated circuit 20 along the longitudinal direction X is called the +X direction or forward.
  • the direction opposite to the +X direction is called the -X direction or backward.
  • One direction along the first direction Y is referred to as +Y direction or leftward.
  • the direction opposite to the +Y direction is called the -Y direction or rightward.
  • the direction from the substrate 10 toward the optical integrated circuit 20 along the second direction Z is called the +Z direction or upward.
  • the direction opposite to the +Z direction is called the -Z direction or down.
  • an electric circuit C and a pattern are mounted on the upper surface of the substrate 10 .
  • the electric circuit C may be, for example, a switch circuit or the like.
  • the plurality of optical connection units U are arranged so as to surround the electric circuit C. As shown in FIG.
  • the optical integrated circuit 20 is formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the optical integrated circuit 20 has a light receiving element (not shown) that converts an optical signal into an electrical signal and a light emitting element (not shown) that converts an electrical signal into an optical signal.
  • a photodetector such as a photodiode can be used as the light receiving element.
  • a semiconductor laser, a light emitting diode, or the like can be used as the light emitting element.
  • the optical integrated circuit 20 has multiple waveguides 21 .
  • the waveguide 21 is omitted in the drawings other than FIG. 4 .
  • Each waveguide 21 is optically connected to the light receiving element and the light emitting element described above.
  • Each waveguide 21 extends along the longitudinal direction X in this embodiment.
  • Each waveguide 21 is made of silicon, for example.
  • the refractive index of the waveguide 21 is higher than the refractive index of the portion of the optical integrated circuit 20 other than the waveguide 21 .
  • the optical signal is confined inside the waveguide 21 and propagates in the longitudinal direction X.
  • the waveguide 21 may be provided on the surface (upper surface) of the optical integrated circuit 20 or may be provided inside the optical integrated circuit 20 .
  • an incident/output portion 21a is provided at the rear end of each waveguide 21, an incident/output portion 21a is provided.
  • the input/output portion 21a is a portion of the waveguide 21 and receives and emits optical signals.
  • An optical signal emitted from the optical fiber F is received by the entrance/exit part 21 a and propagates through the waveguide 21 . Then, the optical signal is converted into an electrical signal by a light receiving element provided in the optical integrated circuit 20 and transferred to the substrate 10 . Also, the electrical signal transmitted from the substrate 10 to the optical integrated circuit 20 is converted into an optical signal by the light-emitting element included in the optical integrated circuit 20 . Then, the optical signal propagates through the waveguide 21 and is emitted toward the optical fiber F from the entrance/exit portion 21a.
  • the optical integrated circuit 20 is electrically connected to the substrate 10 via the socket S in this embodiment. That is, the optical integrated circuit 20 and the substrate 10 exchange electrical signals via the socket S.
  • FIG. The optical integrated circuit 20 may be removable from the socket S. Note that the socket S may be replaced with a spacer. In this case, the optical integrated circuit 20 and the substrate 10 may be electrically connected by wiring (not shown). Alternatively, the optical integrated circuit 20 may be directly mounted on the top surface of the substrate 10 .
  • the microlens array 30 is made of a member that can transmit light.
  • the microlens array 30 may be made of quartz glass or a silicon substrate, for example.
  • the shape of the microlens array 30 is a rectangular plate.
  • the microlens array 30 has a front surface 30a, a rear surface 30b, an upper surface 30c, a lower surface 30d, a right surface 30e, and a left surface 30f.
  • a plurality of first lenses L1 (first lens group L1) and a plurality of dummy lenses D (dummy lens group D) are formed on the rear surface 30b of the microlens array 30 .
  • the plurality of first lenses L1 and the plurality of waveguides 21 (incident/output portions 21a) correspond one-to-one, and each first lens L1 is aligned with the incident/output portion 21a in the longitudinal direction X ( See also Figure 4).
  • the optical integrated circuit 20 and the microlens array 30 are fixed so that the optical axis of each first lens L1 and the optical axis of the waveguide 21 are substantially aligned.
  • substantially coincident also includes the case where the two optical axes can be regarded as coincident if manufacturing errors are eliminated. The same applies to the following description.
  • a plurality of dummy lenses D are formed above and below the plurality of first lenses L1.
  • the dummy lens D is not used for optical signal propagation.
  • the optical integrated circuit 20 and the microlens array 30 are fixed with an adhesive. More specifically, the front surface 30a of the optical integrated circuit 20 is adhesively fixed to the rear surface of the optical integrated circuit 20 (see also FIG. 4). Since optical signals pass through the layer of adhesive, the adhesive is preferably made of a material that is transparent to light. In order to adjust the propagation characteristics of optical signals in the adhesive layer, the refractive index of the material used for the adhesive may be appropriately adjusted. Further, when the optical integrated circuit 20 and the microlens array 30 are adhered with an adhesive, the optical integrated circuit 20 or the microlens array 30 may be adhered while light is incident thereon. In this case, it becomes easier to match the optical axis of the optical integrated circuit 20 and the optical axis of the microlens array 30 .
  • the ferrule 40 is attached to the receptacle 50 and can be removed from the receptacle 50 (details will be described later).
  • the ferrule 40 has a plurality of fiber holes 41 , fiber insertion holes 42 and recesses 43 .
  • the plurality of fiber holes 41 are arranged in the first direction Y. As shown in FIG. 6, each fiber hole 41 extends forward from the fiber insertion hole 42 . An optical fiber F is inserted into each fiber hole 41 . More specifically, each fiber hole 41 has a tip 41a, and the optical fiber F is inserted into the fiber hole 41 up to the tip 41a. In this embodiment, each fiber hole 41 does not communicate with the recess 43 . In other words, the tip 41 a of each fiber hole 41 is located behind the bottom surface 43 a (described later) of the recess 43 .
  • the plurality of optical fibers F are collectively coated to form a so-called ribbon core.
  • the structure of the optical fiber F is not restricted to this, For example, each optical fiber F may be individually coated.
  • the fiber insertion hole 42 is a hole recessed forward from the rear surface of the ferrule 40 .
  • the fiber insertion hole 42 communicates with the plurality of fiber holes 41 .
  • each fiber hole 41 opens into a fiber insertion hole 42 .
  • the fiber insertion hole 42 functions as an entrance for inserting the optical fiber F into the fiber hole 41 .
  • the bottom surface (front surface) of the fiber insertion hole 42 is formed with a pair of inclined surfaces 42a.
  • Each inclined surface 42a is inclined so as to gradually approach the fiber hole 41 in the forward direction.
  • the inclined surface 42 a guides the optical fiber F inserted forward from the rear surface of the ferrule 40 to the fiber hole 41 .
  • the ferrule 40 may not have the fiber insertion hole 42 and the inclined surface 42a. In this case, each fiber hole 41 may open to the rear surface of the ferrule 40 .
  • the recess 43 is a hole recessed rearward from the front surface of the ferrule 40 .
  • the recess 43 has a bottom surface 43a facing forward.
  • a plurality of second lenses L2 are formed on the bottom surface 43a.
  • the multiple second lenses L2 are arranged in the first direction Y.
  • the plurality of second lenses L2 and the tips 41a of the plurality of fiber holes 41 correspond one-to-one, and each second lens L2 is aligned with the tips 41a in the longitudinal direction X (see also FIG. 4).
  • the second lenses L2 are arranged such that the optical axis of each second lens L2 and the optical axis of the optical fiber F are substantially aligned.
  • the ferrule 40 may not have the recess 43 .
  • the second lens L2 may be provided on the front surface of the ferrule 40.
  • the ferrule 40 has an engaging protrusion (engaging portion) 44 and a groove (engaging portion) 45 .
  • the engagement protrusion 44 is a protrusion that protrudes from the side surface of the ferrule 40 in the +Y direction (leftward).
  • the engaging projection 44 is located in the central portion of the ferrule 40 in the longitudinal direction X and is separated into two in the longitudinal direction X.
  • the engaging protrusion 44 is positioned at the lower end of the ferrule 40 .
  • the groove 45 is recessed upward from the lower surface of the ferrule 40 and extends along the first direction Y. As shown in FIG. Although the details will be described later, the engaging protrusion 44 and the groove 45 are engaged with an engaging hole (engaged portion) 53b and a protrusion (engaged portion) 51b of the receptacle 50, respectively.
  • the receptacle 50 has a body portion 51, an elastic holding portion 52, and a wall portion 53.
  • Receptacle 50 supports ferrule 40 . More specifically, the ferrule 40 is supported by the receptacle 50 by the elastic holding portion 52 pressing the ferrule 40 against the body portion 51 and the wall portion 53 .
  • the wall portion 53 is erected at the left end of the body portion 51.
  • the wall portion 53 is formed in a plate shape extending in the longitudinal direction X and the second direction Z.
  • the wall portion 53 has an inner surface 53a facing the -Y direction (rightward).
  • the wall portion 53 may be erected at the right end of the main body portion 51 .
  • the inner surface 53a may face the +Y direction (leftward).
  • the wall portions 53 may stand on both ends of the body portion 51 in the first direction Y, respectively.
  • An engaging hole 53b penetrating through the wall portion 53 in the first direction Y is formed in the central portion of the wall portion 53 in the longitudinal direction X.
  • the engagement hole 53b is located at the lower end of the wall portion 53.
  • a concave portion 51a is formed at the front end of the main body portion 51 so as to be depressed downward from the upper surface of the main body portion 51 (see FIGS. 6 and 9).
  • the concave portion 51a is open in the +X direction (forward) and the -Y direction (rightward).
  • the concave portion 51a may be open in the +X direction (forward) and the +Y direction (leftward), or may be open only in the +X direction (forward).
  • the recessed portion 51 a is surrounded by a first surface 51 a A facing forward, a second surface 51 a B facing upward, and an inner surface 53 a of the wall portion 53 .
  • the first surface 51aA, the second surface 51aB, and the inner surface 53a are also referred to as a first positioning surface P1, a second positioning surface P2, and a third positioning surface P3, respectively.
  • the receptacle 50 and the microlens array 30 are positioned and adhesively fixed. More specifically, the rear surface 30b of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the first positioning surface P1 (first surface 51aA). Similarly, the lower surface 30d of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the second positioning surface P2 (second surface 51aB). A left surface 30f of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the third positioning surface P3 (inner surface 53a).
  • the adhesive fixation of the microlens array 30 and the receptacle 50 may be performed after or before the microlens array 30 and the optical integrated circuit 20 are fixed.
  • a projection 51b that protrudes upward from the upper surface of the main body portion 51 and extends along the first direction Y is formed on the main body portion 51 .
  • the shape of the protrusion 51b corresponds to the shape of the groove 45 that the ferrule 40 has.
  • the elastic holding portion 52 is formed in a U shape in a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction X.
  • the elastic holding portion 52 holds the body portion 51 .
  • the elastic holding portion 52 is made of an elastically deformable member.
  • the elastic holding portion 52 has a first claw portion 52a and a second claw portion 52b. The second claw portion 52 b is inserted into the engagement hole 53 b of the wall portion 53 .
  • the receptacle 50 is adhesively fixed to the microlens array 30 via the first surface 51aA, the second surface 51aB, and the inner surface 53a.
  • the receptacle 50 and the substrate 10 are not adhesively fixed.
  • receptacle 50 and substrate 10 may be in direct contact.
  • a gel, sheet, or the like may be placed between the receptacle 50 and the substrate 10 to suppress relative movement of the receptacle 50 with respect to the substrate 10 .
  • the engaging projection (engaging portion) 44 of the ferrule 40 is inserted into the engaging hole (engaged portion) 53 b of the receptacle 50 . . More specifically, the engaging projection 44 is inserted between the second claw portion 52b and the engaging hole 53b.
  • the ferrule 40 is pressed against the receptacle 50 so that the groove (engaging portion) 45 of the ferrule 40 and the protrusion (engaged portion) 51b of the receptacle 50 are fitted. At this time, the ferrule 40 displaces the first claw portion 52a rightward against the elastic restoring force of the elastic holding portion 52 .
  • the elastic holding portion 52 presses the ferrule 40 toward the body portion 51 and the wall portion 53 by elastic restoring force.
  • the ferrule 40 is thereby supported by the receptacle 50 .
  • the groove 45 of the ferrule 40 and the projection 51b of the receptacle 50 are fitted together, the relative movement of the ferrule 40 with respect to the receptacle 50 is suppressed.
  • the user may grip the first claw portion 52a and displace the first claw portion 52a rightward. Furthermore, the ferrule 40 can be removed from the receptacle 50 by lifting the ferrule 40 by the user.
  • the second lens L2 faces the first lens L1 in the longitudinal direction X.
  • the engaging projection 44 and the engaging hole 53b are engaged, and the groove 45 and the projection 51b are engaged, so that the ferrule 40 and the first lens L1 and the second lens L2 are opposed to each other. It is guided to the position where More specifically, the plurality of first lenses L1 and the plurality of second lenses L2 are in one-to-one correspondence, and each first lens L1 faces the second lens L2 in the longitudinal direction X.
  • the optical axis of each first lens L1 substantially coincides with the optical axis of each second lens L2. That is, when the receptacle 50 supports the ferrule 40, the optical axis of the waveguide 21 (incident/output portion 21a), the optical axis of the first lens L1, the optical axis of the second lens L2, and the optical axis of the optical fiber F substantially match each other.
  • the optical signal emitted from the optical fiber F is gradually diffused in the forward direction.
  • the diffused optical signal is shaped into parallel light parallel to the longitudinal direction X by the second lens L2.
  • the optical signal shaped into parallel light propagates through the air and is condensed by the first lens L1.
  • the condensed optical signal is received by the entrance/exit portion 21 a and propagates through the waveguide 21 .
  • the optical signal emitted from the entrance/exit portion 21a is gradually diffused in the backward direction.
  • the diffused optical signal is shaped into parallel light parallel to the longitudinal direction X by the first lens L1.
  • the optical signal shaped into parallel light propagates through the air and is condensed by the second lens L2.
  • the condensed optical signal is received by the tip of the optical fiber F and propagates through the optical fiber F.
  • FIG. thus, according to the optical connection structure 1A of the present embodiment, by attaching the ferrule 40 to the receptacle 50, the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F can be optically connected.
  • the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F can be optically connected without the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F facing each other. Therefore, the load applied to the optical integrated circuit 20 can be reduced as compared with, for example, an optical connection structure employing a butt-joint method. This can prevent the optical integrated circuit 20 from being damaged or falling off from the substrate 10 .
  • the mode field diameter (MFD) of the optical fiber F is about 8.6 ⁇ m
  • the mode field diameter of the waveguide 21 is about 2.0 to 4.0 ⁇ m.
  • FIG. 11 is a graph showing the results of calculation of the connection loss that occurs in the optical connection structure adopting the butt joint method and the connection loss that occurs in the optical connection structure 1A according to this embodiment.
  • the horizontal axis indicates the mode field diameter of the waveguide 21 .
  • the vertical axis indicates the magnitude of splice loss. The magnitude of connection loss is calculated assuming that the mode field diameter of the optical fiber F is 8.6 ⁇ m.
  • connection loss in the butt joint method is 4.1 dB
  • connection loss at is 2.6 dB
  • the optical connection structure 1A it is not necessary to fuse the TEC to the optical fiber F in order to overcome the mode field diameter mismatch. Therefore, even when the number of optical fibers F incorporated in the optical connection structure 1A increases, it is possible to prevent an increase in the time required for connecting the optical fibers F and the waveguides 21 .
  • the optical connection structure 1A includes the substrate 10 and the optical integrated circuit 20 which has the entrance/exit portion 21a for receiving and emitting optical signals and is electrically connected to the substrate 10. , a microlens array 30 having a first lens L1 arranged at a position corresponding to the entrance/exit portion 21a, a second lens L2, and a fiber into which an optical fiber F that makes an optical signal enter the second lens L2 can be inserted.
  • the optical integrated circuit 20 and the receptacle 50 being fixed to the microlens array 30, and when the receptacle 50 supports the ferrule 40, the second The second lens L2 faces the first lens L1.
  • the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F can be optically connected.
  • the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F can be optically connected without the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F facing each other. Therefore, the load applied to the optical integrated circuit 20 can be reduced as compared with, for example, an optical connection structure employing a butt-joint method.
  • the receptacle 50 has a first positioning surface P1 (first surface 51aA), a second positioning surface P2 (second surface 51aB), and a third positioning surface P3 (inner surface 53a).
  • a microlens array 30 abuts against the plane P1, the second positioning plane P2, and the third positioning plane P3. With this configuration, it is possible to improve the positioning accuracy of the microlens array 30 with respect to the receptacle 50 when manufacturing the optical connection structure 1A.
  • the ferrule 40 has an engaging portion (engaging projection 44 and groove 45)
  • the receptacle 50 has an engaged portion (engaging hole 53b and projection 51b)
  • engaging projection 44 and groove 45 are engaged with the engaging hole 53b and the projection 51b to guide the ferrule 40 to a position where the first lens L1 and the second lens L2 face each other. With this configuration, positioning between the first lens L1 and the second lens L2 can be made easier.
  • the receptacle 50 also has an elastic holding portion 52 that holds the ferrule 40 by elastic force. With this configuration, the support of the ferrule 40 by the receptacle 50 can be made more stable.
  • the optical integrated circuit 20 is directly mounted on the substrate 10 in the optical connection structure 1B according to this embodiment.
  • the ferrule 40 has a pair of projecting portions 46 and a pair of guide pin holes (engaging portions) 47 .
  • the configuration of the receptacle 60 is different from the configuration of the receptacle 50 in the first embodiment.
  • Each protrusion 46 protrudes upward from the upper surface of the ferrule 40 .
  • the pair of projecting portions 46 are spaced apart in the first direction Y and provided at both ends of the ferrule 40 in the first direction Y.
  • Each guide pin hole 47 penetrates the projecting portion 46 in the longitudinal direction X. As shown in FIG. Although details will be described later, the guide pin hole 47 engages with a guide pin (engaged portion) 63 of the receptacle 60 .
  • the receptacle 60 has a body portion 61 , an elastic projection portion 62 and a pair of guide pins 63 .
  • the body portion 61 is adhesively fixed to the optical integrated circuit 20 .
  • the rear end of the body portion 61 is formed with a concave portion 61a that is recessed upward from the lower surface of the body portion 61.
  • the recess 61a opens in the -X direction (backward) and the -Y direction (rightward).
  • the recess 61a may be open in the -X direction (backward) and the +Y direction (leftward), or may be open only in the -X direction (backward).
  • the recess 61a is formed by a first surface 61aA facing the -X direction (backward), a second surface 61aB facing the -Z direction (downward), and a third surface 61aC facing -Y (rightward). being surrounded.
  • the first surface 61aA, the second surface 61aB, and the third surface 61aC are also referred to as a first positioning surface P1, a second positioning surface P2, and a third positioning surface P3, respectively.
  • the receptacle 60 and the microlens array 30 are positioned and adhesively fixed by fitting the microlens array 30 into the concave portion 61a. More specifically, the front surface 30a of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the first positioning surface P1 (first surface 61aA). Similarly, the upper surface 30c of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the second positioning surface P2 (second surface 61aB). A left surface 30f of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the third positioning surface P3 (third surface 61aC). Further, the microlens array 30 is adhesively fixed to the optical integrated circuit 20 as in the first embodiment.
  • the elastic protruding portion 62 protrudes rearward from the rear surface of the main body portion 61 .
  • the resilient protrusion 62 is arranged between the pair of protrusions 46 .
  • the elastic protrusion 62 is made of an elastically deformable member.
  • the elastic protrusion 62 has a claw portion 62a.
  • Each guide pin (engaged portion) 63 protrudes rearward from the rear surface of the main body portion 61 .
  • the guide pin (engaged portion) 63 of the receptacle 60 is inserted into the guide pin hole (engagement portion) 47 of the ferrule 40 . .
  • the ferrule 40 displaces the claw portion 62 a upward against the elastic restoring force of the elastic projection portion 62 .
  • FIG. 15 when the ferrule 40 contacts the receptacle 60 and the guide pin 63 has been completely inserted into the guide pin hole 47 , the claw portion 62 a is displaced downward and engaged with the rear end of the ferrule 40 . The ferrule 40 is thereby supported by the receptacle 60 .
  • the user may hold the claw portion 62a and displace the claw portion 62a upward. Furthermore, the user can remove the ferrule 40 from the receptacle 60 by pulling the ferrule 40 backward.
  • the guide pin hole (engaging portion) 47 and the guide pin (engaged portion) 63 are engaged with each other, so that the ferrule 40 moves between the first lens L1 and the second lens L1.
  • L2 is guided to a position facing each other. That is, when the receptacle 60 supports the ferrule 40, the optical axis of the waveguide 21, the optical axis of the first lens L1, the optical axis of the second lens L2, and the optical axis of the optical fiber F are substantially aligned. do.
  • the second lens L2 faces the first lens L1. Therefore, by attaching the ferrule 40 to the receptacle 60, the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F can be optically connected, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the receptacle 60 has a first positioning surface P1 (first surface 61aA), a second positioning surface P2 (second surface 61aB), and a third positioning surface P3 (third surface 61aC).
  • the ferrule 40 has an engaging portion (guide pin hole 47), the receptacle 60 has an engaged portion (guide pin 63), and the guide pin hole 47 engages with the guide pin 63 to form a ferrule. 40 is guided to a position where the first lens L1 and the second lens L2 face each other. As a result, effects similar to those of the first embodiment can be obtained.
  • the receptacle 60 also has a guide pin 63, and the ferrule 40 has a guide pin hole 47 into which the guide pin 63 is inserted. This configuration can further improve the positioning accuracy of the ferrule 40 with respect to the receptacle 60 .
  • the ferrule 40 has a pair of engaging projections (engaging portions) 48.
  • the configuration of the receptacle 70 is different from the configuration of the receptacle 60 in the second embodiment.
  • each engaging protrusion 48 protrudes outward in the first direction Y from the side surface of the ferrule 40 .
  • each engaging protrusion 48 is positioned at the center of the ferrule 40 in the longitudinal direction X.
  • each engaging projection 48 extends along the second direction Z.
  • the engaging protrusion 48 engages with an engaging groove (engaged portion) 71aa of the receptacle 70 .
  • the receptacle 70 has a body portion 71 , a lid portion 72 and an adhesive portion 73 .
  • the adhesive part 73 covers the optical integrated circuit 20 from the outside in the first direction Y and the second direction Z, and is adhesively fixed to the optical integrated circuit 20 .
  • an adhesive injection window 73a is formed in the bonding portion 73 so as to penetrate the bonding portion 73 in the second direction Z. As shown in FIG.
  • the adhesive injection window 73 a is used when injecting an adhesive between the adhesive portion 73 and the optical integrated circuit 20 .
  • the adhesive portion 73 has a rear surface 73b facing rearward. A rear surface 73b of the adhesive portion 73 is also referred to as a first positioning surface P1.
  • the body portion 71 has a concave portion 71a recessed downward from the upper surface of the body portion 71.
  • the ferrule 40 is accommodated in the recess 71a.
  • the recess 71a opens rearward.
  • the recess 71a has a first surface 71aA facing upward and a pair of second surfaces 71aB facing inward in the first direction Y.
  • the first surface 71aA and the second surface 71aB are also called a second positioning surface P2 and a third positioning surface P3, respectively.
  • the receptacle 70 and the microlens array 30 are positioned and adhesively fixed by fitting the microlens array 30 into the concave portion 71a in the same manner as in the previous embodiment. More specifically, the front surface 30a of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the first positioning surface P1 (rear surface 73b). Similarly, the lower surface 30d of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the second positioning surface P2 (first surface 71aA). A right surface 30e and a left surface 30f of the microlens array 30 are abutted against and adhered to a pair of third positioning surfaces P3 (second surfaces 71aB). Further, the microlens array 30 is adhesively fixed to the optical integrated circuit 20 as in the above embodiment.
  • a pair of engaging grooves 71aa are formed in the recess 71a.
  • Each engagement groove 71aa is recessed outward in the first direction Y from the second surface 71aB of the recess 71a.
  • each engagement groove 71aa is located in the central portion in the longitudinal direction X of the recess 71a.
  • Each engagement groove 71aa extends along the second direction Z and opens upward.
  • the shape of the engaging groove 71aa corresponds to the shape of the engaging projection 48 of the ferrule 40. As shown in FIG.
  • a pair of fixed grooves 71b recessed inward in the first direction Y from the side surface of the body portion 71 are formed in the body portion 71 .
  • a projection 71ba projecting outward in the first direction Y from the central portion of the fixed groove 71b is formed in each fixed groove 71b.
  • the lid portion 72 has a lid portion main body 72c, a pair of first fixing portions 72a, and a pair of second fixing portions 72b.
  • the lid portion 72 covers the upper surface of the ferrule 40 when the ferrule 40 is attached to the receptacle 70 .
  • the lid main body 72c is formed in a rectangular shape extending in the longitudinal direction X and the first direction Y. As shown in FIG. Each first fixing portion 72a extends downward from the side surface of the lid main body 72c. Each second fixing portion 72b extends downward from the rear surface of the lid main body 72c.
  • a hole 72aa passing through the first fixing portion 72a in the first direction Y is formed in the central portion of the first fixing portion 72a. The shape of the hole 72aa corresponds to the shape of the projection 71ba of the body portion 71. As shown in FIG.
  • the engaging projection (engaging portion) 48 of the ferrule 40 is fitted into the engaging groove (engaged portion) 71 aa of the body portion 71 .
  • the ferrule 40 is inserted from above into the recess 71a so as to be mated.
  • the lid portion 72 is attached to the body portion 71 from above so that the first fixing portion 72a of the lid portion 72 is fitted into the fixed groove 71b of the body portion 71 .
  • the lid portion 72 When the attachment of the lid portion 72 to the main body portion 71 is completed, the protrusions 71ba of the main body portion 71 and the holes 72aa of the lid portion 72 are fitted to each other, and the lid portion 72 is fixed to the main body portion 71 . At this time, the lid body 72 c of the lid 72 covers the upper surface of the ferrule 40 . This prevents the ferrule 40 from coming out of the concave portion 71a upward. Further, since the engaging projection 48 of the ferrule 40 and the engaging groove 71aa of the receptacle 70 are fitted together, the ferrule 40 is prevented from being displaced in the longitudinal direction X with respect to the receptacle 70 . Further, as shown in FIG. 19, the second fixing portion 72b of the lid portion 72 supports the rear surface of the ferrule 40. As shown in FIG. Thereby, the displacement of the ferrule 40 in the longitudinal direction X is suppressed more reliably.
  • the engagement between the engaging projection (engaging portion) 48 and the engaging groove (engaged portion) 71aa allows the ferrule 40 to move between the first lens L1 and the second lens L1. It is guided to a position facing the lens L2. That is, when the receptacle 70 supports the ferrule 40, the optical axis of the waveguide 21, the optical axis of the first lens L1, the optical axis of the second lens L2, and the optical axis of the optical fiber F substantially coincide with each other. do.
  • the second lens L2 faces the first lens L1 as in the above embodiment. Therefore, by attaching the ferrule 40 to the receptacle 70, the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F can be optically connected, and the same effect as the above embodiment can be obtained.
  • the receptacle 70 has a first positioning surface P1 (rear surface 73b), a second positioning surface P2 (first surface 71aA), and a third positioning surface P3 (second surface 71aB).
  • the ferrule 40 has an engaging portion (engaging projection 48), the receptacle 70 has an engaged portion (engaging groove 71aa), and the engaging projection 48 engages with the engaging groove 71aa. , the ferrule 40 is guided to a position where the first lens L1 and the second lens L2 face each other. As a result, effects similar to those of the first embodiment can be obtained.
  • the receptacle 70 also has a recess 71a that accommodates the ferrule 40, and a lid 72 that covers the ferrule 40 housed in the recess 71a. This configuration can prevent the ferrule 40 from coming off the receptacle 70 .
  • the ferrule 40 has a pair of engaging concave portions (engaging portions) 49.
  • the configuration of the receptacle 80 is different from that of the receptacle 70 in the third embodiment.
  • a boot B is attached to the optical fiber F.
  • each engaging recess 49 is recessed inward in the first direction Y from the side surface of the ferrule 40 . Further, each engaging recess 49 is open forward. The engaging recess 49 has a first surface 49a facing outward in the first direction Y and a second surface 49b facing forward. Although the details will be described later, the engaging recess 49 engages with an engaging projection (engaged portion) 84 a of the receptacle 80 .
  • the receptacle 80 has a body portion 81 , a support portion 82 and an adhesion portion 83 .
  • the adhesive portion 83 covers the optical integrated circuit 20 from above and is adhesively fixed to the optical integrated circuit 20 .
  • an adhesive injection window 83a is formed in the adhesive portion 83 so as to penetrate the adhesive portion 83 in the second direction Z.
  • the bonding portion 83 is formed with a protrusion 83b projecting upward from the upper surface of the bonding portion 83 . Although the details will be described later, the projection 83b is fitted into the hole 82ca of the support portion 82. As shown in FIG.
  • the body portion 81 has a concave portion 84 that is recessed upward from the bottom surface of the body portion 81 .
  • the ferrule 40 is accommodated in the recess 84 .
  • the recess 84 opens rearward.
  • the recess 84 has a first surface 84A facing downward and a pair of second surfaces 84B facing inward in the first direction Y.
  • Each second surface 84B has an engaging protrusion 84a that protrudes inward in the first direction Y.
  • the shape of the engaging protrusion 84 a corresponds to the shape of the engaging recess 49 of the ferrule 40 .
  • the engaging protrusion 84a has a protrusion surface 84aa facing inward in the first direction Y, a protrusion rear surface 84ab facing rearward, and a protrusion front surface 84ac facing forward.
  • the projection front surface 84ac, the first surface 84A, and the second surface 84B are also referred to as a first positioning surface P1, a second positioning surface P2, and a third positioning surface P3, respectively.
  • the microlens array 30 is fitted into the concave portion 84 to position the receptacle 80 and the microlens array 30 and to adhere and fix them, as in the previous embodiment. More specifically, the rear surface 30b of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the first positioning surface P1 (projection front surface 84ac). Similarly, the upper surface 30c of the microlens array 30 is abutted against and adhered to the second positioning surface P2 (first surface 84A). A right surface 30e and a left surface 30f of the microlens array 30 are abutted against and adhered to a pair of third positioning surfaces P3 (second surfaces 84B). Further, the microlens array 30 is adhesively fixed to the optical integrated circuit 20 as in the above embodiment.
  • the support portion 82 has a support portion main body 82c, a pair of first support portions 82a, and a second support portion 82b.
  • the support body 82c is formed in a plate shape extending in the longitudinal direction X and the first direction Y.
  • a hole 82ca passing through the support portion main body 82c in the second direction Z is formed in the support portion main body 82c.
  • the shape of the hole 82ca corresponds to the shape of the projection 83b of the bonding portion 83.
  • the support portion main body 82c has a biasing portion 82cb.
  • the biasing portion 82cb is made of a material having elasticity, and biases (pushes up) the support portion 82 (support portion main body 82c) upward.
  • a leaf spring or the like can be used as the biasing portion 82cb.
  • Each first support portion 82a has a base portion 82ac, a pressing portion 82aa, and a lifting portion 82ab (see also FIG. 24).
  • each of the base portion 82ac, the pressing portion 82aa, and the lifting portion 82ab is formed in a plate shape.
  • the base portion 82ac extends downward from the side surface of the support portion main body 82c.
  • the pressing portion 82aa extends from the rear surface of the support portion main body 82c.
  • the pressing portion 82aa is gradually inclined inward in the first direction Y in the rearward direction ( ⁇ X direction).
  • the lifting portion 82ab extends inward in the first direction Y from the lower end of the support portion main body 82c.
  • Each second support portion 82b extends downward from the rear surface of the support portion main body 82c.
  • the second support portion 82b may have a handle.
  • the engaging recess (engaging portion) 49 of the ferrule 40 engages the engaging projection (engaged portion) 84 a of the recess 84 .
  • Ferrule 40 is inserted into recess 84 from behind so that it is mated.
  • the second surface 49b of the engaging recess 49 and the projection rear surface 84ab of the recess 84 come into contact with each other, and the ferrule 40 is positioned with respect to the recess 84. As shown in FIG.
  • the support portion main body 82 c contacts the upper surfaces of the main body portion 81 and the bonding portion 83 , and the upper surface of the lifting portion 82 ab contacts the lower surface of the ferrule 40 . It is attached to 83 from behind.
  • the projection 83b of the bonding portion 83 and the hole 82ca of the support portion 82 are fitted, and the support portion 82 is attached to the body portion 81 and the bonding portion 83. Fixed.
  • the biasing portion 82cb biases the support portion 82 upward, the lifting portion 82ab lifts (pushes up) the ferrule 40 .
  • the engagement between the engaging recess (engaging portion) 49 and the engaging projection (engaged portion) 84a allows the ferrule 40 to move between the first lens L1 and the second lens L1. It is guided to a position facing the lens L2. That is, when the receptacle 80 supports the ferrule 40, the optical axis of the waveguide 21, the optical axis of the first lens L1, the optical axis of the second lens L2, and the optical axis of the optical fiber F substantially coincide with each other. do.
  • the second lens L2 faces the first lens L1, as in the above embodiment. Therefore, by attaching the ferrule 40 to the receptacle 80, the optical integrated circuit 20 and the optical fiber F can be optically connected, and effects similar to those of the above embodiment can be obtained.
  • the receptacle 80 has a first positioning surface P1 (protrusion front surface 84ac), a second positioning surface P2 (first surface 84A), and a third positioning surface P3 (second surface 84B).
  • the ferrule 40 has an engaging portion (engaging recess 49), the receptacle 80 has an engaged portion (engaging projection 84a), and the engaging recess 49 engages with the engaging projection 84a.
  • the ferrule 40 is guided to a position where the first lens L1 and the second lens L2 face each other.
  • the optical axis of the first lens L1 and the optical axis of the second lens L2 are substantially aligned, but the configuration of the first lens L1 and the second lens L2 is not limited to this. That is, the phrase "the first lens L1 and the second lens L2 face each other" does not necessarily mean that the optical axis of the first lens L1 substantially coincides with the optical axis of the second lens L2. If optical signals can be exchanged between the first lens L1 and the second lens L2, the optical axis of the first lens L1 and the optical axis of the second lens L2 may be misaligned or tilted. good too. Alternatively, the distance in the longitudinal direction X between the first lens L1 and the second lens L2 may be changed as appropriate.
  • the phrase "the first lens L1 arranged at a position corresponding to the entrance/exit part 21a" does not necessarily mean that the optical axis of the waveguide 21 substantially coincides with the optical axis of the first lens L1.
  • the optical axis of the waveguide 21 and the optical axis of the first lens L1 may be displaced or tilted.
  • the distance in the longitudinal direction X between the entrance/exit portion 21a and the first lens L1 may be changed as appropriate.
  • the first lens L1 may be embedded in the tip 41a of the fiber hole 41.
  • the first lens L1 may be fused to the optical fiber F.
  • the optical signal is shaped into parallel light by the action of the first lens L1 or the second lens L2. may not be parallel to the longitudinal direction X.
  • the configuration in which the optical signal is parallel to the longitudinal direction X is preferable because the optical signal is less likely to leak from between the first lens L1 and the second lens L2.
  • the first positioning surface P1, the second positioning surface P2, and the third positioning surface P3 are perpendicular to the longitudinal direction X, the second direction Z, and the first direction Y, respectively.
  • the configuration of the positioning surfaces P1 to P3 is not limited to this.
  • the positioning planes P1-P3 do not have to be orthogonal to each other.
  • the configuration in which the positioning surfaces P1 to P3 are orthogonal to each other as in the above-described embodiment is preferable because it is easy to suppress the positional deviation and inclination of the microlens array 30 .
  • the plurality of first lenses L1 and the plurality of second lenses L2 corresponded one-to-one, but the configuration of the first lenses L1 and the second lenses L2 is not limited to this.
  • the number of first lenses L1 and the number of second lenses L2 may be different.
  • the ferrule 40 may not have a plurality of fiber holes 41 and may have only one fiber hole 41 .
  • the optical connection structures 1A to 1D may have only one waveguide 21, first lens L1, and second lens L2.
  • Optical connection structure 10 ... Substrate 20... Optical integrated circuit 21a... Incident/outgoing part 30... Microlens array 40... Ferrule 41... Fiber hole 44... Engaging protrusion (engaging part) 45... Groove ( Engagement portion) 47 Guide pin hole (engagement portion) 48 Engagement protrusion (engagement portion) 49 Engagement recess (engagement portion) 50 Receptacle 51b Protrusion (engaged portion) 52 Elastic retention Part 53b... Engaging hole (engaged part) 60... Receptacle 63... Guide pin (engaged part) 70... Receptacle 71a... Recess 71aa... Engaging groove (engaged part) 72... Lid part 80... Receptacle 84 ... Recess 84a... Engaging protrusion (engaged part) L1... First lens L2... Second lens F... Optical fiber P1... First positioning surface P2... Second positioning surface P3... Third positioning surface

Landscapes

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Abstract

本発明は、光集積回路にかかる負荷を低減できる光接続構造を提供することを目的とする。　光接続構造（１Ａ）は、基板（１０）と、光集積回路（２０）と、マイクロレンズアレイ（３０）と、フェルール（４０）と、レセプタクル（５０）と、を備える。前記光集積回路（２０）は、光信号の受け取りおよび放出を行う入射出部を有し、前記基板（１０）と電気的に接続されている。前記マイクロレンズアレイ（３０）は、前記入射出部に対応する位置に配置される第１レンズ（Ｌ１）を有する。前記フェルール（４０）は、第２レンズ（Ｌ２）と、前記第２レンズ（Ｌ２）に光信号を入射させる光ファイバ（Ｆ）を挿入可能なファイバ孔（４１）と、を有する。前記レセプタクル（５０）は、前記フェルール（４０）を支持する。前記光集積回路（２０）および前記レセプタクル（５０）は、前記マイクロレンズアレイ（３０）に固定される。前記レセプタクル（５０）が前記フェルール（４０）を支持する際、前記第２レンズ（Ｌ２）は、前記第１レンズ（Ｌ１）と対向する。

Description

光接続構造
　本発明は、光接続構造に関する。
　本願は、２０２１年９月１４日に、日本に出願された特願２０２１－１４９０５３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、基板と、光集積回路と、光ファイバが挿通されるフェルールと、を備える光接続構造が開示されている。
米国特許出願公開第２０２１／００５５４８９号明細書
　従来、データ通信の高速化を目的として、複数の電子基板の間を光ファイバで接続する技術が用いられている。データ通信をさらに高速化するべく、電子基板上に実装された光集積回路（ＰＩＣ：Ｐｈｏｔｏｎｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）に光ファイバを接触させて直接接続する接続方式（いわゆるバットジョイント）が注目されている（例えば、特許文献１を参照）。
　ところで、バットジョイントによる接続方式においては、一般に、光ファイバと光集積回路とを突き合わせるために１～２ｋｇｆ程度の押圧力が必要である。しかしながら、光集積回路は精密部品であるため、上記のような高い押圧力への耐性を持たない場合がある。
　本発明は、このような事情を考慮してなされ、光集積回路にかかる負荷を低減できる光接続構造を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光接続構造は、基板と、光信号の受け取りおよび放出を行う入射出部を有し、前記基板と電気的に接続された光集積回路と、前記入射出部に対応する位置に配置される第１レンズを有するマイクロレンズアレイと、第２レンズと、前記第２レンズに光信号を入射させる光ファイバを挿入可能なファイバ孔と、を有するフェルールと、前記フェルールを支持するレセプタクルと、を備え、前記光集積回路および前記レセプタクルは、前記マイクロレンズアレイに固定され、前記レセプタクルが前記フェルールを支持する際、前記第２レンズは、前記第１レンズと対向する。
　本発明の上記態様によれば、光集積回路にかかる負荷を低減可能な光接続構造を提供できる。
第１実施形態に係る光接続構造の全体を示す斜視図である。 図１に示す光接続ユニットを拡大して見る図である。 図２に示す光接続ユニットを矢視ＩＩＩから見る図である。 図３に示す領域Ａを拡大して見る図である。 図３に示すマイクロレンズアレイを矢視Ｖから見る図である。 図３に示すＶＩ－ＶＩ線に沿う断面矢視図である。 図３に示すフェルールを矢視ＶＩＩから見る図である。 図７に示すフェルールを矢視ＶＩＩＩから見る図である。 第１実施形態に係るマイクロレンズアレイの位置決め方法を示す図である。 第１実施形態に係るフェルールの取付方法を示す図である。 図１０Ａに続く状態を示す図である。 第１実施形態に係る光接続構造の作用を示す図である。 第２実施形態に係る光接続構造を示す斜視図である。 第２実施形態に係るマイクロレンズアレイの位置決め方法を示す図である。 第２実施形態に係るフェルールの取付方法を示す図である。 図１２に示すＸＶ－ＸＶ線に沿う断面矢視図である。 第３実施形態に係る光接続構造を示す斜視図である。 第３実施形態に係るフェルールの取付方法を示す図である。 第３実施形態に係るマイクロレンズアレイの位置決め方法を示す図である。 図１６に示すＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿う断面矢視図である。 第４実施形態に係る光接続構造を示す斜視図である。 第４実施形態に係るフェルールの取付方法を示す図である。 第４実施形態に係るマイクロレンズアレイの位置決め方法を示す図である。 図２０に示す光接続構造を矢視ＸＸＩＩＩから見る図である。 図２０に示す光接続構造を矢視ＸＸＩＶから見る斜視図である。 図２０に示すＸＸＶ－ＸＸＶ線に沿う断面矢視図である。
（第１実施形態）
　以下、第１実施形態に係る光接続構造について図面に基づいて説明する。
　図１、図２、図３に示すように、光接続構造１Ａは、基板１０と、複数の光接続ユニットＵと、を備える。各光接続ユニットＵは、光集積回路２０と、マイクロレンズアレイ３０と、フェルール４０と、レセプタクル５０と、を備える。フェルール４０には、複数の光ファイバＦを挿入可能な複数のファイバ孔４１が形成されている。複数のファイバ孔４１は、各ファイバ孔４１の長手方向と直交する一方向に沿って配列されている。
（方向定義）
　ここで、本実施形態では、ＸＹＺ直交座標系を設定して各構成の位置関係を説明する。Ｘ軸方向は、各ファイバ孔４１の長手方向に沿う方向である。Ｙ軸方向は、複数のファイバ孔４１が配列される方向である。Ｚ軸方向は、基板１０と光集積回路２０とが並ぶ方向である。本明細書では、Ｘ軸方向を長手方向Ｘと称し、Ｙ軸方向を第１方向Ｙと称し、Ｚ軸方向を第２方向Ｚと称する場合がある。長手方向Ｘに沿って、フェルール４０から光集積回路２０に向かう方向を、＋Ｘ方向または前方と称する。＋Ｘ方向とは反対の方向を、－Ｘ方向または後方と称する。第１方向Ｙに沿う一方向を、＋Ｙ方向または左方と称する。＋Ｙ方向とは反対の方向を、－Ｙ方向または右方と称する。第２方向Ｚに沿って、基板１０から光集積回路２０に向かう方向を、＋Ｚ方向または上方と称する。＋Ｚ方向とは反対の方向を、－Ｚ方向または下方と称する。
　本実施形態において、基板１０の上面には、電気回路Ｃおよび不図示のパターンが実装されている。電気回路Ｃは、例えば、スイッチ回路等であってもよい。また、複数の光接続ユニットＵは、電気回路Ｃを取り囲むように配置されている。
　本実施形態において、光集積回路２０は、直方体状に形成されている。光集積回路２０は、光信号を電気信号に変換する不図示の受光素子と、電気信号を光信号に変換する不図示の発光素子と、を有する。受光素子としては、例えばフォトダイオード等のフォトディテクターを用いることができる。発光素子としては、例えば半導体レーザや発光ダイオード等を用いることができる。
　図４に示すように、光集積回路２０は、複数の導波路２１を有する。なお、図４以外の図において、導波路２１の図示は省略されている。各導波路２１は、上述した受光素子および発光素子と光学的に接続されている。本実施形態において、各導波路２１は、長手方向Ｘに沿って延びている。各導波路２１は、例えばシリコンによって形成されている。導波路２１の屈折率は、光集積回路２０のうち導波路２１以外の部分の屈折率よりも、高い。これにより、光信号が導波路２１の内部に閉じ込められ、光信号は長手方向Ｘに伝搬する。導波路２１は、光集積回路２０の表面（上面）に設けられていてもよいし、光集積回路２０の内部に設けられていてもよい。各導波路２１の後端には、入射出部２１ａが設けられている。入射出部２１ａは、導波路２１の一部分であり、光信号の受け取りおよび放出を行う。
　光ファイバＦから放出された光信号は、入射出部２１ａによって受け取られ、導波路２１中を伝播する。そして、当該光信号は、光集積回路２０が備える受光素子によって電気信号に変換され、基板１０に受け渡される。また、基板１０から光集積回路２０へと伝わってきた電気信号は、光集積回路２０が備える発光素子によって光信号に変換される。そして、当該光信号は、導波路２１中を伝播し、入射出部２１ａから光ファイバＦに向けて放出される。
　なお、本実施形態において、光集積回路２０は、ソケットＳを介して、基板１０と電気的に接続されている。つまり、光集積回路２０と基板１０とは、ソケットＳを介して、電気信号の受け渡しを行う。光集積回路２０は、ソケットＳから取り外し可能であってもよい。なお、ソケットＳはスペーサに置き換えられてもよい。この場合、光集積回路２０と基板１０とが不図示の配線によって電気的に接続されていてもよい。あるいは、光集積回路２０は、基板１０の上面に直接実装されていてもよい。
　マイクロレンズアレイ３０は、光を透過できる部材で形成されている。マイクロレンズアレイ３０は、例えば、石英ガラスやシリコン基板によって形成されていてもよい。図５に示すように、本実施形態において、マイクロレンズアレイ３０の形状は、矩形の板状である。マイクロレンズアレイ３０は、前面３０ａと、後面３０ｂと、上面３０ｃと、下面３０ｄと、右面３０ｅと、左面３０ｆと、を有する。
　マイクロレンズアレイ３０の後面３０ｂには、複数の第１レンズＬ１（第１レンズ群Ｌ１）および複数のダミーレンズＤ（ダミーレンズ群Ｄ）が形成されている。複数の第１レンズＬ１と、複数の導波路２１（入射出部２１ａ）とは、一対一に対応しており、各第１レンズＬ１は、入射出部２１ａと長手方向Ｘにおいて並んでいる（図４も参照）。本実施形態においては、各第１レンズＬ１の光学軸と導波路２１の光学軸とが略一致するように、光集積回路２０とマイクロレンズアレイ３０とが固定されている。なお、「略一致」には、製造誤差を取り除けば２つの光学軸が一致しているとみなせる場合も含まれる。以下の記載においても同様である。
　複数のダミーレンズＤは、複数の第１レンズＬ１の上方および下方に形成されている。なお、ダミーレンズＤは、光信号の伝搬においては用いられない。
　光集積回路２０とマイクロレンズアレイ３０とは、接着剤によって固定されている。より具体的には、光集積回路２０の前面３０ａが、光集積回路２０の後面に接着固定されている（図４も参照）。光信号は当該接着剤の層を通過するため、接着剤は光を透過する材料から製造されることが好ましい。なお、接着剤層における光信号の伝搬特性を調整するために、接着剤に用いる材料の屈折率が適宜調整されてもよい。また、光集積回路２０とマイクロレンズアレイ３０とを接着剤によって接着する際には、光集積回路２０またはマイクロレンズアレイ３０に光を入射しながら接着してもよい。この場合、光集積回路２０の光学軸とマイクロレンズアレイ３０の光学軸とを一致させやすくなる。
　フェルール４０は、レセプタクル５０に取り付けられ、また、レセプタクル５０から取り外すことができる（詳細は後述）。フェルール４０は、複数のファイバ孔４１と、ファイバ挿入孔４２と、凹部４３と、を有する。
　複数のファイバ孔４１は、第１方向Ｙに並んでいる。図６に示すように、各ファイバ孔４１は、ファイバ挿入孔４２から前方に向けて延びている。各ファイバ孔４１には、光ファイバＦが挿入される。より詳しくは、各ファイバ孔４１は、先端４１ａを有し、光ファイバＦは、ファイバ孔４１の先端４１ａまで挿入される。本実施形態において、各ファイバ孔４１は、凹部４３に連通していない。言い換えれば、各ファイバ孔４１の先端４１ａは、凹部４３の底面４３ａ（後述）よりも後方に位置する。
　また、本実施形態において、複数の光ファイバＦは、まとめて被覆され、いわゆるテープ心線を構成している。なお、光ファイバＦの構成はこれに限られず、例えば、各光ファイバＦが個別に被覆されていてもよい。
　ファイバ挿入孔４２は、フェルール４０の後面から前方に向けて窪む孔である。ファイバ挿入孔４２は、複数のファイバ孔４１に連通している。言い換えれば、各ファイバ孔４１は、ファイバ挿入孔４２に開口している。ファイバ挿入孔４２は、光ファイバＦをファイバ孔４１に挿入する際の入口として機能する。本実施形態において、ファイバ挿入孔４２の底面（前面）には、一対の傾斜面４２ａが形成されている。各傾斜面４２ａは、前方に向かう方向において漸次ファイバ孔４１に近づくように傾斜している。傾斜面４２ａは、フェルール４０の後面から前方に向けて挿入された光ファイバＦを、ファイバ孔４１に案内する。なお、フェルール４０はファイバ挿入孔４２および傾斜面４２ａを有していなくてもよい。この場合、各ファイバ孔４１はフェルール４０の後面に開口していてもよい。
　凹部４３は、フェルール４０の前面から後方に向けて窪む孔である。凹部４３は、前方を向く底面４３ａを有する。図７に示すように、底面４３ａには、複数の第２レンズＬ２が形成されている。複数の第２レンズＬ２は、第１方向Ｙに並んでいる。複数の第２レンズＬ２と、複数のファイバ孔４１の先端４１ａとは、一対一に対応しており、各第２レンズＬ２は、先端４１ａと長手方向Ｘにおいて並んでいる（図４も参照）。本実施形態においては、各第２レンズＬ２の光学軸と光ファイバＦの光学軸とが略一致するように、第２レンズＬ２が配置されている。なお、フェルール４０は凹部４３を有していなくてもよい。この場合、第２レンズＬ２はフェルール４０の前面に設けられていてもよい。
　図８に示すように、本実施形態において、フェルール４０は、係合突起（係合部）４４および溝（係合部）４５を有する。係合突起４４は、フェルール４０の側面から＋Ｙ方向（左方）に向けて突出する突起である。また、本実施形態において、係合突起４４は、フェルール４０の長手方向Ｘにおける中央部に位置しており、長手方向Ｘにおいて２つに分離している。また、係合突起４４は、フェルール４０の下端部に位置する。溝４５は、フェルール４０の下面から上方に向けて窪み、第１方向Ｙに沿って延びている。詳細は後述するが、係合突起４４および溝４５は、レセプタクル５０が有する係合孔（被係合部）５３ｂおよび突起（被係合部）５１ｂとそれぞれ係合する。
　図３、図６、図９に示すように、本実施形態において、レセプタクル５０は、本体部５１と、弾性保持部５２と、壁部５３と、を有する。レセプタクル５０は、フェルール４０を支持する。より詳しくは、弾性保持部５２がフェルール４０を本体部５１および壁部５３に押し付けることによって、フェルール４０がレセプタクル５０に支持される。
　図３、図９に示すように、壁部５３は、本体部５１の左端に立設している。壁部５３は、長手方向Ｘおよび第２方向Ｚに延びる板状に形成されている。壁部５３は、－Ｙ方向（右方）を向く内面５３ａを有する。なお、壁部５３は本体部５１の右端に立設していてもよい。この場合、内面５３ａは＋Ｙ方向（左方）を向いていてもよい。あるいは、本体部５１の第１方向Ｙにおける両端にそれぞれ壁部５３が立設していてもよい。壁部５３の長手方向Ｘにおける中央部には、壁部５３を第１方向Ｙに貫通する係合孔５３ｂが形成されている。係合孔５３ｂは、壁部５３の下端に位置する。
　本体部５１の前端には、本体部５１の上面から下方に向けて窪む凹部５１ａが形成されている（図６、図９参照）。また、凹部５１ａは、＋Ｘ方向（前方）および－Ｙ方向（右方）に向けて開口している。なお、凹部５１ａは、＋Ｘ方向（前方）および＋Ｙ方向（左方）に向けて開口していてもよいし、＋Ｘ方向（前方）にのみ開口していてもよい。凹部５１ａは、前方を向く第１面５１ａＡと、上方を向く第２面５１ａＢと、壁部５３の内面５３ａによって囲まれている。第１面５１ａＡ、第２面５１ａＢ、内面５３ａは、それぞれ第１位置決め面Ｐ１、第２位置決め面Ｐ２、第３位置決め面Ｐ３とも称される。
　図９に示すように、凹部５１ａにマイクロレンズアレイ３０が嵌合されることにより、レセプタクル５０とマイクロレンズアレイ３０とが位置決めされ、接着固定されている。より具体的には、マイクロレンズアレイ３０の後面３０ｂが第１位置決め面Ｐ１（第１面５１ａＡ）に突き当てられ、接着されている。同様に、マイクロレンズアレイ３０の下面３０ｄが第２位置決め面Ｐ２（第２面５１ａＢ）に突き当てられ、接着されている。マイクロレンズアレイ３０の左面３０ｆが第３位置決め面Ｐ３（内面５３ａ）に突き当てられ、接着されている。なお、マイクロレンズアレイ３０とレセプタクル５０との接着固定は、マイクロレンズアレイ３０と光集積回路２０との固定の後に行われてもよいし、前に行われてもよい。
　本体部５１には、本体部５１の上面から上方に向けて突出し、第１方向Ｙに沿って延びる突起５１ｂが形成されている。突起５１ｂの形状は、フェルール４０が有する溝４５の形状と対応している。
　本実施形態において、弾性保持部５２は、長手方向Ｘに垂直な断面視においてＵ字状に形成されている。弾性保持部５２は、本体部５１を保持している。弾性保持部５２は、弾性変形可能な部材で形成されている。弾性保持部５２は、第１爪部５２ａおよび第２爪部５２ｂを有する。第２爪部５２ｂは、壁部５３の係合孔５３ｂに挿入されている。
　先述した通り、レセプタクル５０は、第１面５１ａＡ、第２面５１ａＢ、および内面５３ａを介して、マイクロレンズアレイ３０に対して接着固定されている。一方で、レセプタクル５０と基板１０とは、接着固定されていない。例えば、レセプタクル５０と基板１０とは、直接接触していてもよい。あるいは、レセプタクル５０と基板１０との間には、レセプタクル５０の基板１０に対する相対移動を抑制するゲルやシート等が配置されていてもよい。
　次に、以上のように構成された光接続構造１Ａの作用について説明する。
　図１０Ａに示すように、フェルール４０をレセプタクル５０に取り付ける際には、まず、フェルール４０の係合突起（係合部）４４がレセプタクル５０の係合孔（被係合部）５３ｂに挿入される。より具体的には、係合突起４４が、第２爪部５２ｂと係合孔５３ｂとの間に挿入される。次に、フェルール４０の溝（係合部）４５とレセプタクル５０の突起（被係合部）５１ｂとが嵌め合わされるように、フェルール４０がレセプタクル５０に対して押し付けられる。このとき、フェルール４０は、弾性保持部５２の弾性復元力に抗して、第１爪部５２ａを右方に向けて変位させる。フェルール４０の溝４５とレセプタクル５０のレセプタクル５０との嵌合が完了すると、弾性保持部５２は、弾性復元力によって、フェルール４０を本体部５１および壁部５３に向けて押し付ける。これにより、フェルール４０がレセプタクル５０に支持される。また、フェルール４０の溝４５とレセプタクル５０の突起５１ｂとが嵌合していることにより、フェルール４０のレセプタクル５０に対する相対移動が抑制される。
　なお、フェルール４０をレセプタクル５０から取り外す際には、例えば、使用者が、第１爪部５２ａを把持し、第１爪部５２ａを右方に向けて変位させてもよい。さらに、使用者がフェルール４０を持ち上げることによって、フェルール４０をレセプタクル５０から取り外すことができる。
　図３、図４に示すように、レセプタクル５０がフェルール４０を支持する際、第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１と長手方向Ｘにおいて対向する。本実施形態においては、係合突起４４と係合孔５３ｂとが係合し、溝４５と突起５１ｂとが係合することにより、フェルール４０が、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが対向する位置に誘導される。より具体的には、複数の第１レンズＬ１と複数の第２レンズＬ２とは一対一に対応しており、各第１レンズＬ１は、第２レンズＬ２と長手方向Ｘにおいて対向する。本実施形態においては、レセプタクル５０がフェルール４０を支持する際、各第１レンズＬ１の光学軸と各第２レンズＬ２の光学軸とが略一致する。つまり、レセプタクル５０がフェルール４０を支持する際、導波路２１（入射出部２１ａ）の光学軸と、第１レンズＬ１の光学軸と、第２レンズＬ２の光学軸と、光ファイバＦの光学軸とが、互いに略一致する。
　図４に示すように、光ファイバＦから放出された光信号は、前方に向かうに方向において漸次拡散される。当該拡散された光信号は、第２レンズＬ２によって長手方向Ｘに平行な平行光に整形される。平行光に整形された光信号は、空気中を伝播し、第１レンズＬ１によって集光される。集光された光信号は、入射出部２１ａによって受け取られ、導波路２１中を伝搬していく。一方、入射出部２１ａから放出された光信号は、後方に向かう方向において漸次拡散される。当該拡散された光信号は、第１レンズＬ１によって長手方向Ｘに平行な平行光に整形される。平行光に整形された光信号は、空気中を伝搬し、第２レンズＬ２によって集光される。集光された光信号は、光ファイバＦの先端によって受け取られ、光ファイバＦ中を伝搬していく。このように、本実施形態における光接続構造１Ａによれば、フェルール４０をレセプタクル５０に取り付けることで、光集積回路２０と光ファイバＦとを光学的に接続することができる。
　ところで、従来、光集積回路に対して光ファイバを接触させて直接接続する、いわゆるバットジョイント方式が知られている。バットジョイント方式においては、一般に、光ファイバと光集積回路とを突き合わせるために１～２ｋｇｆ程度の押圧力が必要であった。しかしながら、光集積回路は精密部品であるため、上記のような高い押圧力への耐性を持たない場合があった。
　これに対して本実施形態における光接続構造１Ａによれば、光集積回路２０と光ファイバＦとを突き合わせることなく、光集積回路２０と光ファイバＦとを光学的に接続することができる。したがって、例えばバットジョイント方式が採用された光接続構造と比較して、光集積回路２０にかかる負荷を低減することができる。これにより、光集積回路２０の破損や基板１０からの脱落を防ぐことができる。
　ところで、一般に、光ファイバＦのモードフィールド径（ＭＦＤ）と、光集積回路２０が有する導波路２１のモードフィールド径との間には、差があることが多い。言い換えれば、光ファイバＦと導波路２１との間にはモードフィールド径のミスマッチがある場合が多い。一般に、光ファイバＦのモードフィールド径が８．６μｍ程度であるのに対し、導波路２１のモードフィールド径は２．０～４．０μｍ程度である。
　本願発明者らが鋭意検討した結果、バットジョイント方式においては、光ファイバＦと、導波路２１との間に上記のようなモードフィールド径のミスマッチ（差）がある場合、光ファイバＦと導波路２１との間で接続損失が生じやすいということが判った。図１１は、バットジョイント方式が採用された光接続構造において生じる接続損失と、本実施形態に係る光接続構造１Ａにおいて生じる接続損失とをそれぞれ計算した結果を示すグラフである。横軸は、導波路２１のモードフィールド径を示している。縦軸は、接続損失の大きさを示している。なお、接続損失の大きさは、光ファイバＦのモードフィールド径が８．６μｍであるとして計算されている。
　図１１に示すように、例えば、導波路２１のモードフィールド径が３．０μｍである場合、バットジョイント方式における接続損失が４．１ｄＢであるのに対して、本実施形態に係る光接続構造１Ａにおける接続損失は２．６ｄＢである。このように、本実施形態に係る光接続構造１Ａを利用することで、光ファイバＦと導波路２１との間で生じる接続損失を低減することができる。
　一方、従来のバットジョイント方式において、モードフィールド径コンバータ（熱拡散コア、ＴＥＣ：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ－ｄｉｆｆｕｓｅｄ　Ｅｘｐａｎｄｅｄ　Ｃｏｒｅ）を融着接続（ＴＥＣ融着）した光ファイバＦと光集積回路２０とを接続することで、接続損失の改善を図る方法も考えられる。しかしながら、ＴＥＣ融着は作業時間がかかるため、ファイバ心数（光ファイバＦの本数）が増えると大量生産に不利という課題が考えられる。
　これに対して本実施形態に係る光接続構造１Ａにおいては、モードフィールド径のミスマッチを克服するうえで、光ファイバＦに対してＴＥＣを融着することを要しない。したがって、光接続構造１Ａに組み込まれる光ファイバＦの本数が増加した場合においても、光ファイバＦと導波路２１とを接続する作業に要する時間の増大を起こりにくくすることができる。
　以上説明したように、本実施形態に係る光接続構造１Ａは、基板１０と、光信号の受け取りおよび放出を行う入射出部２１ａを有し、基板１０と電気的に接続された光集積回路２０と、入射出部２１ａに対応する位置に配置される第１レンズＬ１を有するマイクロレンズアレイ３０と、第２レンズＬ２と、第２レンズＬ２に光信号を入射させる光ファイバＦを挿入可能なファイバ孔４１と、を有するフェルール４０と、フェルール４０を支持するレセプタクル５０と、を備え、光集積回路２０およびレセプタクル５０は、マイクロレンズアレイ３０に固定され、レセプタクル５０がフェルール４０を支持する際、第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１と対向する。
　この構成によれば、フェルール４０をレセプタクル５０に取り付けることで、光集積回路２０と光ファイバＦとを光学的に接続することができる。また、光集積回路２０と光ファイバＦとを突き合わせることなく、光集積回路２０と光ファイバＦとを光学的に接続することができる。したがって、例えばバットジョイント方式が採用された光接続構造と比較して、光集積回路２０にかかる負荷を低減することができる。
　また、レセプタクル５０は、第１位置決め面Ｐ１（第１面５１ａＡ）と、第２位置決め面Ｐ２（第２面５１ａＢ）と、第３位置決め面Ｐ３（内面５３ａ）と、を有し、第１位置決め面Ｐ１と、第２位置決め面Ｐ２と、第３位置決め面Ｐ３とには、マイクロレンズアレイ３０が突き当てられる。この構成により、光接続構造１Ａの製造時において、レセプタクル５０に対するマイクロレンズアレイ３０の位置決めの精度を高めることができる。
　また、フェルール４０は、係合部（係合突起４４および溝４５）を有し、レセプタクル５０は、被係合部（係合孔５３ｂおよび突起５１ｂ）を有し、係合突起４４および溝４５は、係合孔５３ｂおよび突起５１ｂと係合して、フェルール４０を、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが対向する位置に誘導する。この構成により、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の位置決めをより容易にすることができる。
　また、レセプタクル５０は、フェルール４０を弾性力によって保持する弾性保持部５２を有する。この構成により、レセプタクル５０によるフェルール４０の支持をより安定させることができる。
（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図１２に示すように、本実施形態に係る光接続構造１Ｂにおいては、光集積回路２０が、基板１０上に直接実装されている。また、フェルール４０が、一対の突出部４６および一対のガイドピン孔（係合部）４７を有する。また、レセプタクル６０の構成が、第１実施形態におけるレセプタクル５０の構成と異なる。
　各突出部４６は、フェルール４０の上面から上方にむけて突出している。本実施形態において、一対の突出部４６は、第１方向Ｙに間隔をあけて配されており、フェルール４０の第１方向Ｙにおける両端部に設けられている。各ガイドピン孔４７は、突出部４６を長手方向Ｘに貫通している。詳細は後述するが、ガイドピン孔４７は、レセプタクル６０が有するガイドピン（被係合部）６３と係合する。
　レセプタクル６０は、本体部６１と、弾性突起部６２と、一対のガイドピン６３と、を有する。本体部６１は、光集積回路２０に対して接着固定されている。
　図１３に示すように、本体部６１の後端には、本体部６１の下面から上方に向けて窪む凹部６１ａが形成されている。凹部６１ａは、－Ｘ方向（後方）および－Ｙ方向（右方）に向けて開口している。なお、凹部６１ａは、－Ｘ方向（後方）および＋Ｙ方向（左方）に向けて開口していてもよいし、－Ｘ方向（後方）にのみ開口していてもよい。本実施形態において、凹部６１ａは、－Ｘ方向（後方）を向く第１面６１ａＡと、－Ｚ方向（下方）を向く第２面６１ａＢと、－Ｙ（右方）を向く第３面６１ａＣによって囲まれている。第１面６１ａＡ、第２面６１ａＢ、第３面６１ａＣは、それぞれ第１位置決め面Ｐ１、第２位置決め面Ｐ２、第３位置決め面Ｐ３とも称される。
　本実施形態においても、第１実施形態同様、凹部６１ａにマイクロレンズアレイ３０が嵌合されることにより、レセプタクル６０とマイクロレンズアレイ３０とが位置決めされ、接着固定されている。より具体的には、マイクロレンズアレイ３０の前面３０ａが第１位置決め面Ｐ１（第１面６１ａＡ）に突き当てられ、接着されている。同様に、マイクロレンズアレイ３０の上面３０ｃが第２位置決め面Ｐ２（第２面６１ａＢ）に突き当てられ、接着されている。マイクロレンズアレイ３０の左面３０ｆが第３位置決め面Ｐ３（第３面６１ａＣ）に突き当てられ、接着されている。また、第１実施形態同様、マイクロレンズアレイ３０は光集積回路２０に対しても接着固定されている。
　弾性突起部６２は、本体部６１の後面から後方に向けて突起している。フェルール４０をレセプタクル６０に取り付けた際、弾性突起部６２は、一対の突出部４６の間に配される。弾性突起部６２は、弾性変形可能な部材で形成されている。弾性突起部６２は、爪部６２ａを有する。各ガイドピン（被係合部）６３は、本体部６１の後面から後方に向けて突出している。
　図１４に示すように、フェルール４０をレセプタクル６０に取り付ける際には、まず、レセプタクル６０のガイドピン（被係合部）６３が、フェルール４０のガイドピン孔（係合部）４７に挿入される。このとき、フェルール４０は、弾性突起部６２の弾性復元力に抗して、爪部６２ａを上方に向けて変位させる。図１５に示すように、フェルール４０がレセプタクル６０に当接し、ガイドピン孔４７に対するガイドピン６３の挿入が完了すると、爪部６２ａが下方に変位し、フェルール４０の後端と噛み合わされる。これにより、フェルール４０がレセプタクル６０に支持される。
　なお、フェルール４０をレセプタクル６０から取り外す際には、例えば、使用者が、爪部６２ａを把持し、爪部６２ａを上方に向けて変位させてもよい。さらに、使用者がフェルール４０を後方に引き抜くことによって、フェルール４０をレセプタクル６０から取り外すことができる。
　上記のように、本実施形態においても、ガイドピン孔（係合部）４７とガイドピン（被係合部）６３とが係合することにより、フェルール４０が、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが対向する位置に誘導される。つまり、レセプタクル６０がフェルール４０を支持する際、導波路２１の光学軸と、第１レンズＬ１の光学軸と、第２レンズＬ２の光学軸と、光ファイバＦの光学軸とが、互いに略一致する。
　以上説明したように、本実施形態に係る光接続構造１Ｂにおいては、第１実施形態同様、レセプタクル６０がフェルール４０を支持する際、第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１と対向する。したがって、フェルール４０をレセプタクル６０に取り付けることで、光集積回路２０と光ファイバＦとを光学的に接続することができ、第１実施形態同様の作用効果が得られる。
　また、前記実施形態同様、レセプタクル６０は、第１位置決め面Ｐ１（第１面６１ａＡ）、第２位置決め面Ｐ２（第２面６１ａＢ）、および第３位置決め面Ｐ３（第３面６１ａＣ）を有する。フェルール４０は、係合部（ガイドピン孔４７）を有し、レセプタクル６０は、被係合部（ガイドピン６３）を有し、ガイドピン孔４７は、ガイドピン６３と係合して、フェルール４０を、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが対向する位置に誘導する。これにより、第１実施形態同様の作用効果が得られる。
　また、レセプタクル６０は、ガイドピン６３を有し、フェルール４０は、ガイドピン６３が挿入されるガイドピン孔４７を有する。この構成により、レセプタクル６０に対するフェルール４０の位置決めの精度をより高めることができる。
（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について説明するが、第２実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図１６、図１７に示すように、本実施形態に係る光接続構造１Ｃにおいては、フェルール４０が、一対の係合突起（係合部）４８を有する。また、レセプタクル７０の構成が、第２実施形態におけるレセプタクル６０の構成と異なる。
　図１７に示すように、各係合突起４８は、フェルール４０の側面から第１方向Ｙにおける外側にむけて突出している。本実施形態において、各係合突起４８は、フェルール４０の長手方向Ｘにおける中央部に位置している。また、各係合突起４８は、第２方向Ｚに沿って延びている。詳細は後述するが、係合突起４８は、レセプタクル７０が有する係合溝（被係合部）７１ａａと係合する。
　レセプタクル７０は、本体部７１と、蓋部７２と、接着部７３と、を有する。接着部７３は、第１方向Ｙおよび第２方向Ｚにおける外側から光集積回路２０を覆っており、光集積回路２０に対して接着固定されている。本実施形態において、接着部７３には、接着部７３を第２方向Ｚに貫通する接着剤注入窓７３ａが形成されている。接着剤注入窓７３ａは、接着部７３と光集積回路２０との間に接着剤を注入する際に用いられる。接着部７３は、後方を向く後面７３ｂを有する。接着部７３の後面７３ｂは、第１位置決め面Ｐ１とも称される。
　図１７、図１８に示すように、本体部７１は、本体部７１の上面から下方に向けて窪む凹部７１ａを有する。凹部７１ａには、フェルール４０が収容される。凹部７１ａは、後方に向けて開口している。凹部７１ａは、上方を向く第１面７１ａＡと、第１方向Ｙにおける内側を向く一対の第２面７１ａＢと、を有する。第１面７１ａＡ、第２面７１ａＢは、それぞれ第２位置決め面Ｐ２、第３位置決め面Ｐ３とも称される。
　本実施形態においても、前記実施形態同様、凹部７１ａにマイクロレンズアレイ３０が嵌合されることにより、レセプタクル７０とマイクロレンズアレイ３０とが位置決めされ、接着固定されている。より具体的には、マイクロレンズアレイ３０の前面３０ａが第１位置決め面Ｐ１（後面７３ｂ）に突き当てられ、接着されている。同様に、マイクロレンズアレイ３０の下面３０ｄが第２位置決め面Ｐ２（第１面７１ａＡ）に突き当てられ、接着されている。マイクロレンズアレイ３０の右面３０ｅおよび左面３０ｆが一対の第３位置決め面Ｐ３（第２面７１ａＢ）に突き当てられ、接着されている。また、前記実施形態同様、マイクロレンズアレイ３０は光集積回路２０に対しても接着固定されている。
　また、凹部７１ａには、一対の係合溝７１ａａが形成されている。各係合溝７１ａａは、凹部７１ａの第２面７１ａＢから第１方向Ｙにおける外側にむけて窪んでいる。本実施形態において、各係合溝７１ａａは、凹部７１ａの長手方向Ｘにおける中央部に位置している。各係合溝７１ａａは、第２方向Ｚに沿って延びており、上方に向けて開口している。係合溝７１ａａの形状は、フェルール４０が有する係合突起４８の形状と対応している。
　本体部７１には、本体部７１の側面から第１方向Ｙにおける内側に向けて窪む一対の被固定溝７１ｂが形成されている。また、各被固定溝７１ｂには、被固定溝７１ｂの中央部から第１方向Ｙにおける外側に向けて突出する突起７１ｂａが形成されている。詳細は後述するが、被固定溝７１ｂには、蓋部７２が有する第１固定部７２ａが嵌合され、突起７１ｂａは、蓋部７２が有する孔７２ａａに嵌合される。
　蓋部７２は、蓋部本体７２ｃと、一対の第１固定部７２ａと、一対の第２固定部７２ｂとを有する。フェルール４０がレセプタクル７０に取り付けられた際、蓋部７２は、フェルール４０の上面を覆う。蓋部本体７２ｃは、長手方向Ｘおよび第１方向Ｙに延びる矩形状に形成されている。各第１固定部７２ａは、蓋部本体７２ｃの側面から下方に向けて延びている。各第２固定部７２ｂは、蓋部本体７２ｃの後面から下方に向けて延びている。第１固定部７２ａの中央部には、第１固定部７２ａを第１方向Ｙに貫通する孔７２ａａが形成されている。孔７２ａａの形状は、本体部７１が有する突起７１ｂａの形状と対応している。
　図１７に示すように、フェルール４０をレセプタクル７０に取り付ける際には、まず、フェルール４０の係合突起（係合部）４８が、本体部７１の係合溝（被係合部）７１ａａに嵌合されるように、フェルール４０が、凹部７１ａに対して上方から挿入される。次に、蓋部７２の第１固定部７２ａが、本体部７１の被固定溝７１ｂに嵌合されるように、蓋部７２が、本体部７１に対して上方から装着される。本体部７１に対する蓋部７２の装着が完了すると、本体部７１の突起７１ｂａと蓋部７２の孔７２ａａとが嵌合され、蓋部７２が本体部７１に対して固定される。このとき、蓋部７２の蓋部本体７２ｃは、フェルール４０の上面を覆う。これにより、フェルール４０が凹部７１ａから上方に抜け出ることが抑制される。また、フェルール４０の係合突起４８とレセプタクル７０の係合溝７１ａａとが嵌合していることにより、フェルール４０がレセプタクル７０に対して長手方向Ｘにずれることが抑制される。また、図１９に示すように、蓋部７２の第２固定部７２ｂがフェルール４０の後面を支持する。これにより、フェルール４０が長手方向Ｘにずれることがより確実に抑制される。
　上記のように、本実施形態においても、係合突起（係合部）４８と係合溝（被係合部）７１ａａとが係合することにより、フェルール４０が、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが対向する位置に誘導される。つまり、レセプタクル７０がフェルール４０を支持する際、導波路２１の光学軸と、第１レンズＬ１の光学軸と、第２レンズＬ２の光学軸と、光ファイバＦの光学軸とが、互いに略一致する。
　以上説明したように、本実施形態に係る光接続構造１Ｃにおいても、前記実施形態同様、レセプタクル７０がフェルール４０を支持する際、第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１と対向する。したがって、フェルール４０をレセプタクル７０に取り付けることで、光集積回路２０と光ファイバＦとを光学的に接続することができ、前記実施形態同様の作用効果を得ることができる。
　また、前記実施形態同様、レセプタクル７０は、第１位置決め面Ｐ１（後面７３ｂ）、第２位置決め面Ｐ２（第１面７１ａＡ）、および第３位置決め面Ｐ３（第２面７１ａＢ）を有する。フェルール４０は、係合部（係合突起４８）を有し、レセプタクル７０は、被係合部（係合溝７１ａａ）を有し、係合突起４８は、係合溝７１ａａと係合して、フェルール４０を、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが対向する位置に誘導する。これにより、第１実施形態同様の作用効果が得られる。
　また、レセプタクル７０は、フェルール４０が収容される凹部７１ａと、凹部７１ａに収容されたフェルール４０を覆う蓋部７２と、を有する。この構成により、フェルール４０がレセプタクル７０から脱落するのを抑制することができる。
（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について説明するが、第３実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図２０、図２１に示すように、本実施形態に係る光接続構造１Ｄにおいては、フェルール４０が、一対の係合凹部（係合部）４９を有する。また、レセプタクル８０の構成が、第３実施形態におけるレセプタクル７０の構成と異なる。また、光ファイバＦにブーツＢが装着されている。
　図２１に示すように、各係合凹部４９は、フェルール４０の側面から第１方向Ｙにおける内側にむけて凹んでいる。また、各係合凹部４９は、前方に向けて開口している。係合凹部４９は、第１方向Ｙにおける外側を向く第１面４９ａと、前方を向く第２面４９ｂと、を有する。詳細は後述するが、係合凹部４９は、レセプタクル８０が有する係合突起（被係合部）８４ａと係合する。
　レセプタクル８０は、本体部８１と、支持部８２と、接着部８３と、を有する。接着部８３は、上方から光集積回路２０を覆っており、光集積回路２０に対して接着固定されている。第３実施形態同様、接着部８３には、接着部８３を第２方向Ｚに貫通する接着剤注入窓８３ａが形成されている。接着部８３には、接着部８３の上面から上方に向けて突出する突起８３ｂが形成されている。詳細は後述するが、突起８３ｂは、支持部８２が有する孔８２ｃａに嵌合される。
　図２１、図２２に示すように、本体部８１は、本体部８１の下面から上方に向けて窪む凹部８４を有する。凹部８４には、フェルール４０が収容される。凹部８４は、後方に向けて開口している。図２２に示すように、凹部８４は、下方を向く第１面８４Ａと、第１方向Ｙにおける内側を向く一対の第２面８４Ｂと、を有する。各第２面８４Ｂには、第１方向Ｙにおける内側に向けて突出する係合突起８４ａが形成されている。係合突起８４ａの形状は、フェルール４０が有する係合凹部４９の形状と対応している。係合突起８４ａは、第１方向Ｙにおける内側を向く突起面８４ａａと、後方を向く突起後面８４ａｂと、前方を向く突起前面８４ａｃと、を有する。突起前面８４ａｃ、第１面８４Ａ、第２面８４Ｂは、それぞれ第１位置決め面Ｐ１、第２位置決め面Ｐ２、第３位置決め面Ｐ３とも称される。
　本実施形態においても、前記実施形態同様、凹部８４にマイクロレンズアレイ３０が嵌合されることにより、レセプタクル８０とマイクロレンズアレイ３０とが位置決めされ、接着固定されている。より具体的には、マイクロレンズアレイ３０の後面３０ｂが第１位置決め面Ｐ１（突起前面８４ａｃ）に突き当てられ、接着されている。同様に、マイクロレンズアレイ３０の上面３０ｃが第２位置決め面Ｐ２（第１面８４Ａ）に突き当てられ、接着されている。マイクロレンズアレイ３０の右面３０ｅおよび左面３０ｆが一対の第３位置決め面Ｐ３（第２面８４Ｂ）に突き当てられ、接着されている。また、前記実施形態同様、マイクロレンズアレイ３０は、光集積回路２０に対しても接着固定されている。
　図２１に示すように、支持部８２は、支持部本体８２ｃと、一対の第１支持部８２ａと、第２支持部８２ｂと、を有する。支持部本体８２ｃは、長手方向Ｘおよび第１方向Ｙに延びる板状に形成されている。支持部本体８２ｃには、支持部本体８２ｃを第２方向Ｚに貫通する孔８２ｃａが形成されている。孔８２ｃａの形状は、接着部８３が有する突起８３ｂの形状と対応している。また、支持部本体８２ｃは、付勢部８２ｃｂを有する。付勢部８２ｃｂは、弾性力を有する素材で形成されており、支持部８２（支持部本体８２ｃ）を上方に向けて付勢する（押し上げる）。付勢部８２ｃｂとしては、例えば板ばね等を採用することができる。
　各第１支持部８２ａは、基部８２ａｃと、押圧部８２ａａと、持ち上げ部８２ａｂと、を有する（図２４も参照）。本実施形態において、基部８２ａｃ、押圧部８２ａａ、および持ち上げ部８２ａｂのそれぞれは、板状に形成されている。基部８２ａｃは、支持部本体８２ｃの側面から下方に向けて延びている。押圧部８２ａａは、支持部本体８２ｃの後面から延びている。本実施形態において、押圧部８２ａａは、後方（－Ｘ方向）に向かう方向において漸次第１方向Ｙにおける内側に向かうように傾斜している。持ち上げ部８２ａｂは、支持部本体８２ｃの下端から第１方向Ｙにおける内側に向けて延びている。各第２支持部８２ｂは、支持部本体８２ｃの後面から下方に向けて延びている。図２０等の例に示すように、第２支持部８２ｂは把手を有していてもよい。
　図２１、２３に示すように、フェルール４０をレセプタクル８０に取り付ける際には、まず、フェルール４０の係合凹部（係合部）４９が、凹部８４の係合突起（被係合部）８４ａに嵌合されるように、フェルール４０が、凹部８４に対して後方から挿入される。凹部８４に対するフェルール４０の挿入が完了すると、係合凹部４９の第２面４９ｂと凹部８４の突起後面８４ａｂとが当接し、フェルール４０が凹部８４に対して位置決めされる。
　次に、支持部本体８２ｃの下面が本体部８１および接着部８３の上面に当接し、持ち上げ部８２ａｂの上面がフェルール４０の下面に当接するように、支持部８２が、本体部８１および接着部８３に対して後方から装着される。本体部８１および接着部８３に対する支持部８２の装着が完了すると、接着部８３の突起８３ｂと支持部８２の孔８２ｃａとが嵌合され、支持部８２が本体部８１および接着部８３に対して固定される。このとき、付勢部８２ｃｂが支持部８２を上方に向けて付勢するため、持ち上げ部８２ａｂがフェルール４０を持ち上げる（押し上げる）。これにより、フェルール４０が凹部８４から下方に向けて脱落することが抑制される。また、図２４、２５に示すように、支持部８２の押圧部８２ａａおよび第２支持部８２ｂが、フェルール４０を前方に向けて押し付ける。これにより、フェルール４０が長手方向Ｘにずれることが抑制される。
　上記のように、本実施形態においても、係合凹部（係合部）４９と係合突起（被係合部）８４ａとが係合することにより、フェルール４０が、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが対向する位置に誘導される。つまり、レセプタクル８０がフェルール４０を支持する際、導波路２１の光学軸と、第１レンズＬ１の光学軸と、第２レンズＬ２の光学軸と、光ファイバＦの光学軸とが、互いに略一致する。
　以上説明したように、本実施形態に係る光接続構造１Ｄにおいても、前記実施形態同様、レセプタクル８０がフェルール４０を支持する際、第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１と対向する。したがって、フェルール４０をレセプタクル８０に取り付けることで、光集積回路２０と光ファイバＦとを光学的に接続することができ、前記実施形態同様の作用効果を得ることができる。
　また、前記実施形態同様、レセプタクル８０は、第１位置決め面Ｐ１（突起前面８４ａｃ）、第２位置決め面Ｐ２（第１面８４Ａ）、および第３位置決め面Ｐ３（第２面８４Ｂ）を有する。フェルール４０は、係合部（係合凹部４９）を有し、レセプタクル８０は、被係合部（係合突起８４ａ）を有し、係合凹部４９は、係合突起８４ａと係合して、フェルール４０を、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが対向する位置に誘導する。これにより、前記実施形態同様の作用効果が得られる。
　なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、前記実施形態では、第１レンズＬ１の光学軸と第２レンズＬ２の光学軸とが略一致していたが、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の構成はこれに限られない。つまり、文言「第１レンズＬ１と第２レンズＬ２が対向する」は、必ずしも第１レンズＬ１の光学軸と第２レンズＬ２の光学軸とが略一致することを意味しない。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間で光信号の受け渡しが可能であれば、第１レンズＬ１の光学軸と第２レンズＬ２の光学軸とが互いにずれていたり、傾いていたりしてもよい。あるいは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の長手方向Ｘにおける距離が適宜変更されてもよい。
　同様に、文言「入射出部２１ａに対応する位置に配置される第１レンズＬ１」は、必ずしも導波路２１の光学軸と第１レンズＬ１の光学軸とが略一致することを意味しない。導波路２１と第１レンズＬ１との間で光信号の受け渡しが可能であれば、導波路２１の光学軸と第１レンズＬ１の光学軸とが互いにずれていたり、傾いていたりしてもよい。あるいは、入射出部２１ａと第１レンズＬ１との間の長手方向Ｘにおける距離が適宜変更されてもよい。
　第２レンズＬ２と光ファイバＦ（ファイバ孔４１）との位置関係についても同様である。例えば、第１レンズＬ１が、ファイバ孔４１の先端４１ａに埋め込まれていてもよい。あるいは、第１レンズＬ１が光ファイバＦに融着されていてもよい。
　また、前記実施形態において、第１レンズＬ１または第２レンズＬ２の作用によって光信号が平行光に整形されると説明したが、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間を伝搬する光信号は、長手方向Ｘに平行でなくてもよい。ただし、当該光信号が長手方向Ｘに平行となる構成は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間から光信号が漏れ出にくくなるため好適である。
　また、前記実施形態において、第１位置決め面Ｐ１、第２位置決め面Ｐ２、第３位置決め面Ｐ３は、それぞれ、長手方向Ｘ、第２方向Ｚ、第１方向Ｙに対して垂直であったが、位置決め面Ｐ１～Ｐ３の構成はこれに限られない。例えば、各位置決め面Ｐ１～Ｐ３は、互いに直交していなくてもよい。ただし、前記実施形態のように各位置決め面Ｐ１～Ｐ３が互いに直交している構成は、マイクロレンズアレイ３０の位置ずれおよび傾きを抑制しやすいため好適である。
　また、前記実施形態において、複数の第１レンズＬ１と複数の第２レンズＬ２とは一対一に対応していたが、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の構成はこれに限られない。例えば、第１レンズＬ１の数と第２レンズＬ２の数とは異なっていてもよい。複数の導波路２１と複数の第１レンズＬ１についても同様である。複数の第２レンズＬ２と複数のファイバ孔４１についても同様である。
　また、フェルール４０は複数のファイバ孔４１を有しておらず、１つのみのファイバ孔４１を有していてもよい。この場合、光接続構造１Ａ～１Ｄは、１つのみの導波路２１、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有していてもよい。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
　１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…光接続構造　１０…基板　２０…光集積回路　２１ａ…入射出部　３０…マイクロレンズアレイ　４０…フェルール　４１…ファイバ孔　４４…係合突起（係合部）　４５…溝（係合部）　４７…ガイドピン孔（係合部）　４８…係合突起（係合部）　４９…係合凹部（係合部）　５０…レセプタクル　５１ｂ…突起（被係合部）　５２…弾性保持部　５３ｂ…係合孔（被係合部）　６０…レセプタクル　６３…ガイドピン（被係合部）　７０…レセプタクル　７１ａ…凹部　７１ａａ…係合溝（被係合部）　７２…蓋部　８０…レセプタクル　８４…凹部　８４ａ…係合突起（被係合部）　Ｌ１…第１レンズ　Ｌ２…第２レンズ　Ｆ…光ファイバ　Ｐ１…第１位置決め面　Ｐ２…第２位置決め面　Ｐ３…第３位置決め面

Claims (6)

  1. 　基板と、
    　光信号の受け取りおよび放出を行う入射出部を有し、前記基板と電気的に接続された光集積回路と、
    　前記入射出部に対応する位置に配置される第１レンズを有するマイクロレンズアレイと、
    　第２レンズと、前記第２レンズに光信号を入射させる光ファイバを挿入可能なファイバ孔と、を有するフェルールと、
    　前記フェルールを支持するレセプタクルと、を備え、
    　前記光集積回路および前記レセプタクルは、前記マイクロレンズアレイに固定され、
    　前記レセプタクルが前記フェルールを支持する際、前記第２レンズは、前記第１レンズと対向する、光接続構造。
  2. 　前記レセプタクルは、第１位置決め面と、第２位置決め面と、第３位置決め面と、を有し、
    　前記第１位置決め面と、前記第２位置決め面と、前記第３位置決め面とには、前記マイクロレンズアレイが突き当てられる、請求項１に記載の光接続構造。
  3. 　前記フェルールは、係合部を有し、
    　前記レセプタクルは、被係合部を有し、
    　前記係合部は、前記被係合部と係合して、前記フェルールを、前記第１レンズと前記第２レンズとが対向する位置に誘導する、請求項１または２に記載の光接続構造。
  4. 　前記レセプタクルは、前記フェルールを弾性力によって保持する弾性保持部を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の光接続構造。
  5. 　前記レセプタクルは、ガイドピンを有し、
    　前記フェルールは、前記ガイドピンが挿入されるガイドピン孔を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の光接続構造。
  6. 　前記レセプタクルは、前記フェルールが収容される凹部と、前記凹部に収容された前記フェルールを覆う蓋部と、を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の光接続構造。
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