CN111919154B - 光连接器以及搭载其的机器 - Google Patents

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Abstract

提供用于光波导基板和光纤的连接器部件的连接的光连接器，该光连接器具备：多个定位结构，所述定位结构具有：用于插入一端被插入连接器部件的销的另一端的圆筒状的孔，和在与孔的开口端所处的第一面垂直的第二面形成的槽；槽和孔接续，槽的剖面为圆弧状，孔的剖面所成的圆的中心和槽的剖面所成的圆弧的中心一致；具有剖面成方形的多个凸部的光波导基板上连结了光连接器时，在多个定位结构的各个当中，多个凸部中、对应的凸部的至少两个角部在槽的内壁被支撑。

Description

光连接器以及搭载其的机器
技术领域
本公开涉及光连接器以及搭载其的机器。
背景技术
在很多装置中，处理器或者存储器等的元件通过电信号途径连接。然而，最近，元件间的数据传输所要求的延迟和从前相比，变得特别短，利用了电信号途径的数据传输渐渐难以满足要求。因此，基于光信号的数据传输备受关注。
例如，提出了在通过PCB(Poly-Chlorinated biphenyl)等形成的聚合物波导基板上的元件配置光波导(例如，参照Richard C.A.Pitwon et.al,"Firstlight:PluggableOptical Interconnect Technologies for Polymeric Electro-Optical PrintedCircuit Boards in Data Centers",Journal of Light wave technology,vol.30,No.21,November 1,2012)，将该光波导作为向元件导光的手段而利用。例如利用柔性光纤阵列作为从外部向光波导进行导光的手段。
光纤阵列的前端设有光连接器。在将光纤阵列连接到聚合物波导基板上的光波导的情况下，可采用在聚合物波导基板设置光连接器，将光连接器彼此连结的方法。通过采用此方法，可实现光波导和光纤阵列的连接。
在采用上述方法的情况下，如果在相向面光纤纤芯和光波导芯的位置有偏差，会产生光连接损失。并且，如果相向的芯的轴偏差量，以及相向的芯的端面间隔增加，会增大光连接损失。例如，有这种报告，即在连接了SM(Single Mode)光纤的结构的实验中，在轴偏差量为1.6μm的情况下，产生了0.5dB的光连接损失。
为了对齐芯彼此的位置，提出了在连接的两个光连接器分别设置多个孔，将金属销插入孔中而连结两连接器的方法(例如，参照美国专利7,369,728号说明书，美国专利7,447,405号说明书，美国专利7,889,958号说明书)。在此方法中，设置有孔的光波导侧的光连接器(以下，波导侧连接器)和聚合物波导基板的位置需要对齐。
作为对齐波导侧连接器和聚合物波导基板的位置的手段，提出了例如在配置有波导的聚合物波导基板的表面设置定位用凸部，在设置于波导侧连接器的阶梯状的部分架设凸部的方法(例如，参照美国专利7,936,953号说明书)。另外，提出了在和聚合物波导基板相向的波导侧连接器的表面设置台阶，在聚合物波导基板的边缘架设台阶而确定深度方向的位置的方法(例如，参照美国专利公开2012/0114280号公报)。
然而，在上述的任意一种方法中，设置在波导侧连接器的孔以及定位用的结构部(上述的阶梯状的部分或者台阶)均在其他的工序中形成。因此，如果两者的位置没有高精度地对齐，即使孔和芯的位置关系被正确地规定，光波导芯的位置和光纤纤芯的位置也会有偏差。
发明内容
根据本公开的一种方式，提供用于光波导基板和光纤的连接器部件的连接的光连接器。此光连接器具备多个定位结构，所述定位结构具有：用于插入一端被插入连接器部件的销的另一端的圆筒状的孔，和在与孔的开口端所处的第一面垂直的第二面形成的槽；槽和孔接续，槽的剖面为圆弧状，孔的剖面所成的圆的中心和槽的剖面所成的圆弧的中心一致；具有剖面成方形的多个凸部的光波导基板上连结了光连接器时，在多个定位结构的各个当中，多个凸部中，对应的凸部的至少两个角部在槽的内壁被支撑。
本申请要求2018年3月20日申请的日本国的发明专利申请2018-053034号的优先权的利益，并以参考为目的将其整体并入于此。
附图说明
图1是用于说明光波导单元和光纤阵列的连接机构的模式图；
图2A是用于说明波导侧连接器的结构的模式图(仰视图、侧视图)；
图2B是用于说明波导侧连接器的结构的模式图(X-Z剖视图)；
图3是用于进一步说明波导侧连接器具有的槽以及孔的形状的模式图(Y-Z剖视图)；
图4是用于说明聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的模式图(俯视图、侧视图)；
图5是用于说明连接了聚合物波导基板和波导侧连接器的状态下的光波导单元的结构的模式图(俯视图、Y-Z剖视图、剖视放大图)；
图6是用于进一步说明连接了聚合物波导基板和波导侧连接器的状态下的光波导单元的结构的模式图(X-Z剖视图)；
图7是用于说明第一变形例的聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的模式图(俯视图、侧视图)；
图8是用于说明第二变形例的聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的模式图(俯视图、侧视图)；
图9是用于说明第三变形例的聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的模式图(俯视图、Y-Z剖视图、连接状态图)；
图10是用于说明第四变形例的聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的模式图(俯视图、Y-Z剖视图、连接状态图)；
图11A是用于说明第五变形例的波导侧连接器的结构的模式图(仰视图、侧视图)；
图11B是用于说明第五变形例的波导侧连接器的结构的模式图(X-Z剖视图)；
图12是用于说明第五变形例的聚合物波导基板以及连接了其和波导侧连接器的状态下的光波导单元的结构的模式图(俯视图、连接状态图、侧视图、X-Z剖视图)；
图13是表示槽以及孔的形成所使用的模具的结构的模式图。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，在本说明书以及附图中，有时会对实质上具有同一功能的特征，通过赋予同一符号而省略重复说明。另外，为了便于说明，有时会在图中省略一部分的技术特征或者省略剖面线等的表达。
参照图1，对本公开的一种实施方式的光波导单元和光纤阵列的连接机构进行说明。图1是用于说明光波导单元和光纤阵列的连接机构的图。以下，为了便于说明，将连接了聚合物波导基板和波导侧连接器的结构体称为光波导单元或者光波导基板。
图1中，示出了光波导单元1、光纤2以及金属销3a、3b。光波导单元1具有波导侧连接器1a(插座)以及聚合物波导基板1b。光纤2具有纤维侧连接器2a以及光纤阵列2b。
此外，在图1中，波导侧连接器1a上的虚线表示内部的结构。另外，在本文件中为了便于说明，以聚合物波导基板为例进行了说明，但是，对于例如有机基板、陶瓷基板、硅基板等，也能够应用本公开的实施形态的光波导单元的定位结构。光波导的材料既可以是硅、石英、化合物半导体等，也可以是其他材料。
以下，有时会将图1所示的Sa1的表面记载为波导侧连接器1a的上表面，将Sb1的表面记载为聚合物波导基板1b的上表面。另外，有时会将波导侧连接器1a的下表面记载为Sa2的表面。但是，“上、下”的表达是为了便于说明而使用，并不旨在通过该表达限定光波导单元1的朝向。
聚合物波导基板1b的上表面Sb1上，设置有光波导芯11a、11b、11c、11d。另外，聚合物波导基板1b的上表面Sb1上，形成凸部12a、12b，凸部12a、12b用于确定波导侧连接器1a相对于聚合物波导基板1b的位置。和覆盖光波导芯11a、11b、11c、11d的覆层的形成方式同样地，凸部12a、12b例如可通过光刻法而形成。
此外，虽然为了便于说明，将光波导芯的数量设为4，但是也可以设为3以下或者5以上。另外，省略对覆盖光波导芯11a、11b、11c、11d的覆层(例如，参考Richard C.A.Pitwonet.al,"Firstlight:Pluggable Optical Interconnect Technologies for PolymericElectro-Optical Printed Circuit Boards in Data Centers",Journal of Light wavetechnology,vol.30,No.21,November 1,2012.)的记载以及详细说明。
波导侧连接器1a以及纤维侧连接器2a，形成用于插入定位用金属销3a、3b的多个孔。在图1的例子中，纤维侧连接器2a形成孔22a、22b，分别插入金属销3a、3b的一端。波导侧连接器1a的孔(后述的孔13b、13d)分别插入有金属销3a、3b的另一端。
孔22a、22b的开口端所处的纤维侧连接器2a的端面，露出透镜单元21的端面。图1的(a)中，模式性地表示以X-Y面切断纤维侧连接器2a时的Ia-Ia剖视图。另外，图1的(b)中，模式性地表示以X-Z面切断纤维侧连接器2a时的Ib-Ib剖视图。如图1的(a)以及(b)所示，透镜单元21包括多个透镜，分别连接到光纤纤芯21a、21b、21c、21d的端面。
此外，在光纤纤芯21a、21b、21c、21d的端面和光波导芯11a、11b、11c、11d的端面被直接连接的结构的情况下，可省略透镜单元21。另外，虽然为了便于说明，将光纤纤芯的数量设为4，但是也可以设为3以下或者5以上。
插入有圆柱状的金属销3a、3b的孔22a、22b为圆筒形，直径均形成为和金属销3a、3b的直径大致相同。孔22a、22b的位置例如设定为在开口端光纤纤芯21a、21b、21c、21d的中心位于连接孔22a、22b的中心的直线上。预先设定从孔22a、22b的中心的至少一者分别到光纤纤芯21a、21b、21c、21d的距离。
通过上述这种孔22a、22b的设定，以金属销3a、3b的中心为基准确定光波导芯11a、11b、11c、11d的位置，能够实现光波导芯11a、11b、11c、11d和光纤纤芯21a、21b、21c、21d的位置对齐。此位置对齐的精度，依赖于插入有金属销3a、3b的波导侧连接器1a和设置有光波导芯11a、11b、11c、11d的聚合物波导基板1b之间的位置对齐的精度。
例如，沿金属销3a、3b的轴，以从相向的纤维侧连接器2a的端面朝向波导侧连接器1a的端面的方向作为X方向。X方向的位置偏差使芯间产生间隙，是光连接损失的原因。另外，以垂直聚合物波导基板1b的上表面Sb1朝上的方向作为Z方向，以垂直X-Z面的方向作为Y方向。Y-Z面内的位置偏差产生芯彼此的轴偏差，还是光连接损失的原因。以下，为了便于说明，有时会使用上述的X方向、Y方向、Z方向规定的正交坐标系(XYZ坐标系)进行说明。
为了降低光连接损失，提高X方向、Y方向、Z方向、X-Y面内的旋转方向、Y-Z面内的旋转方向、Z-X面内的旋转方向的所有的位置对齐的精度是有效的。在本实施形态中，在波导侧连接器1a的下表面Sa2设置定位结构，通过该定位结构和聚合物波导基板1b上的凸部12a、12b的物理连接，改善上述的位置对齐的精度。
以下，参照图2A-图6，进一步说明上述的定位结构以及聚合物波导基板1b上的凸部12a、12b的结构。
首先，参照图2A-图3，对在波导侧连接器1a的下表面Sa2形成的上述的定位结构进行说明。
图2A是用于说明波导侧连接器的结构的图(仰视图、侧视图)。图2B是用于说明波导侧连接器的结构的图(X-Z剖视图)。图3是用于进一步说明波导侧连接器具有的槽以及孔的形状的图(Y-Z剖视图)。此外，图2A的(b)的聚合物波导基板1b上的虚线表示内部的结构。
图2A的(a)表示沿-X方向观察波导侧连接器1a的侧面(不和纤维侧连接器2a相向的面)的形状。图2A的(b)表示波导侧连接器1a的下表面Sa2的形状。图2A的(c)表示沿X方向观察波导侧连接器1a的侧面(和纤维侧连接器2a相向的面)的形状。
如图2A的(b)所示，波导侧连接器1a的下表面Sa2形成槽13a、13c以及凹部13e。另外，如图2A的(a)以及(b)所示，凹部13e配置在槽13a、13c之间。槽13a、13c分别和图2A的(c)所示的孔13b、13d连接。
在此，参照图3。图3的(a)是沿图2A的(b)的Ⅲa-Ⅲa线切断波导侧连接器1a时的剖视图。图3的(b)是沿图2A的(b)的Ⅲb-Ⅲb线切断波导侧连接器1a时的剖视图。图3的(c)是沿图2A的(b)的Ⅲc-Ⅲc线切断波导侧连接器1a时的剖视图。
如图2A的(a)和图3的(a)以及(b)所示，槽13a、13c的剖面形状(Y-Z剖面的形状)为圆弧。另外，如图2A的(b)以及图2B的(d)所示，孔13b、13d贯通波导侧连接器1a，在Ⅲb-Ⅲb线的部分分别连接槽13a、13c。此外，孔13b、13d的尺寸对应于金属销3a、3b的尺寸。
另外，如图3的(a)-(c)所示，与槽13c对应的圆弧的中心和与孔13d对应的圆的中心一致。即，在同一轴上制作定位结构。通过在同一轴上制作定位结构，实现高定位精度，进一步地，得到制品检查简便等的优点。
此外，与从波导侧连接器1a的上表面Sa1到中心的高度h，以及从波导侧连接器1a的侧面到中心的距离u无关，只要槽13c以及孔13d在同一轴上形成，就能实现高定位精度，进一步地，得到制品检查简便等的优点。对于槽13a以及孔13b的结构也是一样。
在此，参照2B的(d)。图2B的(d)是沿图2A的(b)的ⅡBd-ⅡBd线切断波导侧连接器1a时的剖视图。如图2B的(d)所示，孔13d在Ⅲb-Ⅲb线的位置和孔13c连接，贯通波导侧连接器1a。对于槽13b的结构也是一样。
如图2A的(b)以及图2B的(d)所示，槽13c中，设置有宽度以及深度一定的区间(圆弧的半径为一定的区间；以下称为等幅区间)。另外，槽13c中，设置有宽度以及深度从等幅区间到孔13d的连接部呈锥形地变大的区间(圆弧的半径逐渐变大的区间；以下称为锥形区间)。对于槽13a的结构也是一样。
槽13a、13c以及孔13b、13d具有上述这种结构。
凹部13e是连接波导侧连接器1a和聚合物波导基板1b时，用于避免光波导芯11a、11b、11c、11d和波导侧连接器1a的下表面Sa2的接触的结构部。凹部13e的深度设定为光波导芯11a、11b、11c、11d以及覆盖它们的覆层的高度(以聚合物波导基板1b的上表面Sb1作为基准的Z方向的高度)以上。
图2B的(e)是沿图2A的(b)的ⅡBe-ⅡBe线切断波导侧连接器1a时的剖视图。如图2A的(c)以及图2B的(e)所示，在此例中，在和纤维侧连接器2a相向的波导侧连接器1a的端面附近设置透镜单元14。透镜单元14在和光波导芯11a、11b、11c、11d的端部对应的位置设置透镜，并且，调整朝端部输入或者从端部输出的光的光路。
如图2B的(d)以及(e)所示，波导侧连接器1a在对应槽13a、13c的区间X1，和对应孔13b、13d的区间X2处的厚度(Z方向的高度)不同。因此，区间X1、X2的交界处形成台阶。
接着，参照图4，说明聚合物波导基板1b的上表面Sb1形成的凸部12a、12b的形状。图4是用于说明聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的图(俯视图、侧视图)。
图4的(a)表示聚合物波导基板1b的上表面Sb1的形状。图4的(b)表示沿X方向观察聚合物波导基板1b的侧面的形状。如图4的(a)所示，聚合物波导基板1b的上表面Sb1上，形成凸部12a、12b，凸部12a、12b之间设置有光波导芯11a、11b、11c、11d。
例如，凸部12a、12b沿X方向而形成。凸部12a、12b的间隔，形成和槽13a、13c相同的间隔。凸部12a、12b的高度，形成和光波导芯11a、11b、11c、11d相同的高度(以聚合物波导基板1b的上表面Sb1作为基准的Z方向的高度)。
凸部12a、12b的宽度(Y方向的长度)，形成和槽13a、13c的剖面所形成的圆弧的开口宽度大致相同的宽度。圆弧的开口宽度，例如，在与图3的(a)所示的槽13c对应的圆弧当中，与波导侧连接器1a的下表面Sa2和圆弧连接的两个点之间的距离对应。凸部12a、12b的宽度可以使用槽13a、13c当中等幅区间的圆弧的开口宽度来确定。
在图中，虽然为了便于说明，将对应的凸部的宽度和槽的宽度记载为相同，但是，基于在制作工序中产生的误差的产生，或者基于容易进行嵌合等的理由而在槽的宽度设置余量，对应的凸部的宽度和槽的宽度会有偏差。这种宽度的偏差的产生在本领域技术人员理所当然预想的范围内，属于本实施形态的技术范围。
如图4的(a)所示，凸部12a、12b当中，接近图4的(b)的面的前端部分形成为锥状，宽度逐渐变窄。通过将凸部12a、12b的前端部分设为锥状，在连接波导侧连接器1a和聚合物波导基板1b时，凸部12a、12b和槽13a、13c的连接变得容易。
连接波导侧连接器1a和聚合物波导基板1b后，为如图5的(a)所示的状态。图5是用于说明连接了聚合物波导基板和波导侧连接器的状态下的光波导单元的结构的图(俯视图、Y-Z剖视图、剖视放大图)。
图5的(a)是连接了聚合物波导基板1b和波导侧连接器1a的状态的光波导单元1的俯视图。此外，图5的(a)的波导侧连接器1a的上表面Sa1上的虚线表示内部的结构。
作为连接的方法，例如有在聚合物波导基板1b的上表面Sb1和波导侧连接器1a的下表面Sa2接触的状态下，以使凸部12a、12b的前端部(参照图4的(b))滑入槽13a、13c的开口部(参照图2A的(a))的方式使其朝X方向滑动的方法。通过这种方法，由于凸部12a、12b的前端部设为锥状，因此能够更加容易地连接波导侧连接器1a和聚合物波导基板1b。
图5的(b)是沿图5的(a)的Ⅴb-Ⅴb线切断光波导单元1时的剖面形状。如图5的(b)所示，凸部12a嵌合到波导侧连接器1a的槽13a，凸部12b嵌合到槽13c。另外,波导侧连接器1a的凹部13e的内侧配置有光波导芯11a、11b、11c、11d。
在此，参照图5的(c)，进一步说明凸部12b以及槽13c的形状。图5的(c)是嵌合了凸部12b的槽13c的周边的放大图。但是，为了易看，在图5的(c)中省略剖面线。
在图5的(c)中，为了便于说明，记载了槽13c的剖面所形成的圆弧的中心C0，槽13c和凸部12b的接触点C1、C2、C3、C4。接触点C3、C4是圆弧的端点。图5的(c)中，为了便于说明，记载了凸部12b的高度(d1×2)、圆弧的半径(d2)、凸部12b和槽13c的侧壁之间的间隔(d3)、凸部12b的宽度(d4×2)等的参数。
如图5的(c)所示，凸部12b至少在两个接触点C1、C2支撑槽13c的内壁。同样地，剖面为方形的凸部12a具有的四个角部当中，在对应接触点C1、C2的两个角部支撑槽13a的内壁。因此，凸部12a、12b至少在四个角部支撑波导侧连接器1a。
通过在凸部12a、12b的至少四个角部支撑槽13a、13c的内壁，能够针对Y方向、Z方向、X-Y面内的旋转方向、Y-Z面内的旋转方向、Z-X面内的旋转方向，确定槽13a、13c和凸部12a、12b的位置关系。
如图5的(c)所示，如果以方形的两点(接触点C1、C2)接触圆弧的内壁的方式进行配置，则方形的中心和圆弧的中心C0一致。另外，从方形的底面到中心的距离是方形的高度的一半。
在图5的(c)的例中，圆弧的中心C0位于凸部12b的高度(d1×2)的一半d1的高度处。即，如果将凸部12b的剖面中心和光波导芯11a、11b、11c、11d的中心(以下，称为芯中心)设为相同的高度d1(参照图5的(c)以及(d))，那么从聚合物波导基板1b的上表面Sb1到芯中心的距离，和槽13c的剖面中心(圆弧的中心)一致。
槽13a、13c的剖面中心，和与金属销3a、3b的中心轴对应的孔13b、13d的剖面中心一致。因此，能够容易地对齐金属销3a、3b的中心轴和芯中心的位置关系。另外，如果使用光刻法作为凸部12a、12b的形成手段，那么能以不到0.1μm的精度对齐芯中心和凸部12a、12b的剖面中心。
作为一种例子，在光波导芯11a、11b、11c、11d的高度为7μm，d1＝3.5μm，d2＝40μm，d3＝0.2μm，d4＝39.8μm，θ＝5°(对于角度θ，参照图5的(c))的条件下进行评价。根据其评价结果，期待通过应用本实施形态的定位结构，得到所期望的精度。上述的数值条件是一种例子，能够根据实施方式适当改变数值范围，本实施形态的技术范围并不限定于该例。
X方向的定位是利用设置在波导侧连接器1a的区间X1、X2的台阶而实现。在此，参照图6对X方向的定位进行说明。图6是用于进一步说明连接了聚合物波导基板和波导侧连接器的状态下的光波导单元的结构的图(X-Z剖视图)。
图6的(a)是沿图5的(a)的Ⅳa-Ⅳa线切断光波导单元1时的剖面形状。图6的(b)是沿图5的(a)的Ⅳb-Ⅳb线切断光波导单元1时的剖面形状。
如上所述,当波导侧连接器1a连接到聚合物波导基板1b时，凸部12a配置在槽13a的内部(参照图6的(a))，光波导芯11a、11b、11c、11d配置在凹部13e的内部(参照图6的(b))。区间X2设置有和槽13a接续的孔13b(参照图6的(a))，以及透镜单元14(参照图6的(b))。
在上述的连接的状态下，在区间X1的部分波导侧连接器1a的下表面Sa2和聚合物波导基板1b的上表面Sb1接触。另一方面，由于区间X2的部分比区间X1的部分厚，因此处在区间X1、X2的交界的台阶，以挂住的形式抵接聚合物波导基板1b的边缘部分(和纤维侧连接器2a相向的一侧的面对应的部分)。由此，波导侧连接器1a朝向X方向的移动被限制。
通过使光波导芯11a、11b、11c、11d的端面和聚合物波导基板1b的边缘部分对齐(参照图4的(a))，以透镜单元14接近台阶的旁边的方式进行设计(参照图2B的(e))，如图6的(b)所示，能够容易地进行X方向的对位。此外，可变形为省略透镜单元14，没有设置透镜单元14时的结构在后面进行说明。对于实现X方向的对位的结构，可进行各种各样的变形。接着对这些变形进行说明。
(第一变形例)
首先，参照图7。图7是用于说明第一变形例的聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的图(俯视图、侧视图)。图7的(a)表示聚合物波导基板1b的上表面Sb1的形状。图7的(b)表示沿X方向观察聚合物波导基板1b的侧面的形状。
如图7的(a)所示，聚合物波导基板1b的上表面Sb1上，形成凸部121a、121b，光波导芯11a、11b、11c、11d设置在凸部121a、121b之间。和图4的(a)所示的定位结构的不同在于凸部121a、121b的形状。
如图7的(a)所示，凸部121a、121b和图4的(a)所示的凸部12a、12b同样地，其前端部分(靠近图7的(b)的侧面的一侧的端部)形成为锥状的同时，其宽度具有一定的等幅区间(嵌合到槽13a、13c的等幅区间的区间)。进一步地，凸部121a、121b在末端部分设置比等幅区间的宽度宽的区间(以下，称为宽幅区间)，作为整体具有T字的形状。
在应用图7的定位结构的情况下，和图5的例子同样地将波导侧连接器1a连接到聚合物波导基板1b时，与图2A的(a)对应的波导侧连接器1a的侧面(没有和纤维侧连接器2a相向的面)和宽幅区间的侧面抵接，限制波导侧连接器1a朝向X方向的移动。
如上所述，能够利用设置在波导侧连接器1a的台阶来实现限制波导侧连接器1a朝向X方向的移动。凸部121a、121b例如能够使用光刻法而精密地制作。因此，通过应用图7所示的第一变形例的结构，可提高X方向的定位精度。
(第二变形例)
接着，参照图8。图8是用于说明第二变形例的聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的图(俯视图、侧视图)。图8的(a)表示聚合物波导基板1b的上表面Sb1的形状。图8的(b)表示沿X方向观察聚合物波导基板1b的侧面的形状。
如图8的(a)所示，聚合物波导基板1b的上表面Sb1上，形成凸部122a、122b，光波导芯11a、11b、11c、11d设置在凸部122a、122b之间。和图7的(a)所示的定位结构的不同在于凸部122a、122b的形状。
凸部122a具有和凸部121a相同的末端部分的结构。另一方面，凸部122a的等幅区间以及前端部分的形状和凸部121a不同。凸部122a的等幅区间具有在凸部121a的等幅区间当中省略靠近光波导芯11a的一侧的大约一半的结构。
同样地，凸部122b具有和凸部121b相同的末端部分的结构。另一方面，凸部122b的等幅区间以及前端部分的形状和凸部121b不同。凸部122b的等幅区间具有在凸部121b的等幅区间当中省略靠近光波导芯11d的一侧的大约一半的结构。如此地，通过省略了等幅区间的一半，容易地将凸部122a、122b插入槽13a、13c。
在应用图8的定位结构的情况下，和图5的例子同样地将波导侧连接器1a连接到聚合物波导基板1b时，凸部122a、122b和槽13a、13c的内壁的接触点变少。例如，凸部122b在接触点C2、C3抵接槽13c的内壁。
如上所述，通过应用图8所示的第二变形例的结构，凸部122a、122b和槽13a、13c的接触点变少。然而，由于位于凸部122a、122b的上表面的角部分别支撑槽13a、13c，因此可得到足够的定位精度。进一步地，得到容易进行波导侧连接器1a和聚合物波导基板1b的连接的优点。
(第三变形例)
接着，参照图9。图9是用于说明第三变形例的聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的图(俯视图、Y-Z剖视图、连接状态图)。
图9的(a)是沿-X方向观察聚合物波导基板1b的剖面(沿图9(b)的Ⅸa-Ⅸa线切断聚合物波导基板1b时的剖面)的剖面形状。图9的(b)表示聚合物波导基板1b的上表面Sb1的形状。图9的(c)是连接了图9的(a)以及(b)的聚合物波导基板1b和波导侧连接器1a的状态的光波导单元1的俯视图。此外，图9的(c)的波导侧连接器1a的上表面Sa1上的虚线表示内部的结构。
如图9的(b)所示，聚合物波导基板1b的上表面Sb1上，形成凸部123a、123b，光波导芯11a、11b、11c、11d设置在凸部123a、123b之间。和图4的(a)所示的定位结构的不同在于凸部123a、123b的形状。
如图9的(b)所示，凸部123a、123b是从上面观察的形状(沿-Z方向观察到的形状)为顶点朝向X方向的等腰三角形。另外，凸部123a、123b和图4(a)所示的凸部12a、12b的高度(同样的Z方向的厚度)相同(参照图9的(a))。因此，沿Y-Z面切断凸部123a、123b的剖面是方形的。
另外，凸部123a、123b具有与等腰三角形的顶点对应的前端部分，和与底边对应的末端部分，与底边的长度对应的末端部分的宽度比槽13a、13c的等幅区间的宽度大。因此，当以使波导侧连接器1a朝-X方向滑动的方式将凸部123a、123b连接到槽13a、13c时，如图9的(c)所示，凸部123a、123b分别挂到槽13a、13c的锥度区间。
通过使凸部123a、123b分别挂到槽13a、13c的锥度区间，波导侧连接器1a朝向-X方向的移动被限制。另外，即使在应用图9所示的结构的情况下，由于凸部123a、123b的Y-Z剖面为方形，因此凸部123a、123b和槽13a、13c的内壁分别在接触点C1、C2、C3、C4(参照图5的(c))抵接，凸部123a、123b支撑波导侧连接器1a。
如上所述，通过应用图9所示的第三变形例的结构，和图5所示的结构同样地，能够在接触点C1、C2、C3、C4支撑槽13a、13c的内壁。另外，通过将凸部123a、123b挂到锥度区间，不仅是X方向的定位，而且能实现所有的方向的高定位精度。进一步地，也得到波导侧连接器1a和聚合物波导基板1b的连接容易的优点。
(第四变形例)
接着，参照图10。图10是用于说明第四变形例的聚合物波导基板以及其上表面形成的凸部的形状的图(俯视图、Y-Z剖视图、连接状态图)。
图10的(a)是沿-X方向观察聚合物波导基板1b的剖面(沿图10(b)的Ⅹa-Ⅹa线切断聚合物波导基板1b时的剖面)的剖面形状。图10的(b)表示聚合物波导基板1b的上表面Sb1的形状。图10的(c)是连接了图10的(a)以及(b)的聚合物波导基板1b和波导侧连接器1a的状态的光波导单元1的俯视图。此外，图10的(c)的波导侧连接器1a的上表面Sa1上的虚线表示内部的结构。
如图10的(b)所示，聚合物波导基板1b的上表面Sb1上，形成凸部124a、124b，光波导芯11a、11b、11c、11d设置在凸部124a、124b之间。和图4的(a)所示的定位结构的不同在于凸部124a、124b的形状。
如图10的(b)所示，凸部124a、124b是从上面观察的形状(沿-Z方向观察到的形状)为顶点朝向-X方向的等腰三角形。另外，凸部124a、124b和图4(a)所示的凸部12a、12b的高度(同样的Z方向的厚度)相同(参照图10的(a))。因此，沿Y-Z面切断凸部124a、124b的剖面是方形的。
另外，凸部124a、124b具有与等腰三角形的顶点对应的前端部分，和与底边对应的末端部分，与底边的长度对应的末端部分的宽度比槽13a、13c的等幅区间的宽度大。因此，当以使波导侧连接器1a朝X方向滑动的方式将凸部124a、124b连接到槽13a、13c时，如图10的(c)所示，凸部124a、124b分别挂到槽13a、13c的等幅区间的开口部。
通过使凸部124a、124b分别挂到槽13a、13c的等幅区间，波导侧连接器1a朝向X方向的移动被限制。另外，即使在应用图10所示的结构的情况下，由于凸部124a、124b的Y-Z剖面为方形，因此凸部124a、124b和槽13a、13c的内壁分别在接触点C1、C2、C3、C4(参照图5的(c))抵接，凸部124a、124b支撑波导侧连接器1a。
如上所述，通过应用图10所示的第四变形例的结构，和图5所示的结构同样地，能够在接触点C1、C2、C3、C4支撑槽13a、13c的内壁。另外，通过将凸部124a、124b挂到等幅区间的开口部，不仅是X方向的定位，而且能实现所有的方向的高定位精度。进一步地，也得到波导侧连接器1a和聚合物波导基板1b的连接容易的优点。
(第五变形例)
接着，参照图11。图11是用于说明第五变形例的波导侧连接器的结构的图(仰视图、侧视图、X-Z剖视图)。在此，为了便于说明，将第五变形例的波导侧连接器记载为波导侧连接器101a，将聚合物波导基板记载为聚合物波导基板101b。
图11A的(a)-图11B的(e)分别对应表示波导侧连接器1a的结构的图2A的(a)-图2B的(e)。此外，图11A的(b)的波导侧连接器1a上的虚线表示内部的结构。波导侧连接器1a、101a的主要不同在于，与波导侧连接器1a具有凹部13e相对应地，波导侧连接器101a具有凹部131e；以及波导侧连接器101a没有透镜单元14。
如图11A的(a)-(c)以及图11B的(e)所示，凹部131e具有一定的宽度(Y2)，深度形成一定的方形槽(Y-Z剖面是方形的槽)。因此，在波导侧连接器101a中，在凹部131e的区域没有台阶(在波导侧连接器1a中是位于区间X1、X2的交界的台阶)。
但是，在波导侧连接器101a中，形成槽13a、13c以及孔13b、13d的区域(与图11A的(a)的Y1、Y3对应的区域)形成台阶(参照图11B的(d))。因此，即使在应用波导侧连接器101a的情况下，和图5所示的结构同样地，能够通过台阶限制波导侧连接器101a朝向X方向的移动，能够确定X方向的位置。
接着，参照图12，对连接到波导侧连接器101a的聚合物波导基板101b的结构进行说明。图12是用于说明第五变形例的聚合物波导基板以及连接了其和波导侧连接器的状态下的光波导单元的结构的图(俯视图、连接状态图、侧视图、X-Z剖视图)。
图12的(a)是聚合物波导基板101b的俯视图。图12的(b)是连接了波导侧连接器101a以及聚合物波导基板101b的状态下的光波导单元1的俯视图。此外，图12的(b)的波导侧连接器1a的上表面Sa1上的虚线表示内部的结构。
图12的(c)是沿X方向观察第五变形例的光波导单元1的侧视图。图12的(d)是沿图12的(b)的Ⅻd-Ⅻd线切断第五变形例的光波导单元1时的剖视图。
图12的(a)所示的聚合物波导基板101b和图4的(a)所示的聚合物波导基板1b的差别是缺口部15a、15b的有无。如图12的(b)以及(d)所示，被图11的(a)所示的Y1、Y3的区域以及区间X2确定的部分(Z方向的厚度较大的部分)嵌合到缺口部15a、15b。即，在图12的例子中，缺口部15a、15b具有在X方向和区间X2相同的深度，具有在Y方向分别和Y1、Y3的区域大致相同的宽度。
通过设置上述的缺口部15a、15b，可以使孔13b、13d的开口部所处的波导侧连接器101a的侧面，和与纤维侧连接器2a相向的聚合物波导基板101b的侧面为位于大致同一个面上的关系。
此外，也可以将缺口部15a、15b和区间X2设定为不同的深度。例如，可以以使波导侧连接器101a的侧面相比于聚合物波导基板101b的侧面位于外侧或者内侧的方式，设计缺口部15a、15b的深度。
另外，缺口部15a、15b的宽度可以分别比Y1、Y3的区域大。这种情况下，波导侧连接器101a和缺口部15a、15b之间有间隙。实际上，有时会因为制作时产生误差，或者进行留有余量的设计，如果是本领域技术人员，理所当然预想到这种间隙，不管是特意设计间隙还是产生间隙的情况，都理所当然是本实施形态的技术范围。
根据上述关系，如果使光波导芯11a、11b、11c、11d的端面和该聚合物波导基板101b的侧面对齐，那么光波导单元1的端面和光波导芯11a、11b、11c、11d的端面一致。因此，光波导单元1和纤维侧连接器2a连接时，露出纤维侧连接器2a的端面的光纤纤芯21a、21b、21c、21d的端面和光波导芯11a、11b、11c、11d的端面无间隙地连接。
以上，对本实施形态以及其变形例的定位结构进行了说明。根据此定位结构，能够以组合了剖面形状为圆弧的槽和剖面形状为方形的凸部这样的简单的结构来实现精度优良的定位。
(关于槽和孔的形成方法)最后，说明槽13a、13c和孔13b、13d的形成方法。上述的定位精度以与凸部12a、12b连接的槽13a、13c的剖面中心，和插入有金属销3a、3b的孔13b、13d的剖面中心一致为前提。因此，它们的剖面中心的一致在确定定位的精度方面是重要的。
在本实施形态中，示出利用图13所示的模具4形成槽13a、13c以及孔13b、13d的方法。图13是表示槽以及孔的形成所使用的模具的结构的图。此外，图13所示的模具4是一种例子，只要是具有同样的特征部分的模具，也可同样地应用。
如图13的(a)所示，模具4具有前端部41、槽形成部42、锥度结构形成部43、孔形成部44。此外，对于槽形成部42以及孔形成部44以外的部分，可根据实施的方式适当变形。
槽形成部42为圆柱状，具有图13的(b)所示的圆形的剖面。从槽形成部42的中心轴到外周面的距离(剖面所成的圆的半径)，和槽13a、13c的剖面所成的圆弧的半径(图5的例是d2)相同。
孔形成部44为圆柱状，具有图13的(c)所示的圆形的剖面。从孔形成部44的中心轴到外周面的距离(剖面所成的圆的半径)，和孔13b、13d剖面所成的圆弧的半径(d5)相同。槽形成部42的中心轴和孔形成部44的中心轴一致。
通过利用上述的模具4，能够精度良好地形成中心轴一致并且连续的槽13a和孔13b，以及槽13c和孔13d。
以上虽然参照附图说明了本公开的优选的实施形态，但是本公开并不限定于上述例子。显然，如果是本领域技术人员，在权利要求记载的范畴内，可想到各种的变形例或者修改例，这些实施例当然也属于本公开的技术范围。

Claims (7)

1.光连接器，用于光波导基板和光纤的连接器部件的连接，具备：
多个定位结构，所述定位结构具有：用于插入一端被插入所述连接器部件的销的另一端的圆筒状的孔，和在与所述孔的开口端所处的第一面垂直的第二面形成的槽；
所述槽和所述孔接续，所述槽的剖面为圆弧状，所述孔的剖面所成的圆的中心和所述槽的剖面所成的圆弧的中心一致；
具有剖面成方形的多个凸部的所述光波导基板上连结了所述光连接器时，在所述多个定位结构的各个当中，所述多个凸部中，对应的凸部的至少两个角部在所述槽的内壁被支撑；
所述凸部的高度，和配置在与所述凸部相同的所述光波导基板的一面的光波导芯和所述一面之间的距离相同；
从所述槽的剖面所成的圆弧的中心到所述第二面的距离为所述光波导芯和所述一面之间的距离的一半。
2.根据权利要求1所述的光连接器，
所述多个定位结构的各个，通过具有与所述槽的形状对应的第一圆柱部分，和与所述第一圆柱部分同一中心且与所述孔的形状对应的第二圆柱部分的模具而形成。
3.根据权利要求1所述的光连接器，
所述槽的剖面所成的圆弧的开口宽度和所述凸部的宽度相同，
在所述槽的内壁支撑所述凸部的四个角部。
4.根据权利要求1所述的光连接器，
所述槽所处的第一部分的所述光连接器的厚度，比所述孔所处的第二部分的所述光连接器的厚度小，通过在所述第一部分和所述第二部分的交界形成的台阶抵接所述光波导基板的角部，确定所述光连接器在所述槽的长度方向的位置。
5.机器，搭载用于光波导基板和光纤的连接器部件的连接的光连接器，所述光连接器具备：
多个定位结构，所述定位结构具有：用于插入一端被插入所述连接器部件的销的另一端的圆筒状的孔，和在与所述孔的开口端所处的第一面垂直的第二面形成的槽；
所述槽和所述孔接续，所述槽的剖面为圆弧状，所述孔的剖面所成的圆的中心和所述槽的剖面所成的圆弧的中心一致；
具有剖面成方形的多个凸部的所述光波导基板上连结了所述光连接器时，在所述多个定位结构的各个当中，所述多个凸部中，对应的凸部的至少两个角部在所述槽的内壁被支撑；
所述凸部的高度，和配置在与所述凸部相同的所述光波导基板的一面的光波导芯和所述一面之间的距离相同；
从所述槽的剖面所成的圆弧的中心到所述第二面的距离为所述光波导芯和所述一面之间的距离的一半。
6.根据权利要求5所述的机器，
所述多个定位结构的各个，通过具有与所述槽的形状对应的第一圆柱部分，和与所述第一圆柱部分同一中心且与所述孔的形状对应的第二圆柱部分的模具而形成。
7.根据权利要求5所述的机器，
所述槽的剖面所成的圆弧的开口宽度和所述凸部的宽度相同，
在所述槽的内壁支撑所述凸部的四个角部。
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