JP2003021722A

JP2003021722A - 光伝送媒体及びこれを用いた光伝送装置

Info

Publication number: JP2003021722A
Application number: JP2001205958A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Koseki; 忍小関; Masao Funada; 雅夫舟田; Takeshi Kamimura; 健上村; Hidenori Yamada; 秀則山田; Junji Okada; 純二岡田; Shinya Kyozuka; 信也経塚; Kazuhiro Sakasai; 一宏逆井; Tsutomu Hamada; 勉浜田; Tadashi Takanashi; 紀高梨; Masaaki Miura; 昌明三浦
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】光入出射部からの光の漏れを少なくし、光量損
失を少なくすることができる光伝送媒体及び光伝送装置
を提供する。また、実装の段階で配置や方向を変えるこ
とができ、実装時に柔軟な対応ができるようにする。【解決手段】光伝送媒体１４は、電気配線基板１６に設
けられた光電変換素子１２間に配置されている。この光
伝送媒体１４は、弾性を持ち、左右方向の幅が光電変換
素子１２間の距離よりも広く形成されている。光伝送媒
体１４は、弾性を持って曲げられ、この光伝送媒体１４
の復元力によって、光伝送媒体１４の光入出射部２６と
光電変換素子１２とが密接し、光結合が強固になるよう
にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボード間やチップ
間での伝送を光信号で行う光伝送媒体およびこれを用い
た光伝送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ボード間やチップ間でのでデータ速度の高速化や電磁ノ
イズの低減を目的として光によってデータ伝送を行う光
バスが提案されている。その一つの例として、本願出願
人が先に出願した特開平１０−５１３９０号公報及び同
１０−６２６５７号公報において開示されたものがあ
る。

【０００３】上記２つの公報においては、平板状に形成
され、端面に光入出射部を有する光伝送媒体が示されて
いる。特開平１０−５１３９０号公報では、光伝送媒体
の一端面に反射部を設けると共に、反射部の対向端面に
複数の光入出射部を設け、この光入出射部に光電変換素
子を接続するようにしてある。また、特開平１０−６２
６５７号公報では、光伝送媒体の対向する両端面に光入
出射部を設け、光伝送媒体の両側に配置された光電変換
素子に接続するようにしてある。

【０００４】しかしながら、上記従来例にあっては、光
伝送媒体が剛体で構成されていたので、次のような問題
点があった。図９において、光伝送媒体１は、ポリメチ
ルメタクリエート（ＰＭＭＡ）等のプラスチックで形成
され、電気配線基板２間に介在されている。この光伝送
媒体１の両側には、光入出射部３が設けられ、電気配線
基板２に設けられた光電変換素子４と光学的に接続され
る。電気配線基板２の光電変換素子２から発した光は光
伝送媒体１の光入出射部３から光伝送媒体１に入射し、
光伝送媒体１内の光伝送路を通って自分あるいは反対側
の光入出射部３から出射し、光電変換素子２に受ける。
ところが、従来においては、製造時の公差を考慮して光
伝送媒体１の幅が光電変換素子４間の距離よりもやや小
さく形成されており、光伝送媒体１の光入出射部３と光
電変換素子４との間には空間的な隔たりを生じていた。
このため、光入出射部３と光電変換素子４との間から光
が漏れ、光量の損失を招いていた。

【０００５】また、図１０において、電気配線基板２
は、その表面に複数の半導体回路５が配置されていると
共に、その裏面に光電変換素子４が設けられ、この光電
変換素子４に光伝送媒体１が接続されている。図１０
（ａ）においては、電気配線基板２の裏面を覆うように
光伝送媒体１が配置されているため、電気配線基板２の
裏面に他の半導体回路を設けることができない。また、
図１０（ｂ）においては、光電変換素子４から電気配線
基板２の外部へ向けて突出するように光伝送媒体１を設
けているので、全体の面積が大きくなってしまう。前述
した２つの公報においては、光伝送媒体１の製造時に光
伝送媒体を折り曲げ、この折れ曲がった光伝送媒体を利
用し、このような実装時の問題点を解消するようにして
いる。しかしながら、製造時に光伝送媒体を折り曲げ、
実装時には剛体としてあるので、実装の段階で光伝送媒
体の配置や方向を変えることができず、製造段階から正
確性を必要としたのである。

【０００６】本発明は、上述した従来の問題点を解消
し、光入出射部からの光の漏れを少なくし、光量損失を
少なくすることができる光伝送媒体及び光伝送装置を提
供することを第１の課題としている。また、実装の段階
で配置や方向を変えることができ、実装時に柔軟な対応
ができる光伝送媒体及び光伝送装置を提供することを第
２の課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の第１の特徴とするところは、平板状に形成
され、端面に光入射及び光出射の少なくとも一方を担う
光入出射部を有し、光伝送路を構成する光伝送媒体であ
って、弾性を持つ光伝送媒体にある。光伝送媒体に弾性
を持たせたので、他の部材と光接続する場合には、光伝
送媒体を一度曲げ、光伝送媒体の復元力で光入出射部と
他の部材とを密着させることができる。他の部材として
は、発光及び受光の少なくとも一方を行う光発受手段、
例えば電気配線基板に設けられた光電変換素子であり、
光電変換素子間の距離よりも光伝送媒体の幅をやや大き
く形成しておき、光伝送媒体の復元力により光電変換素
子と密着させることができる。光伝送媒体の全体が弾性
を持つ必要はない。例えば光伝送媒体の光入出射部近傍
のみに弾性を持たせることができる。

【０００８】本発明の第２の特徴とするところは、平板
状に形成され、端面に光入射及び光出射の少なくとも一
方を担う光入出射部を有し、光伝送路を構成する光伝送
媒体であって、可撓性を持つ光伝送媒体にある。光伝送
媒体に可撓性を持たせたので、光伝送媒体を必要に応じ
て曲げることができる。光伝送媒体の全体が可撓性を持
つ必要はない。例えば光伝送媒体の先端付近のみ可撓性
を持たせ、光発受手段の配置や方向に合わせることがで
きる。

【０００９】なお、この明細書において、弾性とは、所
定値以下の応力を加えることにより変形し、応力を解除
することにより元の形状に復帰する性質をいい、可撓性
とは、所定値以上の応力を加えることにより変形し、応
力を解除しても元の形状に戻らない性質をいう。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１及び図２において、本発明の第１
の実施形態が示されている。光伝送装置１０は、光発受
手段を構成する光電変換素子１２と、この光電変換素子
１２に光学的に接続された光伝送媒体１４とから構成さ
れている。光電変換素子１２は、電気配線基板１６上に
設けられ、発光素子１８と受光素子２０とが対をなして
構成されている。発光素子１８としては、発光ダイオー
ドや半導体レーザが用いられ、受光素子２０としてはフ
ォトダイオード等が用いられる。２つ電気配線基板１６
には、光電変換素子２０を駆動する駆動回路３０の他に
種々の半導体回路が設けれており、この電気配線基板１
６の光電変換素子２０が対向するように配置され、この
間に光伝送媒体１４が介在されている。なお、この実施
形態においては、光電変換素子１２は、発光素子１８と
受光素子２０との双方から構成されているが、発光素子
１８と受光素子２０のいずれか一方から構成してもよ
い。

【００１１】光伝送媒体１４は平板状の透光性媒体であ
り、光伝送路２２を構成しており、例えばポリメチルメ
タクリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオ
レフィン等のプラスチック材料または無機ガラス等によ
り形成されている。この光伝送媒体１４は、弾性を持つ
よう十分薄く形成されている。例えば上記プラスチック
材料を用いた場合は、０．５ｍｍ未満に形成されてい
る。この光伝送媒体１４は、左右両端面に光入出射部２
４が形成され、この光入出射部２４に密着固定されたフ
イルム状の光拡散部２６が設けられている。

【００１２】光拡散部２６は、アクリル、ポリカーボネ
ート、ポリエステル等の樹脂基材に、エポキシ層を形成
し紫外線で硬化させてパターンを形成したもの、あるい
は上記樹脂基材に、ニッケル電鋳製マスターを熱圧着
し、直接パターンを形成したもの等が知られ、ＬＳＤ
（Light Shaping Diffusers）と称して市販されてい
る。この光拡散部２６は、光伝送媒体１４と一体に層と
して形成することもできるし、別部材としてもよい。

【００１３】また、光伝送媒体１４は、上下面と側面に
クラッド層２８が設けられ、このクラッド層２８は、光
伝送媒体１４のコア部よりも屈折率が小さい材料からな
り、光伝送路２２を通る光を全反射させるようにしてあ
る。

【００１４】このように構成された光伝送媒体１４は、
左右方向の幅が対向する電気配線基板１６,１６の光電
変換素子２０,２０間の距離よりも若干広く形成されて
いる。そして、この光伝送媒体１４は、弾性変形され、
この光伝送媒体１４の復元力により光拡散部２６を光電
変換素子２０の発光又は受光面に圧着させるようになっ
ている。

【００１５】上記構成において、光電変換素子２０の発
光素子１８から発した光は、光拡散部２０により拡散さ
れ、光伝送媒体１４の光入出射部２４から光伝送媒体１
４に入射される。このように入射した光は、光伝送路２
２を通って反対側の光入出射部２４に至り、反対側の受
光素子２０により受けられ、電気信号に変換される。

【００１６】ここで、光伝送媒体１４は、弾性変形し、
その復元力をもって光拡散部２６を介して光電変換素子
２０と光入出射部２４と密着させるようにしてあるの
で、光電変換素子２０と光入出射部２４との接続部分か
らの光の漏れを防止し、光量損失を少なくすることがで
きるものである。

【００１７】図３及び図４において、本発明の第２の実
施形態が示され、光伝送媒体１４は、可撓性を有し、光
伝送媒体１４の左右方向に変形できるようにしてある。
この光伝送媒体１４の変形を容易に行うため、光伝送媒
体１４の幅方向には例えば３つの補助部材３２が設けら
れている。この補助部材３２は、光伝送媒体１４の上下
面を挟む挟持部３４と、この挟持部３４の両端で光伝送
媒体１４から突出するボス部３６と、このボス部３６に
設けられた摘み部３８とから構成されている。摘み部３
８を両側から持って回転させると、挟持部３４に挟まれ
た光伝送媒体１４が変形されるようになっている。

【００１８】図３（ａ）に示すように、光電変換素子１
２が一直線上にあり、かつ正しく対向している場合は、
光伝送媒体１４を変形させなくとも光電変換素子１２と
光伝送媒体１４の光入出射部２４とを密着させ、かつ光
軸を一致させることができる。しかしながら、図３
（ｂ）に示すように、光電変換素子１２が一直線上にな
い場合や正しい方向にない場合は、光伝送媒体１４を変
形させる必要がある。この場合、補助部材３２の摘み部
３８を適宜回転させることにより光電変換素子１２と光
伝送媒体１４の光入出射部２４とを密着させ、かつ光軸
を一致させることができるものである。

【００１９】図５において、本発明の第３の実施形態が
示され、電気配線基板１６は、前後方向に複数（この実
施形態においては４枚）一定間隔隔てて配置され、この
電気配線基板１６の端部に光電変換素子１２が設けられ
ている。一方、光伝送媒体１４は、可撓性を有し、一端
部に光入出射部２４が設けられ、この光入出射部２４に
電気配線基板１６の光電変換素子１２が光学的に接続さ
れている。また、光伝送媒体１４の他端には、光反射拡
散部４０が設けられている。この光反射拡散部４０は、
前述の光拡散部と同様な拡散層の背面にアルミニウム等
の反射面を設け、光を反射させると共に拡散させるよう
になっている。この実施形態のように、光伝送媒体１４
と電気配線基板１６とが直交しているので、光電変換素
子１２や電気配線基板１６に取り付け誤差があると、光
電変換素子１２と光伝送媒体１４の光入出射部２４との
光結合は難しくなる。しかしながら、光伝送媒体１４は
可撓性を有しており、光電変換素子２０の位置に合わせ
て前後方向に変形させることができ、これによって光電
変換素子１２と光光伝送媒体１４の光入出射部２４との
光結合を確実に行うことができるものである。

【００２０】図６において、本発明の第４の実施形態が
示され、電気配線基板１６の表面には複数の半導体回路
４２が設けられていると共に、その裏面には光電変換素
子１２が設けられている。この光電変換素子１２に光伝
送媒体１４の光入出射部２４が光学的に接続されてい
る。光伝送媒体１４の他面には第３の実施形態と同様に
光反射拡散部４０が設けられている。光伝送媒体１４は
可撓性を有し、自由に曲げることができる。即ち、図６
（ａ）に示すように、電気配線基板１６の背面から垂直
方向に曲げたり、図６（ｂ）に示すように、さらに水平
方向に曲げたり、図６（ｃ）に示すように、電気配線基
板１６の背面部分で電気配線基板１６と平行となるよう
に曲げることができる。光伝送媒体１４は実装後にも曲
げることができるので、システムとして組み込む際の都
合に合わせて実装状態を容易に変えることができるもの
である。

【００２１】図７及び図８において、本発明の第５の実
施形態が示され、光伝送媒体１４は、一端が例えば４つ
に短冊状に分岐されて分岐部４４が形成されており、こ
の分岐部４４が可撓性を有し、分岐部４４の先端部分に
光入出射部２４が形成されている。また、光伝送媒体１
４の他端には光反射拡散部４０が設けられ、この光反射
拡散部４０と光入出射部２４とを除いた光伝送媒体１４
の周囲にクラッド層２８が形成されている。一方、電気
配線基板１６は上下方向に空間を隔てて配置され、光電
変換素子１２が前後方向に所定間隔ずらして設けられて
いる。そして、光伝送媒体１４の分岐部４４は、電気配
線基板１６の配置に対応して上下方向に曲げられ、光電
変換素子１２と光入出射部２４が光学的に接続されてい
る。光電変換素子１２から発した光は光伝送媒体１４の
光入出射部２４から分岐部４４に入射され、光伝送路２
２に入り、光反射拡散部４０では反射拡散され、他の分
岐部４４を通って光入出射部２４から出射し、他の光電
変換素子１２に受けられる。このように分岐部４４を曲
げて光電変換素子１２に接続するようにしたので、光電
変換素子１２と光入出射部２４との接続を容易に行うこ
とができる。なお、光電変換素子１２と光入出射部２４
との接続が不安定になる場合は、一方にコネクタを固定
し、他方がこのコネクタに嵌合するように構成してもよ
い。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
伝送媒体に弾性を持たせたので、光伝送媒体の復元力を
利用して光結合を強固にすることができる。また、光伝
送媒体に可撓性を持たせたので、光入出射部の位置や方
向を実装時に変えることができ、光軸を合わせたり、コ
ンパクトにする等、柔軟な対応ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置を示
す側面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置を示
す平面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る光伝送装置を示
す側面図であり、（ａ）は光電変換素子が一直線上にあ
り、互いに対向している状態を示し、（ｂ）は光電変換
素子の光軸がずれている状態を示す。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る光伝送媒体を示
す斜視図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る光伝送装置を示
す斜視図である。

【図６】本発明の第４の実施形態に係る光伝送装置を示
す側面図であり、（ａ）は光伝送媒体を垂直方向に曲げ
た上体を示し、（ｂ）は光伝送媒体を（ａ）の状態から
さらに水平方向に曲げた状態を示し、（ｃ）は光伝送媒
体を電気配線基板の背面で電気配線基板と平行になるよ
う曲げた状態を示す。

【図７】本発明の第５の実施形態に係る光伝送媒体を示
す平面図である。

【図８】本発明の第５の実施形態に係る光伝送装置を示
す斜視図である。

【図９】第１の従来例に係る光伝送装置を示す側面図で
ある。

【図１０】第２の従来例に係る光伝送装置を示す側面図
であり、（ａ）は電気配線基板の裏面に光伝送媒体を配
置した状態を示し、（ｂ）は電気配線基板から光伝送媒
体が突出するように設けた状態を示す。

【符号の説明】

１０光伝送装置１２光電変換素子１４光伝送媒体１６電気配線基板２２光伝送路２４光入出射部２６光拡散部３２補助部材４０光反射拡散部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上村健神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者山田秀則神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者岡田純二神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者経塚信也神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者逆井一宏神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者浜田勉神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者高梨紀神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者三浦昌明神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者新津岳洋神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者馬場智夫神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者久田将司神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者小林健一神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者遠島昭神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 2H038 BA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状に形成され、端面に光入射及び光
出射の少なくとも一方を担う光入出射部を有し、光伝送
路を構成する光伝送媒体であって、弾性を持つことを特
徴とする光伝送媒体。
【請求項２】平板状に形成され、端面に光入射及び光
出射の少なくとも一方を担う光入出射部を有し、光伝送
路を構成する光伝送媒体であって、可撓性を持つことを
特徴とする光伝送媒体。
【請求項３】光入出射部は、対向する端面にそれぞれ
設けられたことを特徴とする請求項1又は２記載の光伝
送媒体。
【請求項４】光入出射部は、少なくとも１つの端面に
複数設けられたことを特徴とする請求項１乃至３いずれ
か記載の光伝送媒体。
【請求項５】光伝送路に光を拡散させる光拡散部を設
けたことを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の光
伝送媒体。
【請求項６】光拡散部は、端面に設けられたことを特
徴とする請求項５記載の光伝送媒体。
【請求項７】光伝送路に光を反射させる光反射部を設
けたことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の光
伝送媒体。
【請求項８】発光及び受光の少なくとも一方を行う光
発受手段と、平板状に形成され、前記光電変換素子に光
学的に接続される光入射及び光出射の少なくとも一方を
担う光入出射部を有し、弾性を持つ光伝送媒体とを具備
し、前記光伝送媒体は弾性変形されて前記光発受手段に
接続されてなる光伝送装置。
【請求項９】発光及び受光の少なくとも一方を行う光
発受手段と、平板状に形成され、前記光発受手段に光学
的に接続される光入射及び光出射の少なくとも一方を担
う光入出射部を有し、光伝送路を構成し、かつ可撓性を
持つ光伝送媒体とを具備し、前記光伝送媒体は曲げられ
て前記光発受手段に接続されてなる光伝送装置。
【請求項１０】光伝送媒体は、曲げられた先端に光入
出射部を有することを特徴とする請求項９記載の光伝送
装置。
【請求項１１】光伝送媒体を折り曲げるための補助部
材を設けたことを特徴とする請求項９又は１０記載の光
伝送装置。