JP2007298580A - 光伝送モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性の高い光導波路がパッケージに対して安定して接合され、信頼性の高い光モジュールを実現する。
【解決手段】光導波路１０をパッケージ１２に対して接着剤１３によって接着固定した光モジュール１において、パッケージ１２と光導波路１０との間に、光導波路１０が少なくともその光軸に対して垂直な方向に可動できる空間が設けられており、該空間において接着剤１３が充填されると共に、接着剤１３の弾性係数は、パッケージ１２の弾性係数と同等もしくはより低いものとされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光伝送モジュールに関するものであって、特に、高い柔軟性を有する光伝送路を用いた光伝送モジュールのパッケージに関するものである。

近年、高速で大容量のデータ通信が可能な光通信網が拡大している。今後、この光通信網は民生機器への搭載が予想されている。そして、データ転送の高速大容量化、ノイズ対策、機器内の基板間をデータ伝送する用途として、現在の電気ケーブルと変わりなく使用することができる電気入出力の光データ伝送ケーブル（光ケーブル）が求められている。この光ケーブルとしては、フレキシブル性を考慮すると、フィルム光導波路を用いることが望ましい。

光導波路とは、屈折率の大きいコアと、該コアの周囲に接して設けられる屈折率の小さいクラッドとにより形成され、コアに入射した光信号を該コアとクラッドとの境界で全反射を繰り返しながら伝搬するものである。また、フィルム光導波路は、コアおよびクラッドが柔軟な高分子材料からなるため柔軟性を有している。

この柔軟性を有するフィルム光導波路を光ケーブルとして用いる場合、光電変換素子（受発光素子）と位置合わせをして光結合する必要がある。受発光素子とは、電気信号を光信号に変換して発信し、光信号を受信して電気信号に変換するものであり、光入力側では発光素子、光出力側では受光素子が用いられる。この位置合わせは、光結合効率に影響を与えるため、高い精度が要求される。

光ケーブルとして光導波路を用いる場合には、パッケージに差し込み穴を設けて、光導波路を直接差し込み穴に差し込んでパッケージに固定する方法がとられている。この方法の一例が特許文献１に記載されている。

また、フレキシブル性の高い光導波路を光ケーブルとして用いる場合の光導波路の固定方法が、特許文献２および３に記載されている。具体的には、接着剤等の接着部材を利用して、光導波路を受発光素子に直接固定している。

さらに、上記特許文献１〜３とは異なる例を示すものとして、図１５（ａ），（ｂ）に、フィルム光導波路と受発光素子とを光結合してなる光伝送モジュールの一構成例を示す。

図１５（ａ），（ｂ）に示す光モジュール２００は、その光入射側もしくは光出射側端部において、光導波路２０１、受発光素子２０２、パッケージ２０３を備えて構成されている。光導波路２０１は、その端部付近においてパッケージ２０３に対して接着層２０４によって接着固定されており、光導波路２０１の端部と受発光素子２０２との相対的な位置関係は固定された状態にある。ここで、受発光素子２０２は、光導波路２０１への光入射側ではレーザダイオード等の発光素子であり、光導波路２０１からの光出射側ではフォトダイオード等の受光素子である。

パッケージ２０３は、受発光素子２０２の搭載面と光導波路２０１の固定面（接着面）とが異なる面となるような段差を有している。また、光導波路２０１の端面は、光軸（コア部の長手方向に沿った中心軸）に対して垂直とならず、斜めに切断されて光路変換ミラーを形成している。これにより、光導波路２０１のコア部を伝達されてきた信号光は、上記光路変換ミラーにて反射され、その進行方向を変えて受発光素子２０２に向けて出射される。
特開平６−８２６６０号公報（１９９４年３月２５日公開） 特開２００３−３０２５４４号公報（２００３年１０月２４日公開） 特開２００４−２１０４２号公報（２００４年１月２２日公開）

しかしながら、図１５（ａ），（ｂ）に示す上記従来の構成では、光モジュール２００の使用形態によっては、光導波路２０１をパッケージ２０３に接着固定するときの信頼性が低くなるといった問題を生じる。この理由について説明すると以下の通りである。

フレキシブル性の高い光導波路２０１は、上述したように、コアおよびクラッドが柔軟な高分子材料からなり、高い柔軟性を有する。そして、このような光導波路２０１は、そのフレキシブル性を生かして、モバイル機器のヒンジ結合部などの可動部でデータ伝送に利用されることが期待される。

しかしながら、このような可動部で利用される光導波路２０１では、当然ながら可動に伴う変形が生じる。例えば、モバイル機器のヒンジ結合部に光モジュール２００を搭載した場合、該ヒンジ部を伸ばすことによって光導波路２０１にはその光軸方向に引張力が生じる。

ここで、光導波路２０１に光軸方向の引張力が生じた場合、高い柔軟性を有する該光導波路２０１ではその変形量が大きいが、剛性の高いパッケージ２０３には変形が生じにくいため、該光導波路２０１とパッケージ２０３との接着面での剥がれ、光導波路の破壊が生じる恐れがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、柔軟性の高い光導波路がパッケージに対して安定して接合され、信頼性の高い光モジュールを実現することにある。

本発明に係る光モジュールは、前記課題を解決するために、光信号を送信または受信する光素子と、該光素子と光学的に結合して光信号を伝送する光伝送路と、該光伝送路における光信号の入出射口を含む少なくとも一方の端部および該光素子が固定される基板とを備える光モジュールにおいて、前記基板と前記光伝送路の間に、前記光伝送路が少なくとも前記光素子の光軸に対して垂直な方向に可動できる空間が設けられており、前記空間に接着剤が充填されていることを特徴としている。

前記光モジュールにおいて、光伝送路は高い柔軟性を有しているため、光伝送路の光軸方向に引張力が生じた場合、該光伝送路には該引張力による変形が生じやすい。一方で、光伝送路が接着される基板は剛性が高く変形が生じにくいため、光伝送路と基板の界面には大きなせん断力が作用する。

上記の構成によれば、前記基板と前記光伝送路の間に空間が設けられ、該空間に接着剤が充填されることによって、該接着剤は光伝送路と基板との変形量の差を接着剤の変形によって吸収できるため、光伝送路の剥がれ、光伝送路の破壊が生じにくくなり、光伝送路と基板とが安定して接合される。

また、前記光モジュールでは、前記空間の間隔が、５０μｍ以上であることが好ましい。上記の構成によれば、上記接着剤は、光伝送路と基板との変形量の差を吸収するための十分な層厚を有することができる。

また、前記光モジュールでは、前記接着剤は、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂の何れかを使用することが好ましい。特に、紫外線硬化型樹脂または可視光硬化型樹脂を使用すれば、上記の構成によれば、前記光伝送路を前記基板に搭載する工程において、安定した光学結合が実現でき、さらにその生産性を向上させることができる。

また、前記光モジュールでは、前記接着剤は、前記基板よりも弾性係数の低い樹脂であることが好ましい。上記の構成によれば、光伝送路と基板との変形量の差を接着剤の変形によって吸収しやすくなるため、光伝送路と基板とがより安定して接合される。

また、前記光モジュールでは、前記光伝送路は、前記基板と固定される部分に、前記光伝送路の光軸方向の応力に対して前記光伝送路を保持できる構造を有している構成とすることができる。

例えば、前記光伝送路を保持できる構造は、前記基板の前記光伝送路を固定する部分に前記光伝送路に向かって凸部が形成されている構成、前記基板の前記光伝送路を固定する部分が前記光伝送路の光軸方向に対してテーパ状に形成されている構成、または、前記光伝送路の前記基板に固定する部分が前記光伝送路の光軸方向に対してテーパ状に形成されている構成とすることができる。

上記の構成によれば、光伝送路がその光軸方向の引張力に抗するように保持されるため、光伝送路の剥がれが生じにくくなり、光伝送路と基板とが安定して接合される。

また、前記光モジュールでは、前記接着剤は、フィレット形状を有している構成とすることができる。

上記の構成によれば、光伝送路の剥がれ開始箇所となりやすい光伝送路と光素子との結合側との反対側において、接着層にフィレットを形成し、その部分での接着強度を上げることによって、光伝送路の剥がれが生じにくくなり、光伝送路と基板とが安定して接合される。

また、前記光モジュールでは、前記光伝送路と前記接着剤との接触面積が大きい構成とすることができる。上記の構成によれば、光伝送路と接着剤との接触面積を大きくすることで接着強度が上げられるため、光伝送路の剥がれが生じにくくなり、光伝送路と基板とが安定して接合される。

尚、前記光伝送路と前記接着剤との接触面積を大きくする具体的構造としては、例えば、基板と光伝送路との境界部において、接着剤にフィレットを形成させる構造（図８参照）や、基板において、光伝送路と光素子との結合側との反対側の縁を伸ばして形成する構造（図９参照）等が考えられる。

また、前記光モジュールでは、前記光伝送路は、その幅方向における少なくとも一つの面に伸縮性の小さい補強材料を有している構成とすることができる。

上記の構成によれば、前記光伝送路の光軸方向に引張力が生じたとしても、該光伝送路は補強材料によってその変形が阻まれるため、該光伝送路自体に変形が生じにくい。このため、光伝送路の剥がれが生じにくくなり、光伝送路と基板とが安定して接合される。

本発明に係る光モジュールは、以上のように、光信号を送信または受信する光素子と、該光素子と光学的に結合して光信号を伝送する光伝送路と、該光伝送路における光信号の入出射口を含む少なくとも一方の端部および該光素子が固定される基板とを備える光モジュールにおいて、前記基板と前記光伝送路の間に、前記光伝送路が少なくとも前記光素子の光軸に対して垂直な方向に可動できる空間が設けられており、前記空間に接着剤が充填されている構成である。

それゆえ、前記基板と前記光伝送路の間に空間が設けられ、該空間に接着剤が充填されることによって、該接着剤は光伝送路と基板との変形量の差を接着剤の変形によって吸収できるため、光伝送路の剥がれが生じにくくなり、光伝送路と基板とが安定して接合されるといった効果を奏する。また、光素子と光伝送路を直接アライメント接合できるため、成形部品等の安価な部材を使用し、大幅にコストダウンすることができる。

本発明の一実施形態について、図１〜図１４を用いて以下に説明する。先ず、本実施の形態に係る光モジュールの一構造例を図１（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図１（ａ）は光モジュール１の概略構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

光モジュール１は、その端部付近において、大略的に、光導波路（光伝送路）１０、受発光素子（光素子）１１、パッケージ（基板）１２を備えて構成されている。光導波路１０は、ポリマー導波路であることが好ましく、さらには、フレキシブル性を有することが好ましい。光導波路１０の端部はパッケージ１２に対して接着剤１３によって接着固定されており、光導波路１０の端部と受発光素子１１との相対的な位置関係は固定された状態にある。さらに、光モジュール１は、受発光素子１１が出力する電気信号の取り出しを容易にするため、電気配線や電気接続部を備えていてもよい。また、受発光素子１１は、光導波路１０への光入射側ではレーザダイオード等の発光素子であり、光導波路１０からの光出射側ではフォトダイオード等の受光素子である。

光導波路１０は、屈折率の大きい材料からなるコア部１０ａと、該コア部１０ａの周囲に接して設けられ、屈折率の小さい材料からなるクラッド部１０ｂとにより形成される。光導波路１０では、コア部１０ａに入射した光信号は、コア部１０ａとクラッド部１０ｂとの境界で全反射を繰り返しながら伝搬される。コア部１０ａおよびクラッド部１０ｂは、柔軟性を有する高分子材料からなるものであるため、光導波路１０は柔軟性を有している。尚、以下の説明では、光導波路１０の端部付近において、光導波路１０の長手方向（光軸方向）をX軸方向とし、パッケージ１２における受発光素子１１の搭載面の法線方向をＹ軸方向とする。

光導波路１０における端面は光軸（X軸）に対して垂直とならず、斜めに切断されて光路変換ミラーを形成している。具体的には、光導波路１０の端面は、ＸＹ平面に対して垂直であり、かつ、Ｘ軸に対しては角度θ（θ＜９０°）をなすように傾斜されている。

これにより、光導波路１０における光の出射側では、コア部１０ａを伝達されてきた信号光は、光路変換ミラーにて反射され、その進行方向を変えて受光素子１１に向けて出射される。また、光導波路１０における光の入射側では、発光素子１１から出射された信号が光路変換ミラーにて反射され、その進行方向を変えてコア部１０ａを伝達される。

光モジュール１は、パッケージ１２上に受発光素子１１を実装した後、該受発光素子１１と光導波路１０の端部とが光学的に結合されるように、受発光素子１１と光導波路１０との間に空間を設けて配置させ、前記空間に接着剤１３を充填し、該接着剤１３を硬化させることによって製造される。

光モジュール１において、光導波路１０はパッケージ１２の面１２ａに搭載され、接着剤１３によってパッケージ１２に接着固定される。ここで、図１５（ｂ）に示すような従来構造であれば、光導波路２０１とパッケージ２０３とを接着する接着層２０４はごく薄いものである。これは、光導波路２０１の下面（接着面）をパッケージ２０３上面とほぼ一致させることで、光導波路２０１のＹ軸方向の位置決めを行うためである。

これに対し、本実施の形態に係る光モジュール１では、接着剤１３の役割は、光導波路１０はパッケージ１２に接着固定することにとどまらない。すなわち、光モジュール１では、パッケージ１２と光導波路１０との間に、光導波路１０が少なくともその光軸に対して垂直な方向に可動できる空間が設けられており、該空間において接着剤１３が充填されることを特徴とする。このように、光モジュール１では、パッケージ１２と光導波路１０との間に従来よりも大きな空間を設け、該空間を接着剤１３で充填することによって、柔軟性の高い光導波路１０をパッケージ１３に対して安定して接合することができるが、その理由を説明すると以下の通りである。

光モジュール１において、光導波路１０は高い柔軟性を有しているため、光導波路１０の光軸（Ｘ軸）方向に引張力が生じた場合、該光導波路１０には該引張力による変形が生じやすい。一方で、光導波路１０が接着されるパッケージ１２は剛性が高く変形が生じにくいため、接着剤１３には大きなせん断力が作用する。この時、従来構成のように接着層の層厚が薄い場合には、上記せん断力が作用する接着層において変形は殆ど見込めないため、光導波路とパッケージとの変形量の差を接着層が吸収できず剥がれや光導波路の破壊が生じやすい。これに対し、パッケージ１２と光導波路１０との間の空間を接着剤１３で充填する場合、該接着剤１３は光導波路１０とパッケージ１２との変形量の差を接着剤１３自身の変形によって吸収できるため、光導波路１０の剥がれが生じにくくなり、光導波路１０とパッケージ１２とが安定して接合される。

接着剤１３が光導波路１０とパッケージ１２との変形量の差を吸収するためには、該接着剤１３はパッケージ１２よりも弾性係数の低い樹脂である必要があるが、光導波路１０（特にクラッド層）と同等もしくはより低い弾性係数とすることが好ましい。このため、接着剤１３には、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、ブチル系等の樹脂が好適に使用できる。また、接着剤１３が光導波路１０とパッケージ１２との変形量の差を吸収できる十分な層厚を有するように、パッケージ１２と光導波路１０との間の空間の間隔が５０μｍ以上であることが好ましい。

尚、接着剤１３は、通常、紫外線硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂が用いられるが、生産性を上げるためには紫外線硬化型樹脂または可視光硬化型樹脂を用いることが好ましい。また、硬化前の接着剤１３によって光導波路１０とパッケージ１２とが仮接着された状態で光導波路１０がアライメントされ、アライメント完了後に接着剤１３が硬化させられる。

また、パッケージ１２における光導波路１０の搭載面１２ａには、光導波路１０をはめ込むための溝部１２ｂが設けられている。この溝部は、従来では光導波路の幅とほぼ同じ（若干のクリアランスを有する）であり、該溝部に光導波路をはめ込むことで、光導波路の幅方向（ＸＹ平面に直交する方向）の位置決めがされるようになっている。

一方、本実施の形態にかかる光モジュール１では、溝部１２ｂの幅方向においても、光導波路１０とパッケージ１２との間に空間が設けられており、光導波路１０とパッケージ１２との幅方向（ＸＹ平面に直交する方向）のクリアランスは、アライメント時の可動量よりも大きくなっている。そして、図２に示すように、このクリアランス部分においても接着剤１３が充填されるため、光導波路１０とパッケージ１２とのより安定した接合が得られる。尚、図２は、図１（ｂ）におけＢ−Ｂ断面図である。

光モジュール１においては、光導波路１０は、パッケージ１２と固定される部分に、光導波路１０の光軸（X軸）方向の応力に対して該光導波路１０を保持できる構造を有していてもよい。

例えば、図３に示すように、切り欠け等の位置決め部を光導波路１０に設け、パッケージ１２の光導波路１０を固定する部分には該光導波路１０に向かって凸部が形成され、該切り欠け部をパッケージ１２側の凸部と係合させてＸ軸方向の応力に対して該光導波路１０を保持しても良い。

あるいは、接着剤１３が充填される空間部において、パッケージ１２の光導波路１０を固定する部分が該光導波路１０の光軸方向に対してテーパ状に形成されている構成（図４（ａ）参照）としても良い。または、接着剤１３が充填される空間部において、光導波路１０のパッケージ１２に固定される部分が該光導波路１０の光軸方向に対してテーパ状に形成されている構成（図４（ｂ）参照）としても良い。さらにパッケージ及び光導波路両方をテーパ状にして組み合わせてもよい（図４（ｃ）参照）。

上記説明における光モジュール１では、接着剤１３の層厚を厚くし、かつ、接着剤１３の弾性係数をパッケージ１２よりも低くすることによって、光導波路１０とパッケージ１２との剥がれを防止する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の様々な変形例も考えられる。以下に、本発明に係る光モジュールの変形例を示す。

図５（ａ），（ｂ）に示す光モジュール２は、光導波路１０、受発光素子１１、パッケージ２２を備えて構成されており、光導波路１０はパッケージ２２に対して接着剤２３によって接着固定されている。ここで、光モジュール２では、パッケージ２２における光導波路１０との接触部分２２ａが、柔軟性の高い材料で構成されている。接触部分２２ａの弾性係数は、パッケージ１２の弾性係数以下が好ましく、さらには光導波路１０の弾性係数以下ならなおよい。

したがって、図５（ａ），（ｂ）に示す光モジュール２では、光導波路１０の光軸（Ｘ軸）方向に引張力が生じた場合、該光導波路１０に生じる変形に伴って、パッケージ２２の接触部分２２ａにおいて変形が生じやすい。すなわち、光導波路１０とパッケージ２２との変形量の差が発生せず、剥がれが生じにくくなるため、光導波路１０とパッケージ２２とが安定して接合される。

図６に示す光モジュール３は、光導波路３０、受発光素子１１、パッケージ１２を備えて構成されており、光導波路３０はパッケージ１２に対して接着剤１３によって接着固定されている。モジュール３では、光導波路３０は、その幅方向（ＸＹ平面に直交する方向）における両側を伸縮性の小さい補強材料３０ａによって挟まれている。これにより、光導波路３０の光軸（Ｘ軸）方向に引張力が生じたとしても、該光導波路１０自体変形が生じにくくなるため、光導波路１０の剥がれが生じにくくなり、光導波路３０とパッケージ１２とが安定して接合される。

尚、補強材料３０ａは、少なくとも光導波路３０とパッケージ１２との接触領域において光導波路３０を挟んでいれば良い。また、図６の構成では、補強材料３０ａは、光導波路３０の幅方向における両側を挟んでいるが、本発明はこれに限定されるものではなく、光導波路１０は、その幅方向における少なくとも一つの面に伸縮性の小さい補強材料を有している構成であってもよい。

また、図示は省略するが、光導波路とパッケージとの接着部分に界面処理、ＵＶ洗浄、コロナ放電、プラズマ処理、プライマ塗布等を施し、接着強度を上げることも、光導波路の剥がれが生じにくくするための有効な手段である。

図７に示す光モジュール４は、光導波路１０、受発光素子１１、パッケージ４２を備えて構成されており、光導波路１０はパッケージ４２に対して接着剤１３によって接着固定されている。光モジュール４では、光導波路１０がパッケージ４２に対して２つの接着面４２ａ，４２ｂにおいて接着されている。ここで、接着面４２ａは受発光素子１１との結合端部に近い側の接着面であり、接着面４２ｂは受発光素子１１との結合端部から遠い側の接着面である。尚、図７では、接着面４２ａ，４２ｂは、同一のパッケージ４２に形成されているが、接着面４２ｂは、該光モジュールとは別の部位に設けられていても良い。

この場合、光導波路１０の引張力が作用しても、接着面４２ｂ側にのみ作用し、接着面４２ａ側には殆ど作用しない。これにより、光導波路１０の光軸（Ｘ軸）方向に引張力が生じたとしても、該光導波路１０は少なくとも接着面４２ａ側において剥がれが生じにくくなり、光導波路１０とパッケージ４２とが安定して接合される。

図８に示す光モジュール５は、光導波路１０、受発光素子１１、パッケージ１２を備えて構成されており、光導波路１０はパッケージ１２に対して接着剤５３によって接着固定されている。光モジュール５では、接着剤５３において、パッケージ１２と光導波路１０との境界部にフィレットが設けられている。尚、ここでいうフィレットとは、塗布された硬化前の接着剤が光導波路１０との界面において表面張力によって盛り上がっている部分を指す。

ここで、光導波路１０に引張力が作用した場合の該光導波路１０の剥がれは、光導波路１０と受発光素子１１との結合側との反対側における応力集中によって発生すると考えられる。これに対して、図８に示す光モジュール５では、光導波路１０の剥がれ開始箇所となりやすい光導波路１０と受発光素子１１との結合側との反対側において、接着剤５３にフィレットを形成し、その部分での接着強度を上げることによって、光導波路１０の剥がれが生じにくくなり、光導波路１０とパッケージ２２とが安定して接合される。

また、図９に示す光モジュール６は、光導波路１０、受発光素子１１、パッケージ６２を備えて構成されており、光導波路１０はパッケージ６２に対して接着剤１３によって接着固定されている。光モジュール６では、パッケージ６２において、光導波路１０と受発光素子１１との結合側との反対側で、パッケージ６２と接着剤１３との界面を形成する部分で該パッケージ６２の縁が光導波路１０の光軸の外側に伸ばして形成されている。この構成によっては、光導波路１０と接着剤１３との接触面積を大きくすることができ、接着強度が上げられるため、光導波路１０の剥がれが生じにくくなり、光導波路１０とパッケージ６２とが安定して接合される。

また、図１０に示す光モジュール７は、光導波路７０、受発光素子１１、パッケージ１２を備えて構成されており、光導波路７０はパッケージ１２に対して接着剤１３によって接着固定されている。光モジュール７では、光導波路７０において開口部７０ａが設けられており、接着剤１３をなす接着剤は、該開口部７０ａ内をも充填する。この時、開口部７０ａは、クラッド部にのみ形成され、コア部にはかからない箇所に形成される。

このように、光導波路７０において開口部７０ａを形成し、該開口部７０ａ内を接着剤１３で充填することで、光導波路７０の引張力が作用しても、開口部７０ａ内に充填される接着剤１３が該引張力に対する抗力となるため、該光導波路７０の剥がれが生じにくくなり、光導波路７０とパッケージ１２とが安定して接合される。

上記説明における光モジュールは、光伝送路である光導波路の両端に受光素子および発光素子を備えることで、光伝送モジュールとして機能できる。図１１は、本実施形態に係る光伝送モジュールの概略構成を示している。同図に示すように、光伝送モジュールは、光送信処理部８１、光受信処理部８２、および光導波路８３を備えている。

光送信処理部８１は、発光駆動部８５および発光部８６を備えた構成となっている。発光駆動部８５は、外部から入力された電気信号に基づいて発光部８６の発光を駆動する。この発光駆動部８５は、例えば発光駆動用のＩＣ（Integrated Circuit）によって構成される。なお、図示はしていないが、発光駆動部８５には、外部からの電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。

発光部８６は、発光駆動部８５による駆動制御に基づいて発光する。この発光部８６は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity-Surface Emitting Laser）などの発光素子によって構成される。発光部８６から発せられた光は、光信号として光導波路８３の光入射側端部に照射される。

光受信処理部８２は、増幅部８７および受光部８８を備えた構成となっている。受光部８８は、光導波路８３の光出射側端部から出射された光信号としての光を受光し、光電変換によって電気信号を出力する。この受光部８８は、例えばＰＤ（Photo-Diode）などの受光素子によって構成される。

増幅部８７は、受光部８８から出力された電気信号を増幅して外部に出力する。この増幅部８７は、例えば増幅用のＩＣによって構成される。なお、図示はしていないが、増幅部８７には、外部へ電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。

光導波路８３は、上述したように発光部８６から出射された光を受光部８８まで伝送する媒体である。

本発明の光伝送モジュールは、例えば以下のような応用例に適用することが可能である。尚、以下に説明する応用例では、本発明の光伝送モジュールにおいて、光導波路１０のみを図示しており、他の部分は図示を省略している。

まず、第一の応用例として、折り畳み式携帯電話，折り畳み式ＰＨＳ（Personal Handyphone System），折り畳み式ＰＤＡ（Personal Digital Assistant），折り畳み式ノートパソコン等の折り畳み式の電子機器におけるヒンジ部に用いることができる。

図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、光導波路１０を含む光伝送モジュールを折り畳み式携帯電話１００に適用した例を示している。すなわち、図１８（ａ）は光導波路１０を内蔵した折り畳み式携帯電話１００の外観を示す斜視図である。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示した折り畳み式携帯電話１００における、光導波路１０が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、折り畳み式携帯電話１００における本体１００ａ側に設けられた制御部１０１と、本体の一端にヒンジ部を軸として回転可能に備えられる蓋（駆動部）１００ｂ側に設けられた外部メモリ１０２，カメラ部（デジタルカメラ）１０３，表示部（液晶ディスプレイ表示）１０４とが、それぞれ光導波路１０によって接続されている。

図１２（ｃ）は、図１２（ａ）におけるヒンジ部（破線で囲んだ部分）の透視平面図である。この図に示すように、光導波路１０は、ヒンジ部における支持棒に巻きつけて屈曲させることによって、本体側に設けられた制御部と、蓋側に設けられた外部メモリ１０２，カメラ部１０３，表示部１０４とをそれぞれ接続している。

光導波路１０を、これらの折り畳み式電子機器に適用することにより、限られた空間で高速、大容量の通信を実現できる。したがって、例えば、折り畳み式液晶表示装置などの、高速、大容量のデータ通信が必要であって、小型化が求められる機器に特に好適である。

第２の応用例として、光導波路１０を含む光伝送モジュールは、印刷装置（電子機器）におけるプリンタヘッドやハードディスク記録再生装置における読み取り部など、駆動部を有する装置に適用できる。

図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、光導波路１０を印刷装置１１０に適用した例を示している。図１３（ａ）は、印刷装置１１０の外観を示す斜視図である。この図に示すように、印刷装置１１０は、用紙１１２の幅方向に移動しながら用紙１１２に対して印刷を行うプリンタヘッド１１１を備えており、このプリンタヘッド１１１に光導波路１０の一端が接続されている。

図１３（ｂ）は、印刷装置１１０における、光導波路１０が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、光導波路１０の一端部はプリンタヘッド１１１に接続されており、他端部は印刷装置１１０における本体側基板に接続されている。なお、この本体側基板には、印刷装置１１０の各部の動作を制御する制御手段などが備えられる。

図１３（ｃ）および図１３（ｄ）は、印刷装置１１０においてプリンタヘッド１１１が移動（駆動）した場合の、光導波路１０の湾曲状態を示す斜視図である。この図に示すように、光導波路１０をプリンタヘッド１１１のような駆動部に適用する場合、プリンタヘッド１１１の駆動によって光導波路１０の湾曲状態が変化するとともに、光導波路１０の各位置が繰り返し湾曲される。

したがって、本実施形態にかかる光導波路１０は、これらの駆動部に好適である。また、光導波路１０をこれらの駆動部に適用することにより、駆動部を用いた高速、大容量通信を実現できる。

図１４は、光導波路１０をハードディスク記録再生装置１２０に適用した例を示している。

この図に示すように、ハードディスク記録再生装置１２０は、ディスク（ハードディスク）１２１、ヘッド（読み取り、書き込み用ヘッド）１２２、基板導入部１２３、駆動部（駆動モータ）１２４、光導波路１０を備えている。

駆動部１２４は、ヘッド１２２をディスク１２１の半径方向に沿って駆動させるものである。ヘッド１２２は、ディスク１２１上に記録された情報を読み取り、また、ディスク１２１上に情報を書き込むものである。なお、ヘッド１２２は、光導波路１０を介して基板導入部１２３に接続されており、ディスク１２１から読み取った情報を光信号として基板導入部１２３に伝搬させ、また、基板導入部１２３から伝搬された、ディスク１２１に書き込む情報の光信号を受け取る。

このように、光導波路１０をハードディスク記録再生装置１２０におけるヘッド１２２のような駆動部に適用することにより、高速、大容量通信を実現できる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の実施形態を示すものであり、（ａ）は光モジュールの要部構成を示す平面図、（ｂ）は光モジュールの要部構成を示す断面図である。 図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、（ａ）は光モジュールの要部構成を示す平面図、（ｂ）は光モジュールの要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、光モジュールの要部構成を示す平面図である。 本実施形態に係る光伝送モジュールの概略構成を示す図である。 （ａ）は、本実施形態に係る光伝送モジュールを備えた折り畳み式携帯電話の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、上記光伝送路が適用されている部分のブロック図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、ヒンジ部の透視平面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る光伝送モジュールを備えた印刷装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した印刷装置の主要部を示すブロック図であり、（ｃ）および（ｄ）は、印刷装置においてプリンタヘッドが移動（駆動）した場合の、光伝送路の湾曲状態を示す斜視図である。 本実施形態に係る光伝送モジュールを備えたハードディスク記録再生装置の外観を示す斜視図である。 従来の光モジュールを示すものであり、（ａ）は光モジュールの要部構成を示す平面図、（ｂ）は光モジュールの要部構成を示す断面図である。

符号の説明

１，２，３，４，５，６，７ 光モジュール
１０，３０，７０ 光導波路（光伝送路）
１１ 受発光素子（光素子）
１２，２２，４２，６２ パッケージ（基板）
１３，２３，５３ 接着剤

Claims (18)

1. 光信号を送信または受信する光素子と、該光素子と光学的に結合して光信号を伝送する光伝送路と、該光伝送路における光信号の入出射口を含む少なくとも一方の端部および該光素子が固定される基板とを備える光モジュールにおいて、
   前記基板と前記光伝送路の間に、前記光伝送路が少なくとも前記光素子の光軸に対して垂直な方向に可動できる空間が設けられており、
   前記空間に接着剤が充填されていることを特徴とする光モジュール。
2. 前記空間の間隔が、５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記接着剤は、紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
4. 前記接着剤は、可視光硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
5. 前記接着剤は、熱硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
6. 前記接着剤は、前記基板よりも弾性係数の低い樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
7. 前記光伝送路は、ポリマー導波路であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
8. 前記ポリマー導波路は、フレキシブル性を有することを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
9. 前記光伝送路は、前記基板と固定される部分に、前記光伝送路の光軸方向の応力に対して前記光伝送路を保持できる構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
10. 前記光伝送路を保持できる構造は、前記基板の前記光伝送路を固定する部分に前記光伝送路に向かって凸部が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光モジュール。
11. 前記光伝送路を保持できる構造は、前記基板の前記光伝送路を固定する部分が前記光伝送路の光軸方向に対してテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光モジュール。
12. 前記光伝送路を保持できる構造は、前記光伝送路の前記基板に固定する部分が前記光伝送路の光軸方向に対してテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光モジュール。
13. 前記接着剤は、前記基板と前記光伝送路との境界部にフィレット形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
14. 前記光伝送路と前記接着剤との接触面積が大きいことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
15. 前記光伝送路は、その幅方向における少なくとも一つの面に伸縮性の小さい補強材料を有していることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
16. 光伝送路の端部の一方に発光機能を備えた光素子を備えた請求項１ないし１５に記載の光モジュールを備え、他方の端部に受光機能を備えた光素子を備えた請求項１ないし１５に記載の光モジュールを備えたことを特徴とする光伝送モジュール。
17. 請求項１６に記載の光伝送モジュールを備えたことを特徴とする電子機器。
18. 光信号を送信または受信する光素子と、該光素子と光学的に結合して光信号を伝送する光伝送路と、該光伝送路における光信号の入出射口を含む少なくとも一方の端部および該光素子が固定される基板とを備える光モジュールの製造方法において、
    前記基板上に前記光素子を実装する工程と、
    前記基板上に実装された前記光素子と前記光伝送路の端部を光学的に結合させ、前記光素子と前記光伝送路の間に空間を設けて配置させる工程と、
    前記空間に接着剤を充填し、硬化させる工程と、
    を含む光モジュールの製造方法。