JP3985594B2 - 導光路の位置決め固定方法および光伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号を伝播する導光路の位置決め固定方法および光伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、導光路の一端に複数の段差を階段状に設けるように形成し、導光路の他端に、入出射部から入射された信号光を複数の入出射部を含む領域に反射する反射部を設け、複数の入出射部の端部が斜めに切断された形状とし、受光素子及び発光素子を１つの入出射部の投影面内にそれぞれ１つずつ配置する、という光信号伝達装置が提案されている（例えば特開２００２−６２４５７公報）。
【０００３】
図１は、この種の光伝送装置の一例を示す図である。図１に示すように、光伝送装置１０は、直方体形状の一端に傾斜面１１を有する階段状の段差部１２が形成され、他端に光信号のミキシング部３が形成された導光路１を有する。ミキシング部３の端面には光反射部２が配置されている。段差部１２における傾斜面１１（本例では、４５度面）の導光路平面への投影面が光信号の入出射部１３とされる。この入出射部１３は、導光路１の上面方向に配置される図示しない発光素子または受光素子と光学的に結合可能とされている。
【０００４】
このような光伝送装置１０において、ある広がり角を有する発光素子からの信号光は、入出射部１３より入射され、その傾斜面１１で反射されて、導光路１内の上下面及び側面で反射を繰り返し伝播する。反射部２に到達した光信号は反射され、再び導光路１内を逆方向に上下面及び側面で反射を繰り返しながら伝播し、各段差部１２の傾斜面１１で反射され、入出射部１３を介して上方へ出射される。
【０００５】
図２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ導光路の端面に配置される反射部の構成例を示す図である。図２（ａ）は、導光路２１の端面に直接アルミニウム（Ａｌ）などの金属をスパッタ（蒸着）し反射部２２を形成したものである。この場合、導光路と反射部との間に空気層が存在しないため、フレネル反射による損失は生じない。図２（ｂ）は、光拡散層一体型導光路２３の端面に反射部２２を設けたものである。この場合、光拡散層一体型導光路と反射部との間に空気層が存在しないため、フレネル反射による損失は生じない。図２（ｃ）は、導光路２１と反射型光拡散層２４を接着剤２５を用いて一体化させたものである。さらに接着剤の屈折率を導光路と反射型光拡散層の屈折率とマッチングさせることで、フレネル損失を低減することができる。図２（ｄ）は、導光路２１と反射型拡散層２４をマッチングオイル２６を用いて屈折率マッチングさせたものである。屈折率マッチングされているため、フレネル損失を低減することができる。以上のように構成することにより、導光路と反射部との間で生じるフレネル損失をゼロまたは低減することが可能となるため、反射型光分岐装置における光伝送効率を向上させることができる。
【０００６】
図３は、この種の導光路をプリント配線基板に固定した場合の例を示す図である。本例では、図示のように、プリント配線基板３１には、階段状に形成された複数の段差部に光信号の入出射部を有する導光路３２と電子回路３３が配置されている。また、プリント配線基板３１には、コネクタ３４を介して複数の回路基板３７が取り付けられている。コネクタ３４には受光素子３５および発光素子３６が配置されている。導光路の各入出射部が受光素子および発光素子（受発光素子）と高効率で光結合可能なように、導光路３２はプリント配線基板３１に精度よく位置決めされ、固定される必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来は、導光路が比較的固い材質で作製されているため、導光路の形状及び寸法を精度よく作製し、バネを用いて導光路の一方向から力をかけて導光路全体を固定する方法がとられている。このため、高精度に作製された導光路が必要となり、導光路作製装置も含めて光伝送装置のコストが高くなってしまうという問題が生じる。また、伝送速度の高速化を図る場合、受光素子の受光面積に対する高速応答性の観点から、受光面積の小さな受光素子が採用される。そこで受光素子と導光路の結合損失を小さくしようとすると、導光路はより薄くしなければならない。しかし、導光路が薄くなるにつれて導光路はフレキシブルなものとなり、従来の方法では導光路を固定することが困難となる。
【０００８】
従って本発明の目的は、薄い導光路でも高精度に位置決め固定することができる導光路の位置決め固定方法および光伝送装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、階段状に形成された複数の段差部に光信号の入出射部を有する導光路の位置決め固定方法であって、導光路を保持する保持部材に導光路を配置し、導光路の段差部毎に保持部材に対して位置決めおよび固定を行う導光路の位置決め固定方法により、達成される。
【００１０】
ここで、前記位置決めは各段差部に形成された突起により行うことができる。この場合、前記固定は前記突起に押し当てられるバネにより行うことができる。また、前記位置決めは各段差部と前記保持部材の端面とにより行うことができる。この場合、前記固定は各段差部および保持部材を押さえる押さえ部材により行うことができる。さらに、前記固定は各入出射部に押し当てられる受発光素子により行うことができる。この場合、受発光素子のパッケージ部分が各入出射部に押し当てられることが望ましい。
【００１１】
また、本発明に係る光伝送装置は、階段状に形成された複数の段差部に光信号の入出射部を有し各段差部に位置決め用の突起を有する導光路と、導光路が配置される凹部を有する保持部材と、各段差部の突起と保持部材の凹部端面との間に設けられたバネとを備える。さらに、本発明に係る光伝送装置は、階段状に形成された複数の段差部に光信号の入出射部を有する導光路と、導光路が配置される凹部を有する保持部材と、各段差部を押さえる押さえ部材とを備える。
このように構成することにより、薄い導光路でも高精度に、例えばプリント配線基板や導光路モジュール等の保持部材に位置決め固定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図４は本発明に係る光伝送装置の一実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は導光路部分の側面図である。本実施例は、図示のように、導光路４１と、導光路が配置される凹部を有するプリント配線基板４２とを備える。導光路４１は、階段状に形成された複数の段差部４３に光信号の入出射部を有し、また各段差部に突起４４を有する。導光路４１は、突起４４によりプリント配線基板４２の凹部に位置決めされる。さらに、突起４４とプリント配線基板４２の凹部端面との間にバネ４５が設けられている。導光路４１の固定はこのバネ４５を突起４４に押し当てることにより行う。これにより、図４（ｂ）に示すように、導光路４１が薄くてフレキシブルなものであっても、導光路の各段差部４３は高精度に位置決めされ、固定される。
【００１３】
図５は、本発明に係る光伝送装置の他の実施例を示す図である。本実施例は、図示のように、導光路５１と、導光路が配置される凹部を有する導光路モジュール５２とを備える。導光路５１は、階段状に形成された複数の段差部５３に光信号の入出射部を有する。導光路モジュール５２は、導光路と対応する形状の凹部を有する。導光路５１の位置決めは、導光路５１を、対応する形状を有する凹部に配置することにより行われる。導光路５１の固定は、各段差部５３とその近傍の導光路モジュール５２の両者を押さえる押さえ板５４により行われる。すなわち、本実施例では、位置決めは導光路の入出射部に形成された階段そのもので行い、固定は押さえ板等を用いて行い、導光路の入出射部毎に導光路を導光路モジュールに位置決め固定している。
【００１４】
図６は、本発明に係る光伝送装置の他の実施例を示す図である。本実施例は、図示のように、導光路６１と、導光路が配置される凹部を有する導光路モジュール６２とを備える。導光路６１は、階段状に形成された複数の段差部６３に光信号の入出射部を有する。導光路モジュール６２は、導光路と対応する形状の凹部を有する。導光路６１の位置決めは、導光路６１を、対応する形状を有する凹部に配置することにより行われる。導光路６１の固定は、各段差部６３の入出射部に対応して配置される受発光素子６４を押し当てることにより行われる。すなわち、位置決めは導光路の入出射部の外形で行い、固定は、導光路と光結合される受発光素子を導光路に押し当てることにより行う。導光路は各段差部５３の入出射部毎に導光路モジュールに位置決め固定される。この場合、受発光素子（受光素子および発光素子）のパッケージ部分が各入出射部に押し当てられることが望ましい。
【００１５】
図７は、本光伝送装置に用いられる光コネクタの一例を示す正面図である。図示のとおり、光コネクタ７１にはＰＤ等の受光素子７２およびＬＤ等の発光素子７３が内蔵されている。
【００１６】
図８は、導光路と光コネクタの配置の一例を示す図である。本例では、６ビット分の導光路８１がベース８２に固定されている。また、ベース８２は開口部を有し、そこに光コネクタ８３が挿入される。これにより、導光路８１に形成された複数の段差部の光入出射部が光コネクタ８３の受光素子または発光素子と光学的に結合可能とされる。ここで、ベース８２に対する導光路８１の位置決めおよび固定は、上述した図４〜図６の方法を用いて行うことができる。
【００１７】
ここに記述した位置決め方法と固定方法の組み合わせは一例を示したものであり、本発明はこれらの組み合わせに限定されるものではない。
以上のように構成することにより、導光路をたるませることが可能なほどフレキシブルに作製した場合であっても、導光路の光入出射部毎に導光路とプリント配線基板または導光路モジュールを位置決めすることにより、導光路と受発光素子との位置ずれによる損失を低減することが可能となり、光伝送効率を向上することができる。導光路の形状及び寸法は従来に比べて精度よく作製する必要がなくなる。これにより導光路の製造コストを低減し、安価な光伝送装置を提供することが可能となる。さらに高速伝送に対応して導光路が薄型になっても、導光路と受発光素子が高効率に光結合された光伝送装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、薄い導光路でも高精度に位置決め固定することができる導光路の位置決め固定方法および光伝送装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光伝送装置の一例を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ導光路の端面に配置される反射部の構成例を示す図である。
【図３】導光路をプリント配線基板に固定した場合の例を示す図である。
【図４】本発明に係る光伝送装置の一実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は導光路部分の側面図である。
【図５】本発明に係る光伝送装置の他の実施例を示す図である。
【図６】本発明に係る光伝送装置の他の実施例を示す図である。
【図７】光伝送装置に用いられる光コネクタの一例を示す正面図である。
【図８】導光路と光コネクタの配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
４１ 導光路
４２ プリント配線基板
４３ 段差部
４４ 突起
４５ バネ

Claims (4)

1. 階段状に形成された複数の段差部に光信号の入出射部を有する導光路の位置決め固定方法であって、導光路を保持する保持部材に導光路を配置し、導光路の段差部毎に保持部材に対して位置決めおよび固定を行うものであり、前記位置決めが各段差部に形成された突起により行われ、前記固定が前記突起に押し当てられるバネにより行われることを特徴とする導光路の位置決め固定方法。
2. 階段状に形成された複数の段差部に光信号の入出射部を有する導光路の位置決め固定方法であって、導光路を保持する保持部材に導光路を配置し、導光路の段差部毎に保持部材に対して位置決めおよび固定を行うものであり、前記位置決めが前記導光路をそれに対応する形状を有する前記保持部材の凹部に配置することで各段差部と前記保持部材の凹部端面とにより行われ、前記固定が各段差部および保持部材を押さえる押さえ板により行われることを特徴とする導光路の位置決め固定方法。
3. 階段状に形成された複数の段差部に光信号の入出射部を有し各段差部に位置決め用の突起を有する導光路と、導光路が配置される凹部を有する保持部材と、各段差部の突起と保持部材の凹部端面との間に設けられ前記突起に押し当てられたバネとを備えたことを特徴とする光伝送装置。
4. 階段状に形成された複数の段差部に光信号の入出射部を有する導光路と、導光路が配置される凹部を有する保持部材と、各段差部および保持部材を押さえて導光路を固定する押さえ板とを備えたことを特徴とする光伝送装置。

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