JPH01113704A - 光回路板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、光伝送に利用される光回路板に関する。

〔背景技術〕

光学測定、センシング等に用いられる光学機器では、外
部光学系からの光を受光素子に導いたり、発光素子から
の光を外部光学系に導いたりするために、所望の光回路
が構成されている。光回路は、受光素子、発光素子、光
回路板、レンズ、反射板（または反射鏡）等の光学部品
を適宜組み合わせで配置することにより構成されている
。

光回路板は、従来、半導体結晶、誘電体結晶、ガラス、
プラスチック等の材料を用いたものが種々提案されてい
る。、第６図は、従来の光回路板を用いた光回路の１例
を示す。図にみるように、この光回路板５１は、先導波
路となるコア５３が基板５２と平行に設けられていて、
コア５３の端面５４．５５がコア５３の長さ方向（図中
、横方向）に対し垂直になって外部へ臨んでいる。この
ため、光の入射および出射の方向は、光回路板を含む平
面内に附られる。たとえば、コア５３で光を導く場合、
部品点数を少なくするためには、コア５３の一方の端面
５４に光源５６を対面させるとともに、もう一方の端面
５．５に受光器５７を対面させる必要がある。また、１
つの光源５６からの光５８を２経路に分けて、別々の受
光器５７，５９にそれぞれ入射させる場合には、分光器
６０や光の向きを変える反射板６１等が必要であり、部
品点数の増加を招く。６２は、レンズである。

このように、従来の光回路板を用いて光回路を構成する
場合、光学部品の相対的な位置関係に制約があり、使用
する光学部品、特に発光素子、の点数が増加するという
問題点、あるいは、機器の小型化ができないという問題
点がある。これらの問題点は、機能の高い複雑な光学系
を構成する場合に、さらに大きくなる。

〔発明の目的〕

この発明は、以上のことに鑑みて、光回路の部品数を少
なくすることができ、小さいスペースで光回路を構成す
ることができる光回路板を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

この発明は、上記目的を達成するために、光導波路とな
るコアが基板に埋設されてなる光回路板において、前記
コアが傾斜端面を有していて、入射した光が前記傾斜端
面により反射光と透過光の２以上の光に分かれるように
なっていることを特徴とする光回路板を要旨とする。

以下に、この発明を、その実施例を表す図面を参照しな
がら詳しく説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）は、この発明にかかる光回路
板の第１実施例を表す。これらの図にみるように、この
光回路板１は、基板２の中に、先導波路となるコア３が
その片面を基板２表面に臨むように埋設されてなってい
る。コア３は、はぼ逆ト字形となって基板２と平行にな
っている。コア３の３つの端面のうち、２つの端面ば、
光回路板１の１つの側面と１つの端面にそれぞれ向かう
垂直な端面３ａ、３ｂであり、他の１つの端面ば、基板
２内に埋没している傾斜端面４である。端面３ｂも基板
２内に埋没している。傾斜端面４は、光回路板１の厚み
方向（第１図（ｔｌｌ中、縦方向）に４５゜の角度をな
すとともに、コア３の直線部の長さ方向（第１図（ｂｌ
中、横方向）に４５°の角度をなしている。

第２図は、上記第１実施例の光回路板１を使用した光回
路（光学系）の１例を表す。この光回路は、光回路板１
、光源５、反射板７が付設されたレンズ８、受光器６．
１６が、それぞれ、第２図に示すように配置されている
。光源５から出た光９は、コア３の長さ方向に対して垂
直にコア３へ入射し、その傾斜端面４により反射光９ａ
と透過光９ｂとに分かれる。反射光９ａは、コア３内を
伝播して端面３ｂから外部に出て受光器６に達する゛。

また、透過光９ｂは、光回路板１の中を透過して外部に
出て、反射板７で反射されてレンズ８を通って受光器１
６に達する。

従来、このような相対位置関係にある光回路板とレンズ
に光を入射させるには、光源を２つ用意するか、または
、第６図に示すように分光器６０を利用して光路を２つ
に分ける必要があった。このため、部品点数が多くなり
、光学系のスペースが大きくなっていた。

これに対し、この発明にかかる光回路板では、コアの傾
斜端面が、分光・透過機能を有するので、分光器を用い
る必要はない。このため、この発明にかかる光回路板を
用いて光回路を構成すれば、部品点数が少なくてすみ、
スペースが小さくてすむ。これにより、コストの低減、
光回路を利用した機器の小型化を図ることができる。ま
た、光回路板の厚み方向からの入射光をコアの傾斜端面
によりコア内に導くことができるので、従来の光回路板
と異なって、その厚み方向に光源、レンズ等の光学部品
を配置することもできる。

なお、コアは、そのすべての端面が傾斜端面となってい
る必要はなく、少なくとも１つの傾斜端面を有していれ
ばよい。傾斜端面の向きは、特に限定はなく、構成しよ
うとする光回路に応じて適宜設定すればよい。また、基
板−北、レンズや反射板（または反射鏡）などが付設さ
れていれば、部品点数をさらに少なくすることができ、
スペースも小さくすることができる。レンズは、光学部
品相互の光学的結合性を高めるなどのために設置される
。たとえば、第１図（ｂ）に−点鎖線で示すように、レ
ンズ２ａが基板２との一体成形により形成されていると
、これら両者の光軸を合わせやすくなり、外部光学系と
の光学的結合性に優れる。

第３図は、この発明にかかる光回路板の第２実施例を表
す。この光回路板１）は、コア１３の傾斜端面ｉ４に対
向する基板１２の表面にレンズ１８が一体成形により形
成されているとともに、反射板１７が付設されている。

これら１４．１７゜１８は、傾斜端面１４を透過した光
が反射板１７で傾斜端面１４での反射とは反対向きに反
射されて、レンズ１８に入射するように配置されている
。コア１３の傾斜端面１４とは反対側の端面は、垂直に
なっていて、基板２内に埋没している。傾斜端面１４に
よる反射光はコア１３内を伝播し、他の端面からコア１
３外へ出る。

第４図は、第３実施例を表す。この光回路板２１は、コ
ア２３が全体的に基板２２内に平行に埋没していて、コ
ア２３の長さ方向の両端にそれぞれ傾斜端面２４ａ、２
４ｂを有している。基板２２には、１つの傾斜端面２４
ａを挟む厚み方向両表面にレンズ２８ａ、２８ｂが一体
成形により形成されているとともに、もう１つの傾斜端
面２４ｂの裏側の厚み方向の表面にもレンズ２８ｃが一
体成形により形成されている。２つの傾斜端面２４ａ、
２４ｂは、その向きが互いに逆で平行またはほぼ平行に
なっている。

第５図は、第４実施例を表す。この光回路板３１は、コ
ア３３が基板３２に平行に埋設されていて、コア３３の
長さ方向の両端にそれぞれ傾斜端面３４ａ、３４ｂを有
している。傾斜端面３４ａ、３４ｂはそれぞれ基板３２
内に埋没している。

基板３２は、一方の傾斜端面３４ａの対向面にレンズ３
８ａが、他方の傾斜端面３４ｂの対向端面にレンズ３８
ｂがそれぞれ一体成形により形成されている。２つの傾
斜端面３４ａ、３４ｂは、これらの延長面がコア３３の
片側で交わるように傾斜している。傾斜端面３４ａには
、ハーフミラ−２０が付設されている。コア３３表面が
臨んでいる基板３２の表面上にクラッドＮ１０が形成さ
れている。

第２ないし第４実施例によれば、第１実施例よりもさら
に少ない部品点数かつスペースで所望の光学系を形成す
ることが可能となる。また、各光学部品相互の位置合わ
せも容易に行うことができる。

この発明において、基板は、少なくともコアの傾斜端面
倒の部分がコアと外部との間で、光回路において使用さ
れる導波光の波長に対して実質的に透明な材料からなっ
ていればよい。光回路板は、その厚み方向に進行する光
を透過させる場合には、全体的に、光回路において使用
される導波光の波長に対して実質的に透明な材料からな
っていればよい。このようにすれば、光回路板を透過す
る光回路も作ることができる。基板を透明な材料から形
成する場合、少なくともコアと接する部分には屈折率が
コアよりも低い材料を、コアに使用する材料に応じて適
宜選択して用いる。コアは、光回路において使用される
導波光の波長に対し、実質的に透明な材料であって、屈
折率が基板よりも高い材料からなっている。光回路板を
その厚み方向に貫く光を利用する光回路を作る場合には
、基板、コア、コア表面に必要に応じて形成されるクラ
ッド層や保護層等を透明な材料で形成する必要がある。

このようにすれば、光源等の光学部品の配置に対する制
約がより一層少なくなる。

前記各透明な材料としては、特に限定はないが、たとえ
ば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂ミ光硬化性樹脂、無機
質透明材料等からなる群Φ中から選ばれた少な（とも１
種が挙げられる。前記熱可塑性樹脂・とじては、特に限
定はないが、たとえば、ポリメチルメタクリレート等の
アクリル樹脂、ポリ−２−メチルペンテン等のポリオレ
フィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル等
が挙げられる。前記熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂として
は、特に限定はないが、たとえば、エポキシ樹脂、エチ
レングリコールビスアリルカーボネート樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシ
アクリレート樹脂等が挙げられる。前記無機質透明材料
としては、特に限定はないが、たとえば、ガラス等が挙
げられる。

樹脂を用いる場合、たとえば、射出成形、圧縮成形、注
型成形などの成形法が利用できる。無機質透明材料を用
いる場合、たとえば、フォトリソグラフィー技術による
エツチングを利用する方法などが採用される。コアおよ
び基板の各製造方法には、特に限定はない。コアと基板
のいずれを先に製造してもよい。なお、基板は、光回路
板の厚み方向の透過光を利用しない場合などには、透明
である必要はない。

基板のコアとの界面は、コア内を伝播する導波光の波長
の１／２以下の表面粗度であることが好ましい。これは
、その表面粗度が導波光の波長の１／２を越えると、コ
ア内を伝播する光が基板の凹凸部分でモード変換された
り、部分的に全反射の臨界角を越えた光が発生してコア
外に放散されたりすることがあるからである。

この発明にかかる光回路板は、上記実施例に限定されな
い。コア表面には、コアからの光の漏出を防ぐクラ・７
ド層（第４実施例参照）や、コア表面が傷ついたり汚れ
たりするのを防ぐ保護層等が形成されていてもよい。こ
の場合、なるべく各層の形成材料も透明であることが好
ましい。コアの傾斜端面と基板の厚み方向との成す角度
、同傾斜端面とコアの長さ方向との成す角度等は、光回
路板の使用用途に応じて適宜設定すればよい。コアの傾
斜端面ば、光回路板の厚み方向に対して傾斜している必
要はなく、光回路板の横方向に対してのみ傾斜していて
もよい。コアおよび基板の形成方法は、コアが少なくと
も１つの傾斜端面を有するようにすれば、従来の方法が
種々利用可能である。また、この発明にかかる光回路板
の光回路への応用も上記の例に限定されない。

〔発明の効果〕

この発明にかかる光回路板は、光導波路となるコアが傾
斜端面を有していて、入射した光が前記傾斜端面により
反射光と透過光の２以上の光に分かれるようになってい
る。このため、所望の光学系を構成するにあたり、この
光回路板を用いれば、使用する光学部品の点数を削減し
たり、小さいスペースで光学系を構成することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明にかかる光回路板の第１実施例
を表す斜視図、第１図（ｂｌはそのＩ−Ｉ　’断面図、
第２図はそれを使用した光回路の１例の説明図、第３図
は第２実施例の断面図、第４図は第３実施例の断面図、
第５図は第４実施例の断面図、第６図は従来の光回路板
を用いた光回路の１例の説明図である。 １．１）．２１．３１・・・光回路板　２，１２゜２２
．３２・・・基板　３，１３，２３．３３・・・コア４
．１４．２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３４ｂ・・・傾斜端
面 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 （ｂ） 第、６図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導波路となるコアが基板に埋設されてなる光回
   路板において、前記コアが傾斜端面を有していて、入射
   した光が前記傾斜端面により反射光と透過光の２以上の
   光に分かれるようになっていることを特徴とする光回路
   板。