JPH10186187A - フレキシブル光導波路デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光配線用のボード上で光素子、平板型光導波
路及び光ファイバを、小型で余長が無い接続部品である
フレキシブル光導波路デバイスにより高精度に結合する
ことが可能な技術を提供する。 【解決手段】 両側に２つの連結用のピンガイド穴と、
該ピンガイド穴の中心軸を通る平面に平行な上面及び側
面からなる溝部とを有する接続基板と、平面度が高く光
導波路コアから正確な位置関係にある下面及び側面から
なる突起部を有する弾性体の光導波路チップとを備え、
前記接続基板の溝部に前記光導波路チップの突起部を光
導波路チップの弾性変形を利用して挾み込むことで前記
光導波路チップの光導波路コアが被接合部分の対応する
光導波路コアと接合する位置に無調心で位置合わせされ
て固定されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光配線用のボード
上で光素子等を接続するフレキシブル光導波路デバイス
に関し、特に、光配線用のボード上で光素子、平板型光
導波路及び光ファイバをガイドピンを介して無調心で接
続するフレキシブル光導波路デバイスに適用して有効な
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、装置間、ボード間及びボード上で
の高速・並列伝送を可能とする光配線技術（光インタコ
ネクション）の確立に向けて、ボード上で種々のレーザ
ダイオード（ＬＤ）やフォトダイオード（ＰＤ）等の光
素子アレイや分岐・合波等の機能を持つ多チャンネル平
板型光導波路を相互に接続する部品として、光ファイバ
または光ファイバテープが用いられている。

【０００３】図４は、従来の両端に多心光コネクタプラ
グが取り付けられている光ファイバテープの概略構成を
示す斜視図である。図４において、５はピンガイド穴、
１１は光ファイバコネクタプラグ、１２は光ファイバテ
ープである。

【０００４】図４に示す様に、従来の両端に多心光コネ
クタプラグが取り付けられている光ファイバテープで
は、アレイ形多心光コネクタプラグである光ファイバコ
ネクタプラグ１１を、数本の光ファイバをリボン状に束
ねた光ファイバテープ１２の両端に取り付けており、光
ファイバコネクタプラグ同士を接続する際にガイドピン
を挿入する為のピンガイド穴５を有している。

【０００５】前記従来の両端多心光コネクタプラグ付き
の光ファイバテープ１２では、現在のところ大部分を占
めている石英系ガラス製の光ファイバを用いている為
に、その材料特性上、急激な曲がり、ねじれ、圧縮や引
っ張り等による破断を考慮して、十分に長い余長を持た
せて作製している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見い出した。

【０００７】すなわち、前記従来の両端多心光コネクタ
プラグ付きの光ファイバテープでは、その作製方法と光
ファイバテープの材料特性上、その長さは制限される
為、極端に光ファイバ部を短くした両端多心光コネクタ
プラグ付きの光ファイバテープを作製することは不可能
である。

【０００８】その為、前記従来の両端多心光コネクタプ
ラグ付きの光ファイバテープは、長い光ファイバテープ
部を持っているので、光配線用のボード上で大きなスペ
ースを必要とし、高密度実装に不都合であるという問題
があった。

【０００９】本発明の目的は、光配線用のボード上で光
素子、平板型光導波路及び光ファイバを、小型で余長が
無い接続部品であるフレキシブル光導波路デバイスによ
り高精度に結合することが可能な技術を提供することに
ある。

【００１０】本発明の他の目的は、フレキシブル光導波
路デバイスを構成する光導波路チップの大量生産を行う
ことが可能な技術を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、フレキシブル光導波
路デバイスを構成する接続基板の大量生産を行うことが
可能な技術を提供することにある。

【００１２】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明かにな
るであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願によって開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１４】（１）両側に２つの連結用のピンガイド穴
と、該ピンガイド穴の中心軸を通る平面に平行な上面及
び側面からなる溝部とを有する接続基板と、平面度が高
く光導波路コアから正確な位置関係にある下面及び側面
からなる突起部を有する弾性体の光導波路チップとを備
え、前記接続基板の溝部に前記光導波路チップの突起部
を光導波路チップの弾性変形を利用して挾み込むことで
前記光導波路チップの光導波路コアが被接合部分の対応
する光導波路コアと接合する位置に無調心で位置合わせ
されて固定されるものである。

【００１５】前記フレキシブル光導波路デバイスでは、
弾性体である平板型光導波路チップ設置用の接続基板に
２つのピンガイド穴を有した接続基板を用い、前記ピン
ガイド穴中心と正確な位置関係にある突起部を光導波路
チップの弾性変形を利用して挾み込むことで、前記接続
基板のピンガイド穴中心と光導波路チップの光導波路コ
ア位置が前記接続基板の溝部と光導波路チップの突起部
を介して無調心で一定の位置関係となる様にすることが
できる。

【００１６】前記フレキシブル光導波路デバイスによれ
ば、光導波路チップの光導波路コアとピンガイド穴中心
が正確な位置関係にあるので、接続相手である光ファイ
バのコアの位置とピンガイド穴中心が同じ位置関係にあ
る光ファイバコネクタプラグ（既存部分）、分岐・合波
の機能を持つことができる光導波路の光導波路コアとピ
ンガイド穴中心が同じ位置関係にある光導波路モジュー
ルやＬＤやＰＤといった光素子チップの光の出射点や受
光点とピンガイド穴中心が同一の位置関係にある光部品
とガイドピンを介して無調心で位置合わせされ、一括に
接続することができる。また、必要に応じて前記の各部
品とフレキシブル光導波路デバイスを分離し、再接続す
ることも可能となる。

【００１７】ここで、前記の分岐・合波の機能を持つこ
とができる光導波路の光導波路コアとピンガイド穴中心
が同じ位置関係にある光導波路モジュールとしては、同
一出願人により出願された特願平７−５８３４８号に記
載されたものがあり、ＬＤやＰＤといった光素子チップ
の光の出射点や受光点とピンガイド穴中心が同一の位置
関係にある光部品としては、同じく同一出願人により出
願された特願平８−２９０１７号に記載されたものがあ
る。

【００１８】また、ボード上にある２つの光デバイスの
相互接続において、２つの光デバイスが固定されて該光
デバイス間の長さが決まっている場合でも、前記フレキ
シブル光導波路デバイスは光導波路チップの長さを変更
するだけで対応でき、かつ該光導波路チップは弾性体で
あるので、曲げることで所定のデバイス間の長さに柔軟
に対応することが可能である。

【００１９】同様に接続相手の光デバイス等の固定位置
において、段差がある場合でも光導波路チップ部を曲げ
ることで該光デバイスの相互接続が可能となる。

【００２０】以上の様に、前記フレキシブル光導波路デ
バイスによれば、接続基板の溝部に弾性体の光導波路チ
ップの突起部を挟み込んで光導波路コアを位置合わせし
て固定するので、光配線用のボード上で光素子、平板型
光導波路及び光ファイバを、小型で余長が無い接続部品
であるフレキシブル光導波路デバイスにより高精度に結
合することが可能である。

【００２１】（２）前記（１）に記載されたフレキシブ
ル光導波路デバイスにおいて、前記光導波路チップはポ
リマー系光導波路であるものである。

【００２２】前記フレキシブル光導波路デバイスでは、
光導波路チップはポリマー系の光導波路を用いること
で、シリコンウェハー上で多数の光導波路チップを作製
することができる為、大量生産に適しており、これによ
り、作製コストを低減することができる。

【００２３】以上の様に、前記フレキシブル光導波路デ
バイスによれば、光導波路チップにポリマー系の光導波
路を用いているので、フレキシブル光導波路デバイスを
構成する光導波路チップの大量生産を行うことが可能で
ある。

【００２４】（３）前記（１）または（２）に記載され
たフレキシブル光導波路デバイスにおいて、前記接続基
板はプラスチック材料からなる接続基板であるものであ
る。

【００２５】前記フレキシブル光導波路デバイスでは、
接続基板はプラスチック材料のものを用いることで、金
型成形で作製することができる為、大量生産に適してお
り、これにより同様に、作製コストを低減することがで
きる。

【００２６】以上の様に、前記フレキシブル光導波路デ
バイスによれば、接続基板にプラスチック材料のものを
用いているので、フレキシブル光導波路デバイスを構成
する接続基板の大量生産を行うことが可能である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のフレキシブル光
導波路デバイスにおいて、アレイ形多心光コネクタプラ
グにガイドピンを介して無調心で接続する一実施形態の
フレキシブル光導波路デバイスについて説明する。

【００２８】図１は、本実施形態のフレキシブル光導波
路デバイス１の概略構成を示す斜視図である。図１にお
いて、１はフレキシブル光導波路デバイス、２は光導波
路チップ、３は接続基板である。

【００２９】図１に示す様に、本実施形態のフレキシブ
ル光導波路デバイス１では、光導波路チップ２と、接続
基板３と、ピンガイド穴５とを有している。

【００３０】図２は、本実施形態のフレキシブル光導波
路デバイス１のＡ−Ａ’線で切った断面を示す断面図で
ある。図２において、４は光導波路コア、６及び７は基
準面、６’及び７’は基準面、８は接着材、９は弾性変
形領域である。

【００３１】図２に示す様に、本実施形態のフレキシブ
ル光導波路デバイス１では、光導波路コア４と、ピンガ
イド穴５と、接続基板３の高精度な上面と側面である基
準面６及び７と、光導波路チップ２の高精度な下面と側
面である基準面６’及び７’と、光導波路チップ２と接
続基板３とを接着する接着材８、接続基板３に取り付け
た時の光導波路チップ２の弾性変形領域９とを有してい
る。

【００３２】光導波路チップ２としては弾性体である平
板型光導波路チップであり、例えばポリマー系光導波路
を用いる。

【００３３】接続基板３としては、例えばプラスチック
部材を用いる。

【００３４】接着材８としては、固化時の収縮率の小さ
い接着材であり、例えば熱硬化性またはＵＶ照射硬化性
の接着材を用いる。

【００３５】接続基板３の端面より、所定の間隔を有し
ているピンガイド穴５が設けられている。

【００３６】接続基板３には２段の溝部を設けており、
その上段の溝部の上面は、ピンガイド穴５の中心と正確
な位置関係にある平面（ピンガイド穴５の中心軸を通る
平面と平行な面）であり、この上面を基準面６としてい
る。

【００３７】下段の溝部の２つの側面も同様に、ピンガ
イド穴５の中心と正確な位置関係にある平面（ピンガイ
ド穴５の中心軸を通る平面と垂直な面）であり、この側
面を基準面７としている。

【００３８】光導波路チップ２には下方に凸形状の突起
部を設けており、その突起部の脇の下面は、光導波路コ
ア４の中心と正確な位置関係にある平面（光導波路コア
４の中心軸を通る平面と平行な面）であり、この下面を
基準面６’としている。

【００３９】突起部の２つの側面も同様に、ピンガイド
穴５の中心と正確な位置関係にある平面（光導波路コア
４の中心軸を通る平面と垂直な面）であり、この側面を
基準面７’としている。

【００４０】この光導波路チップ２の基準面７’間の幅
は、接続基板３の基準面７間の幅よりわずかだけ長くし
ており、光導波路チップ２の突起部を接続基板３の下段
の溝に、光導波路チップ２の弾性変形を利用して挾み込
まれ（弾性変形領域９）、光導波路チップ２の基準面
６’が接続基板３の基準面６に接触する様に、光導波路
チップ２が接続基板３に接着材８で取り付けられてい
る。

【００４１】すなわち、光導波路チップ２の光導波路コ
ア４とピンガイド穴５の中心は基準面６と６’、及び７
と７’を介して、一定の位置関係になっている。

【００４２】次に、本実施形態のフレキシブル光導波路
デバイス１の組立製造方法を説明する。

【００４３】光導波路チップ２は、例えば、有機ポリマ
ーである重水素化ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）
等のポリマー材料を用い、フォトリソグラフィ及びドラ
イエッチングを含めた光導波路製造プロセス技術で作製
することにより、光導波路チップ２の下面から光導波路
コア４までの高さが正確に制御できる。

【００４４】また、光導波路コア４作製時に位置決め用
マーカを同時に作製し、該位置決め用マーカを基準に、
フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用い、光導
波路チップ２に突起部を設けて、光導波路コア４から正
確な位置関係にある基準面６’及び７’を形成する。

【００４５】従来のＭＴコネクタフェルール作製技術で
あるトランスファー・モールドにより、熱硬化型エポキ
シ樹脂等の材料を用いたプラスチック製の接続基板３を
作製する。

【００４６】このプラスチック製の接続基板３は、両側
に２つの連結用のピンガイド穴５を有し、ピンガイド穴
５の中心軸を通る平行な中央に溝部がある高平面度の上
面と側面（基準面６及び７）を有する様に金型を作製し
てプラスチックモールド成形する。

【００４７】この時、ピンガイド穴５と基準面６及び７
は正確な位置関係になる様に金型で調整し、接続基板３
を作製する。

【００４８】次に、接続基板３の溝部に光導波路チップ
２の突起部を光導波路チップ２の弾性変形を利用して挾
み込み、光導波路チップ２の基準面６’、７’と接続基
板３の基準面６、７が接触する位置で、例えば熱硬化性
またはＵＶ照射硬化性の接着材を用いて固定する。

【００４９】前記の様に接続基板３への固定を光導波路
チップ２の両端面個所で行うことにより、フレキシブル
光導波路デバイス１を作製する。

【００５０】この様にして作製されたフレキシブル光導
波路デバイス１は、光導波路チップ２の端面の光導波路
コア４とピンガイド穴５とが正確な位置関係を持つ。

【００５１】更に、フレキシブル光導波路デバイス１の
光導波路コア４とピンガイド穴５の位置関係を、既存部
品の光ファイバコネクタプラグ１１（ＭＴコネクタプラ
グ）の光ファイバコアとピンガイド穴５の位置関係と同
一になる様にフレキシブル光導波路デバイス１を作製す
ることで、光ファイバコネクタプラグ１１とフレキシブ
ル光導波路デバイス１を２本のガイドピンを介して、無
調心で一括に接続することが可能となる。

【００５２】同様に、分岐・合波機能を持つ光導波路コ
ア位置とピンガイド穴中心が同じ位置関係にある光導波
路モジュールや、ＬＤやＰＤといった光素子チップの光
の出射点や受光点とピンガイド穴中心が同じ位置関係に
ある光部品とも、フレキシブル光導波路デバイス１は、
ガイドピンを介して、無調心で一括に接続することが可
能となる。

【００５３】図３は、本実施形態のフレキシブル光導波
路デバイス１と光ファイバや光素子チップ２の接続機構
の概要を示す斜視図である。図３において、１０は光配
線用ボード、１３は光素子デバイス、１４は光素子チッ
プ、１５は光素子デバイス用接続基板、１６はガイドピ
ン、１７は段差部分である。

【００５４】図３に示す様に、本実施形態のフレキシブ
ル光導波路デバイス１と光ファイバや光素子チップ２の
接続機構では、光配線用ボード１０、光ファイバコネク
タプラグ１１（既存部品）と、光ファイバテープ１２、
光素子デバイス１３（例えば、特願平８−２９０１７号
に記載のもの）、光素子チップ１４（ＬＤまたはＰ
Ｄ）、光素子デバイス用接続基板１５、ガイドピン１６
及び段差部分１７を有している。

【００５５】本実施形態のフレキシブル光導波路デバイ
ス１は、光配線用ボード１０上に取り付けられているピ
ンガイド穴５を有した光素子デバイス１３や光ファイバ
コネクタプラグ１１と、ガイドピン１６を介して接続さ
れる。

【００５６】また、ボード上において、フレキシブル光
導波路デバイス１の接続相手である光素子デバイス１３
や光ファイバコネクタプラグ１１がある一定の長さで固
定されている場合や段差をもって固定されている場合で
も（段差部分１７）、本実施形態のフレキシブル光導波
路デバイス１の光導波路チップ２は弾性体であるので、
光導波路チップ２を曲げることで接続することができ
る。

【００５７】接続後は、ＭＴコネクタ等に用いられてい
るクランプスプリング等で保持され、また、必要に応じ
て、フレキシブル光導波路デバイス１と光ファイバコネ
クタプラグ１１や光素子デバイス１３を分離し、再接続
することも可能である。

【００５８】以上の様に、本実施形態のフレキシブル光
導波路デバイス１では、フレキシブル光導波路デバイス
１の光導波路コア４の位置とピンガイド穴５の中心が正
確な位置関係にあるので、接続相手である光ファイバの
光導波路コア位置とピンガイド穴中心が同一の位置関係
にある光ファイバコネクタプラグ１１（既存部品）、分
岐・合波機能を持つ光導波路コア位置とピンガイド穴中
心が同一の位置関係にある光導波路モジュールや、ＬＤ
やＰＤといった光素子チップ１４の光の出射点や受光点
とピンガイド穴中心が同一の位置関係にある光部品と、
ガイドピン１６を介して無調心で位置合わせされ、一括
に接続することができる。

【００５９】これにより、接続作業の手間を低減するこ
とが可能であり、すなわち、光ファイバコネクタプラグ
１１、光導波路モジュールや光素子デバイス部品と無調
心で高精度な結合が可能なフレキシブル光導波路デバイ
ス１を得ることができる。

【００６０】また、本実施形態のフレキシブル光導波路
デバイス１では、必要に応じて、フレキシブル光導波路
デバイス１と接続相手である光ファイバコネクタプラグ
１１、光導波路モジュールや光素子デバイス部品を分離
し、再接続することも可能となる。

【００６１】更に、本実施形態のフレキシブル光導波路
デバイス１の作製において、２つのピンガイド穴５を有
した弾性体である平板型光導波路チップ設置用の接続基
板３を用い、ピンガイド穴中心と正確な位置関係にある
接続基板３の溝部に、光導波路チップ２の光導波路コア
位置と正確な位置関係にある突起部を光導波路チップ２
の弾性変形を利用して挾み込むことで、接続基板３のピ
ンガイド穴中心と光導波路チップ２の光導波路コア位置
が接続基板３の溝部と光導波路チップ２の突起部を介し
て無調心で一定の位置関係となる様にすることができ
る。

【００６２】これにより、作製作業の手間を低減するこ
とが可能であり、すなわち、光ファイバコネクタプラグ
１１、光導波路モジュールや光素子デバイス部品と無調
心で結合が可能なフレキシブル光導波路デバイス１の簡
易な作製方法を実現することができ、これにより作製コ
ストを低減することができる。

【００６３】以上説明した様に、本実施形態のフレキシ
ブル光導波路デバイスによれば、接続基板の溝部に弾性
体の光導波路チップの突起部を挟み込んで光導波路コア
を位置合わせして固定するので、光配線用のボード上で
光素子、平板型光導波路及び光ファイバを、小型で余長
が無い接続部品であるフレキシブル光導波路デバイスに
より高精度に結合することが可能である。

【００６４】また、本実施形態のフレキシブル光導波路
デバイスによれば、光導波路チップにポリマー系の光導
波路を用いているので、フレキシブル光導波路デバイス
を構成する光導波路チップの大量生産を行うことが可能
である。

【００６５】また、本実施形態のフレキシブル光導波路
デバイスによれば、接続基板にプラスチック材料のもの
を用いているので、フレキシブル光導波路デバイスを構
成する接続基板の大量生産を行うことが可能である。

【００６６】以上、本発明を前記実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
変更可能であることは勿論である。

【００６７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００６８】（１）接続基板の溝部に弾性体の光導波路
チップの突起部を挟み込んで光導波路コアを位置合わせ
して固定するので、光配線用のボード上で光素子、平板
型光導波路及び光ファイバを、小型で余長が無い接続部
品であるフレキシブル光導波路デバイスにより高精度に
結合することが可能である。

【００６９】（２）光導波路チップにポリマー系の光導
波路を用いているので、フレキシブル光導波路デバイス
を構成する光導波路チップの大量生産を行うことが可能
である。

【００７０】（３）接続基板にプラスチック材料のもの
を用いているので、フレキシブル光導波路デバイスを構
成する接続基板の大量生産を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のフレキシブル光導波路デバイスの
概略構成を示す斜視図である。

【図２】本実施形態のフレキシブル光導波路デバイスの
Ａ−Ａ’線で切った断面を示す断面図である。

【図３】本実施形態のフレキシブル光導波路デバイス１
と光ファイバや光素子チップ２の接続機構の概要を示す
斜視図である。

【図４】従来の両端に多心光コネクタプラグが取り付け
られている光ファイバテープの概略構成を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…フレキシブル光導波路デバイス、２…光導波路チッ
プ、３…接続基板、４…光導波路コア、６及び７…基準
面、６’及び７’…基準面、８…接着材、９…弾性変形
領域、１０…光配線用ボード、１３…光素子デバイス、
１４…光素子チップ、１５…光素子デバイス用接続基
板、１６…ガイドピン、１７…段差部分、５…ピンガイ
ド穴、１１…光ファイバコネクタプラグ、１２…光ファ
イバテープ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 疋田 真 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両側に２つの連結用のピンガイド穴と、
   該ピンガイド穴の中心軸を通る平面に平行な上面及び側
   面からなる溝部とを有する接続基板と、 平面度が高く光導波路コアから正確な位置関係にある下
   面及び側面からなる突起部を有する弾性体の光導波路チ
   ップとを備え、 前記接続基板の溝部に前記光導波路チップの突起部を光
   導波路チップの弾性変形を利用して挾み込むことで前記
   光導波路チップの光導波路コアが被接合部分の対応する
   光導波路コアと接合する位置に無調心で位置合わせされ
   て固定されることを特徴とするフレキシブル光導波路デ
   バイス。
2. 【請求項２】 前記光導波路チップはポリマー系光導波
   路であることを特徴とする請求項１に記載されたフレキ
   シブル光導波路デバイス。
3. 【請求項３】 前記接続基板はプラスチック材料からな
   る接続基板であることを特徴とする請求項１または請求
   項２のいずれかに記載されたフレキシブル光導波路デバ
   イス。