KR101023337B1 - 광케이블 모듈 및 그것을 이용한 기기 - Google Patents

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Abstract

광케이블 모듈은, 그 출사측 단부에서, 대략적으로, 광도파로(10), 수광 소자(11), 지지 기판(14)을 구비하여 구성되어 있다. 광도파로(10)의 단부는 수광 소자(11)와의 상대적인 위치 관계는 고정된다. 광도파로(10)에 있어서의 단면은 광축(X축)에 대해 수직으로 되지 않고, 비스듬히 절단되어 광로 변환 미러(10D)를 형성한다. 코어부(10A)의 광축 단면 중심을 통과하는 광(도면중, 실선으로 도시한다)이, 광로 변환 미러(10D)에 의해 반사된 후, 수광면에 도달하는 위치를 광축 반사 위치로 하는 경우, 광 케이블 모듈(1)에서는, 수광 소자(l1)의 중심이 광축 반사 위치와 비켜져서 배치된다.

Description

광케이블 모듈 및 그것을 이용한 기기{OPTICAL CABLE MODULE AND APPARATUS EMPLOYING IT}
본 발명은, 광도파로를 이용한 광케이블 모듈에 관한 것이고, 특히, 높은 유연성을 갖는 광도파로를 이용한 광케이블 모듈에 관한 것이다.
근래, 고속으로 대용량의 데이터 통신이 가능한 광통신망이 확대하고 있다. 금후, 이 광통신망은 기기 사이로 부터 기기 내에의 탑재가 예상되고 있다. 그리고, 프린트 배선 기판을 광 배선으로서 실현하기 위해, 어레이화가 가능한 광도파로가 기대되고 있다.
광도파로란, 굴절율이 큰 코어와, 해당 코어의 주위에 접하여 마련되는 굴절율이 작은 클래드에 의해 형성되고, 코어에 입사한 광신호를 해당 코어와 클래드의 경계에서 전반사(全反射)를 반복하면서 전반(傳搬)하는 것이다.
그러한 중에서, 특히 근래, 구부러지는 디스플레이나, 보다 소형, 박형의 민생 기기에 탑재되는 플렉시블한(전기 배선과 마찬가지로) 광 배선을 광도파로로 실현하는 것이 요구된다. 그러나, 종래의 광도파로는, 예를 들면 FTTH에 이용되는 광 커플러 등, 유리 또는 반도체로 이루어지고, 플렉시블성이 없기 때문에, 이와 같은 용도에는 적합하지 않은 것이다. 즉, 필름형상의 광도파로인 것이 요망된다.
특히, 본원 출원인에 의해서는, 광도파로의 코어 및 클래드의 재료에 종래보다도 더욱 유연한 재료를 이용함에 의해, 도 12에 도시하는 바와 같은 높은 굴곡성을 갖는 광도파로가 개발되어 있다. 이와 같은 높은 굴곡성을 갖는 광 도광 도파로를 이용하면, 기기 내의 기판 사이에서의 데이터 전송도 광도파로로 행하는 것이 가능해진다고 생각된다.
이와 같은 유연성을 갖는 필름 광도파로를 광케이블로서 이용하는 경우, 광전 변환 소자(수발광 소자)와 위치맞춤을 하여 광결합할 필요가 있다. 수발광 소자란, 전기 신호를 광신호로 변환하여 발신하고, 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 것이다. 또한, 광도파로를 광전 변환 소자와 결합함에 있어서, 광도파로의 단부를 비스듬히 절단하여, 해당 광도파로의 단면에 광로 변환 미러를 형성하는 구조가, 통상 자주 이용된다. 이와 같은 광로 변환 미러를 갖는 광도파로에서는, 코어부를 전달하여 온 신호광은, 광로 변환 미러에 의해 진행 방향이 변환되어 수광 소자에 입사한다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허공보 「특개2005-78027호 공보(2005년 3월 24일 공개)」
특허문헌2 : 일본국 공개특허공보 「특개평11-153719호 공보(1999년 6월 8일 공개)」
발명의 개시
도 12에 도시하는 바와 같은 높은 굴곡성을 갖는 광도파로를 기기 내의 기판 사이에서의 데이터 전송에 이용하는 경우에는, 그 높은 유연성을 살려서, 예를 들면 휴대 전화의 힌지부 등, 구부려 늘림이 많이 발생하는(광도파로의 형상 변화가 빈번하게 발생함) 개소에서의 플렉시블 배선으로서의 사용이 예상된다.
그러나, 상기 광도파로는, 해당 광도파로의 굴곡 상태에 의해 광전송 매체(즉 코어부) 내부에서의 광파(光波) 상태가 변화한다. 그리고, 이 광파 상태 변화에 의해, 광로 변환 손실의 변화나, 스폿 사이즈 부정합(不整合) 손실의 변화가 생긴다. 즉, 종래의 광도파로에서는, 해당 광도파로의 변형에 의해 큰 손실차가 생겨 버린다는 문제가 있다. 이 문제에 관해 구체적으로 설명하면 이하와 같다.
우선, 광도파로의 코어부에 입사되는 신호광은, 코어부의 광축에 거의 평행한 광으로서 입사되지만, 실제로는 코어부의 광축에 평행한 신호광만 입사되는 것은 아니다. 즉, 도 13에 도시하는 바와 같이, 광도파로 내를 전달하는 신호광은, 코어부의 광축에 대해 어느 정도의 각도 분포를 갖는다. 그리고, 코어부의 광축에 대해 평행이 아닌 광은, 코어부와 클래드층의 경계면에서 반사를 받으면서 코어부 내를 전파한다. 이 때, 광도파로에서 광로의 굴곡이 없고, 직선형상의 광로가 유지되어 있으면, 출사측에서의 신호광의 각도 분포는 입사측과 거의 같게 된다.
즉, 광도파로가 굴곡하지 않는 경우(도 14의 (a) 참조)는, 수광면에서의 신호광의 광강도 분포는, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같은 것으로 된다. 이 경우의 광강도 분포에서는, 신호광의 각도 분포는 작고, 피크 광량의 값이 커진다. 또한, 도 14에서, θ는 신호광과 광축이 이루는 각을 나타내고 있고, θc는 도파로 임계각(코어부와 클래드층의 계면에서의 임계각), θc는 미러 임계각(광로 변환 미러에서의 임계각)을 나타내고 있다.
한편, 도 15에 도시하는 바와 같이, 광도파로에서 광로의 굴곡이 생기고 있는 경우, 신호광은 이 굴곡 개소에서의 반사에 의해, 그 광축에 대한 각도가 변화한다. 이것은, 출사측에서의 신호광의 각도 분포의 변화로 연결된다. 구체적으로는, 광도파로에서 굴곡이 생기고 있는 경우, 광도파로를 전달하는 신호는, 그 굴곡 개소를 통과함에 의해 그 굴곡 방향에서의 각도 분포가 퍼지게 된다. 또한, 여기서의 굴곡 방향이란, 광도파로의 광축에 수직한 단면에서, 굴곡한 광축을 포함하는 면과 평행한 방향을 가리킨다.
이와 같이, 광도파로의 출사측에서의 신호광의 각도 분포가 변화함에 의해, 광로 변환 미러에 의해 취출되는 신호광의 비율이 변화한다. 즉, 광도파로의 단부를 비스듬히 절단하여 형성되는 광로 변환 미러에서는, 그 절단 단면에 대해 임계각도보다 작은 각도로 입사된 광에 관해서는, 그 광로 변환 미러를 투과하는 광이 발생한다. 그리고, 출사측에서의 신호광의 각도 분포가 변화하면, 당연히 광로 변환 미러에의 광의 입사각도 분포도 변화하고, 해당 광로 변환 미러를 투과하는 신호광의 비율이 변화한다. 구체적으로는, 신호광의 각도 분포가 퍼지면, 광로 변환 미러를 투과하는 신호광의 비율이 증가한다. 즉, 광로 변환 미러에서의 광로 변환 손실이 증대한다.
즉, 광도파로가 굴곡하고 있는 경우(도 14의 (c), (e) 참조)는, 수광면에서의 신호광의 광강도 분포는, 도 14의 (d) 및 (f)에 도시하는 바와 같은 것으로 된다. 이들의 경우 광강도 분포에서는, 신호광의 각도 분포는 크고, 피크 광량의 값이 작아진다. 또한, 신호광의 각도 분포가 커짐에 의해, 광로 변환 미러에서의 광로 변환 손실이 증대하고 있다(도 14의 (b), (d), (f)에서는, 사선 해칭 부분이 광로 변환 미러에서의 광로 변환 손실 영역을 나타내고 있다). 또한, 광도파로의 굴곡 부분이 출력단에 근접하고 있는 경우(도 14의 (c), (d) 참조)는, 신호광의 각도 분포의 퍼짐에 더하여 피크 위치의 어긋남도 발생하는데, 광도파로의 굴곡 부분이 출력단부터 어느 정도 떨어져 있는 경우(도 14의 (e), (f) 참조)는, 신호광의 각도 분포의 퍼짐만이 발생한다.
또한, 출사측에서의 신호광의 각도 분포가 퍼지면, 광도파로에서의 출사 신호광의 수광면에 투영되는 출사광 프로파일이 변화한다. 그 결과, 수광 소자에서의 스폿 사이즈 부정합 손실이 발생한다.
이와 같이, 광도파로의 형상 변화에 수반하는 신호광의 광로 변환 손실이나 스폿 사이즈 부정합 손실은, 수광 소자에서 검출되는 신호광의 광량 변동을 발생시킨다. 검출되는 신호광의 광량 변동이 큰 경우, 수광부에서의 다이내믹 레인지를 넓히기 위해 게인 조정 등의 기능을 마련할 필요가 있다. 그 결과, 상기 광도파로를 이용한 기기에서는, 사이즈, 비용, 및 소비 전력의 증대가 생긴다. 이것은, 휴대 전화를 비롯한 민생 기기에서, 기판 사이의 데이터 전송용에 광도파로를 이용하려고 하는 경우에 큰 폐해가 된다.
본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 광도파로의 형상 변화에 수반하는, 신호광의 광량 변동을 억제할 수 있는 광케이블 모듈을 실현하는 데 있다.
본 발명에 관한 광케이블 모듈은, 상기 목적을 달성하기 위해, 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와, 상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고, 상기 수광 소자의 중심은, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치와 비켜 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 광도파로에 굴곡이 있는 경우에는, 해당 광도파로를 진행하는 신호광의 각도 분포가 퍼지고, 상기 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취(切取)되는 영역이 비교적 크게 발생한다. 이 때문에, 굴곡이 없는 경우의 수광 프로파일과, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 비교하면, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일의 쪽이 넓게 되는데, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일도 광로 변환 미러에 의해 영역이 절취되어 있는 측으로는 퍼지지 않는다.
이 때문에, 종래와 같이 수광 소자의 중심을 광축 반사 중심에 맞춘 채, 광도파로에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 포함하도록 수광 소자의 수광면을 넓히면, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역까지 수광 소자가 넓어진다. 이것은, 광케이블 모듈에서의 소형화의 저해 요인으로 됨과 함께, 수광 소자의 응답 속도를 저하시키는 요인이 된다.
이에 대해, 상기한 구성에 의하면, 수광 소자의 중심이, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치(광축 반사 위치)와 비켜져서 배치된다. 이로써, 수광 소자는, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역을 가능한 한 포함하지 않도록 적게 하고, 광도파로에 굴곡이 없는 경우의 수광 프로파일과, 광도파로에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 스폿 사이즈 부정합 손실을 발생시키는 일 없이 수광이 가능해진다.
또한, 본 발명에 관한 다른 광케이블 모듈은, 상기 목적을 달성하기 위해, 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와, 상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고, 상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 출력광이 해당 광도파로의 굴곡의 유무에 관계없이 거의 균일하게 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 의하면, 상기 광도파로의 출력광이 해당 광도파로의 굴곡의 유무에 관계없이 거의 균일하게 되기 때문에, 상기 수광 소자에서의 수광 광량을 균일화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태를 나타내는 것이고, (a)는 실시의 형태 1에 관한 광케이블 모듈의 주요부 구성을 도시하는 단면도. (b)는 상기 광케이블 모듈의 수광면에서의 신호광의 광강도 분포와 수광 소자의 위치 관계를 도시하는 도면.
도 2의 (a)는, 광도파로에서 굴곡이 없는 상태에서의, 광로 변환 미러에서의 반사 상태를 도시하는 도면. (b)는, 광도파로에서 굴곡이 있는 상태에서의, 광로 변환 미러에서의 반사 상태를 도시하는 도면.
도 3은 광도파로에 굴곡이 없는 경우와 있는 경우에서의, 광케이블 모듈의 수광면에서의 신호광의 프로파일을 모식적으로 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태를 나타내는 것이고, (a)는 실시의 형태 1에 관한 광케이블 모듈의 변형예를 도시하는 단면도. (b)는 상기 광케이블 모듈의 광도파로에서 굴곡이 없는 상태와 있는 상태의, 수광면에서의 신호광의 광강도 분포를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 형태를 나타내는 것이고, (a)는 실시의 형태 2에 관한 광케이블 모듈의 주요부 구성을 도시하는 단면도. (b)는 상기 광케이블 모듈에서, 도파로 내에서의 신호광의 광강도 분포와, 광로 변환 미러에 의해 취출되는 도파광 분포 영역과의 관계를 도시하는 도면.
도 6은 광도파로에 굴곡이 있는 경우에, 광로 변환 미러의 경사각도가 다름에 의한 수광 프로파일의 상위를 모식적으로 도시하는 도면.
도 7은 광도파로에 굴곡이 생기지 않은 경우와 굴곡이 생기고 있는 경우에 있어서의 수광 효율 변동 및 광로 변환 미러의 경사각도(θ)의 관계를 도시하는 그래프.
도 8은 본 발명의 실시 형태를 나타내는 것이고, (a)는 실시의 형태 2에 관한 광케이블 모듈의 변형예를 도시하는 단면도. (b)는 상기 광케이블 모듈에서, 도파로 내에서의 신호광의 광강도 분포와, 광로 변환 미러에 의해 취출되는 도파광 분포 영역과의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 광도파로에서 굴곡이 없는 상태와 있는 상태의, 수광 프로파일을 도시하는 도면.
도 10은 광로 변환 미러를 다층 반사막으로 한 광도파로의 구성예를 도시하는 단면도.
도 11의 (a)는, 광로 변환 미러에 의한 광의 출사측에 차단층을 마련한 광도파로의 구성예를 도시하는 단면도. (b)는, 광로 변환 미러에 의한 광의 출사측에 차단홈을 마련한 광도파로의 구성예를 도시하는 단면도.
도 12는 광도파로 모듈의 사시도.
도 13은 광도파로의 코어부에 입사되는 신호광에서의 각도 분포를 도시하는 도면.
도 14의 (a)는, 굴곡이 없는 상태의 광도파로의 측면도. (b)는 (a)에 도시하는 광도파로에서의 수광면에서의 신호광의 광강도 분포를 도시하는 도면. (e)는, 굴곡 부분이 출력단에 근접하여 있는 상태의 광도파로의 측면도. (d)는 (c)에 도시하는 광도파로에서의 수광면에서의 신호광의 광강도 분포를 도시하는 도면. (e)는, 굴곡 부분이 출력단부터 어느 정도 떨어져 있는 상태의 광도파로의 측면도. (f)는, (e)에 도시하는 광도파로에 있어서의 수광면에서의 신호광의 광강도 분포를 도시하는 도면.
도 15는 광도파로에서 광로의 굴곡이 생기고 있는 경우에 있어서의, 신호광의 각도 변화를 도시하는 도면.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
[실시의 형태 1]
본 발명의 한 실시 형태에 관해 도면에 의거하여 설명하면 이하와 같다. 우선, 본 실시의 형태 1에 관한 광케이블 모듈의 한 구조예를 도 1의 (a), (b)를 참조하여 설명한다.
도 1의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(1)은, 그 출사측 단부에서, 대략적으로, 광도파로(10), 수광 소자(11), 지지 기판(14)을 구비하여 구성되어 있다. 광도파로(10)의 단부는 지지 기판(14)에 대해 접착 등에 의해 고정되어 있고, 광도파로(10)의 단부와 수광 소자(11)와의 상대적인 위치 관계는 고정된 상태에 있다. 또한, 광케이블 모듈(1)은, 수광 소자(11)가 출력하는 전기 신호의 취출을 용이하게 하기 위해, 전기 배선(12), 전기 접속부(13)를 구비하고 있어도 좋다.
또한, 광케이블 모듈(1)에서의 역측의 단부는, 수광 소자(11)의 대신에 발광 소자를 구비한 구성을 갖는, 신호 입사측 단부가 된다. 신호 입사측 단부는, 종래의 광케이블 모듈과 같은 구성을 채용할 수 있다.
우선, 광도파로(10)는, 코어부(10A), 상클래드층(10B), 및 하클래드층(10C)에 의해 구성되어 있다. 즉, 광도파로(10)는, 상클래드층(10B) 및 하클래드층(10C)에 의해 코어부(10A)를 끼워 넣는 적층 구조를 갖고 있다. 광도파로(10)에 의해 전달되는 광신호는, 코어부(10A)와 상클래드층(10B)과의 계면, 또는 코어부(10A)와 하클래드층(10C)과의 계면에서 반사를 받으면서, 코어부(10A) 내를 진행한다. 또 한, 도 1의 (a)에서는, 광도파로(10)의 단부 부근에서, 광도파로(10)의 길이 방향(광축 방향)을 X축 방향, 코어부(10A), 상클래드층(10B), 및 하클래드층(10C)의 적층 방향을 Y축 방향이라고 한다.
광도파로(10)에서의 단면은 광축(X축)에 대해 수직으로 되지 않고, 비스듬히 절단되어 광로 변환 미러(10D)를 형성한다. 구체적으로는, 광도파로(10)의 단면은, XY 평면에 대해 수직이고, 또한, X축에 대해서는 각도(θ)(θ<90°)를 이루도록 경사되어 있다. 이로써, 코어부(10A)를 전달하어 온 신호광은, 광로 변환 미러(10D)에서 반사되어, 그 진행 방향을 바꾸어 수광 소자(11)를 향하여 출사된다. 또한, 광로 변환 미러(10D)의 경사각도(θ)는, 그 광로 변환 미러(10D)와 수광 소자(11)와의 위치맞춤이 용이해지도록, 통상은 45°로 설정되어 있다. 또한, 광로 변환 미러는, 광도파로(10)의 단부에 대해 미러부를 바깥에 부착한 것이라도 좋다.
광케이블 모듈(1)에서 주목하여야 할 점은, 광도파로(10)와 수광 소자(11)와의 위치 관계이다. 즉, 광로 변환 미러를 갖는 광도파로와 수광 소자와의 위치 관계에 관해, 종래에는, 코어부(10A)의 광축 단면 중심을 통과하는 광(도면중, 실선으로 도시한다)을 상정하고, 이 광이 광로 변환 미러에 의해 반사된 후, 수광면에 도달한 위치(이하, 광축 반사 위치라고 칭한다)가, 수광 소자의 중심 위치가 되도록 하고 있다. 이에 대해, 본 실시의 형태에 관한 광케이블 모듈(1)에서는, 수광 소자(11)의 중심이 광축 반사 위치와 비켜져서 배치되어 있는 점에 특징을 갖는다.
구체적으로는, 광케이블 모듈(1)에서, 수광 소자(11)의 중심은, 광축 반사 위치보다도 광도파로(10)의 단부측에 비켜져 있다. 여기서, 수광 소자(11)의 중심 을 광축 반사 위치와 비켜서 배치하는 이유에 관해, 이하에 상세히 설명한다.
우선, 도 2의 (a)에, 광도파로(10)에서 굴곡이 없는 상태, 즉, 광도파로(10)를 전파하는 신호광의 각도 분포가 작은 상태에서의, 광로 변환 미러에서의 반사 상태를 도시한다. 또한, 도 2의 (b)에, 광도파로(10)에서 굴곡이 있는 상태, 즉, 광도파로(10)를 전파하는 신호광의 각도 분포가 큰 상태에서의, 광로 변환 미러에서의 반사 상태를 도시한다.
광도파로(10)에 굴곡이 없는 상태에서는, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 광로 변환 미러(10D)에 입사되는 신호광의 대부분은 그 광로 변환 미러(10D)의 전반사 조건을 충족하고(광로 변환 미러를 형성하는 단면에 대해 임계각보다도 얕은 각도로 입사하고), 수광면측으로 광로를 변환된다. 한편, 광도파로(10)에 굴곡이 있는 상태에서는, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 광로 변환 미러(10D)에 입사되는 신호광의 각도 분포가 퍼짐에 의해, 그 광로 변환 미러(10D)의 전반사 조건을 충족하지 않고 투과하는 광이 발생한다. 환언하면, 광도파로(10)에 굴곡이 있는 상태에서는, 광로 변환 미러(10D)에 입사되는 신호광의 일부는, 광로 변환 미러에 의해 반사되는 일 없게 절취된다.
이 결과, 광케이블 모듈(1)의 수광면에서의 신호광의 광강도 분포는, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같은 것으로 된다. 또한, 광케이블 모듈(1)의 수광면에서의 신호광의 프로파일(이하, 수광 프로파일)을 모식적으로 도시하면, 도 3에 도시하는 바와 같은 것으로 된다. 광도파로(10)에 굴곡이 없는 경우의 수광 프로파일과, 광도파로(10)에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 비교하면, 신호광의 각도 분포가 넓은 만큼, 광도파로(10)에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일의 쪽이 넓게 되어 있다. 이 때문에, 수광 소자(11)에서의 수광면은, 광도파로(10)에 굴곡이 없는 경우의 수광 프로파일만을 상정하고, 이 수광 프로파일이 수속되는 면적을 갖는 것만으로는, 광도파로(10)에 굴곡이 생긴 경우의 수광 프로파일의 퍼짐에 대응할 수 없으며, 스폿 사이즈 부정합 손실이 생긴다.
한편, 광도파로(10)에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일에서는, 광로 변환 미러에 의해 절취되는 영역이 비교적 크게 발생한다. 굴곡이 없는 경우의 수광 프로파일과, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 비교하면, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일의 쪽이 넓게 되어 있는데, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일도 광로 변환 미러에 의해 영역이 절취되어 있는 측으로는 퍼지지 않는다.
이 때문에, 종래와 같이 수광 소자의 중심을 광축 반사 중심에 맞게 한 채, 광도파로에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 포함하도록 수광 소자의 수광면을 넓히면, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역까지 수광 소자가 넓어진다. 이것은, 광케이블 모듈에서의 소형화의 저해 요인으로 됨과 함께, 수광 소자의 응답 속도를 저하시키는 요인이 된다.
이에 대해, 본 실시의 형태 1에 관한 광케이블 모듈(1)에서는, 수광 소자(11)의 중심이 광축 반사 위치보다도 광도파로(10)의 단부측, 즉 광로 변환 미러에 의해 신호광의 절취가 발생하는 것과 반대측으로 비켜져서 배치된다. 이로써, 수광 소자(11)는, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역을 가능한 한 포함하지 않도록 적게 하고, 광도파로에 굴곡이 없는 경우의 수광 프로파일과, 광도 파로에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 스폿 사이즈 부정합 손실을 발생시키는 일 없이 수광 가능해진다.
또한, 수광 소자(11)의 중심은, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일(굴곡 출력 스폿)의 중심과 일치시킴으로써, 최소한의 수광 면적으로 상기한 효과를 얻을 수 있다. 단, 수광 소자(11)의 중심은, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일의 중심과 완전하게 일치시키지 않아도 좋다. 상기 설명에서는, 단지, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일이라고 설명하였지만, 수광 프로파일이 퍼지는 정도는, 굴곡의 정도에 의해 다르다. 이 때문에, 광케이블 모듈(1)의 사용 형태중에서, 수광 프로파일이 가장 넓게 된 경우에 맞추어서, 수광 소자(11)의 수광 면적을 설정하면 좋다. 또한, 수광 소자에서의 형상은, 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 확대 방향으로 긴 축을 갖는 형상인 것이 바람직하고, 직사각형 형상, 타원 형상, 마름모꼴 형상 등, 여러 가지의 형상이 채용 가능하고, 특히 한정되는 것이 아니다(도 3에서는, 직사각형 형상의 수광 소자를 예시).
다음에, 본 실시의 형태 1에 관한 광케이블 모듈의 변형예를 도 4의 (a), (b)에 도시한다. 도 4의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(2)은, 도 1의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(1)에 유사한 구성을 갖기 때문에, 광케이블 모듈(1)과 동일한 부재에 대해서는 공통의 부재 번호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(2)이 도 1의 (a)의 광케이블 모듈(1)과 다른 점은, 수광 소자(11)로 바꾸어 수광 소자(21)를 구비하고 있는 점에 있다. 수광 소자(21)는, 그 중심이 광축 반사 위치와 비켜져서 배치되어 있다. 여기서, 수광 소자(21)의 배강에 관해, 이하에 상세히 설명한다.
우선, 도 4의 (b)에, 광도파로(10)에서 굴곡이 없는 상태와, 광도파로(10)에서 굴곡이 있는 상태와의, 수광면에서의 신호광의 광강도 분포를 도시한다. 도 4의 (b)에서는, 횡축에 광축 반사 위치로부터의 거리를 나타내고, 종축에 광강도를 나타내고 있다.
도 4의 (b)로부터 분명한 바와 같이, 광도파로(10)에서 굴곡이 없는 상태에서의 신호광의 광강도 분포(가우스 분포 또는 램버시안 분포가 된다)에서는, 신호광의 퍼짐이 작고, 중앙부(피크 값)에서의 광강도가 높아지고 있다. 한편, 광도파로(10)에서 굴곡이 있는 상태에서의 신호 광의 광강도 분포에서는, 신호광의 퍼짐이 크고, 중앙부(피크 값)에서의 광강도가 낮아지고 있다.
이와 같은 경우, 굴곡이 없는 경우의 신호광의 광강도 분포와 굴곡이 있는 경우의 신호광의 광강도 분포에서는, 그 광강도가 일치한 개소가 존재한다. 광케이블 모듈(2)에서는, 이 광강도가 일치하는 개소에 수광 소자(21)의 중심이 거의 일치하도록, 수광 소자(21)를 배치한다. 이로써, 수광 소자(21)에 의한 수광 광량은, 광도파로에서의 굴곡의 유무에 관계없이 거의 균일하게 되고, 수광 소자(21)는, 스폿 사이즈 부정합 손실을 발생시키지 않는다.
또한, 수광 소자(21)는, 그 수광 면적이 작을수록 굴곡의 유무에 관계없이 균일한 수광 광량을 얻을 수 있다. 단, 수광 소자(21)의 수광 면적을 너무 작게 하면 신호광의 수광 광량이 저하되기 때문에, 수광 소자(21)의 수광 면적은, 필요하게 되는 수광 광량도 고려하여 그 수광 면적을 결정하는 것이 바람직하다. 또한, 광강도가 일치하는 개소와 수광 소자(21)의 중심은 완전히 일치시킬 필요는 없고, 이들을 약간 비켜 놓음에 의해, 굴곡이 있는 경우와 있는 경우에서 보다 균일한 수광 광량을 얻을 수 있는 경우도 있다.
[실시의 형태 2]
본 발명의 다른 실시 형태에 관해 도면에 의거하여 설명하면 이하와 같다. 우선, 본 실시의 형태 2에 관한 광케이블 모듈의 한 구조예를 도 5의 (a), (b)를 참조하여 설명한다.
도 5의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(3)은, 그 출사측 단부에서, 대략적으로, 광도파로(30), 수광 소자(31), 지지 기판(34)을 구비하여 구성되어 있다. 광도파로(30)의 단부는 지지 기판(34)에 대해 접착 등에 의해 고정되어 있고, 광도파로(30)의 단부와 수광 소자(31)와의 상대적인 위치 관계는 고정된 상태에 있다. 또한, 광케이블 모듈(1)은, 수광 소자(31)가 출력하는 전기 신호의 취출을 용이하게 하기 위해, 전기 배선(32), 전기 접속부(33)를 구비하고 있어도 좋다.
광케이블 모듈(3)에서의 광도파로(30)는, 광케이블 모듈(1)에서의 광도파로(10)와 마찬가지로, 코어부(30A), 상클래드층(30B), 및 하클래드층(3θc)에 의해 구성되어 있다. 또한, 광도파로(30)에서의 단면은 광축(X축)에 대해 수직으로 되지 않고, 비스듬히 절단되어 광로 변환 미러(30D)를 형성한다. 구체적으로는, 광도파로(30)의 단면은, XY 평면에 대해 수직이고, 또한, X축에 대해서는 각도(θ)(θ<90°)를 이루도록 기울어져 있다. 이로써, 코어부(30)를 전달하여 온 신호광은, 광로 변환 미러(30D)에서 반사되고, 그 진행 방향을 바꾸어 수광 소자(31)를 향하여 출사된다.
여기서, 광도파로(30)가 광도파로(10)에 대해 다른 점은, 광로 변환 미러(30D)의 경사각도(θ)가, 그 광로 변환 미러(30D)에서의 신호광의 절취량을 고려하여 설정되어 있는 점에 있다.
즉, 실시의 형태 1에서도 기술한 바와 같이, 광도파로(30)가 굴곡하고, 광로 변환 미러(30D)에 입사되는 신호광의 각도 분포가 퍼지면, 광도파로(30)가 굴곡하지 않은 경우에 비하여, 그 광로 변환 미러(30D)에 대해 깊은 각도로 입사하는 광이 증대한다. 이 때문에, 본 실시의 형태 2에 관한 광케이블 모듈(3)에서는, 광로 변환 미러(30D)의 경사각도(θ)를 작게 하여, 광로 변환 미러(30D)에 의해 절취되는 신호광량을 저감하는 점에 특징을 갖고 있다.
도 5의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(3)에서, 수광 소자(31)의 수광면에서의 신호광의 광강도 분포와, 광로 변환 미러(30D)에 의해 취출되는 도파광 분포 영역과의 관계는, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같은 것으로 된다. 즉, 도 5의 (b)로부터 분명한 바와 같이, 광케이블 모듈(3)에서는, 광도파로(30)에 굴곡이 있는 경우와 없는 경우의 어느 쪽에서도, 수광 소자(31)가 광도파로(30)를 전달하여 오는 신호광의 거의 전부를 수광할 수 있도록, 광로 변환 미러(30D)와 코어부(30A)의 광축이 이루어지는 각이 설정된다.
광도파로에 굴곡이 있는 경우에, 광로 변환 미러의 경사각도(θ)가 다름에 의한 수광 프로파일의 상위를 모식적으로 도시한다면 도 6에 도시하는 바와 같은 것으로 된다.
도 6에서, 광로 변환 미러의 경사각도(θ)가 큰 경우(예를 들면 θ=45°)의 수광 프로파일에서는, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역이 비교적 커진다. 한편, 광로 변환 미러의 경사각도(θ)가 작은 경우(예를 들면 θ=35°)의 수광 프로파일에서는, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역이 작아진다.
이와 같이, 광도파로에 굴곡이 생김에 의해 신호광의 각도 분포가 퍼져도, 광로 변환 미러의 경사각도(θ)를 작게 설정하여 두면, 해당 광로 변환 미러에 의해 절취되는 신호광량은 작아진다. 즉, 광로 변환 미러의 경사각도(θ)를 작게 함으로써 광로 변환 손실을 저감할 수 있고, 광도파로에서의 굴곡의 유무에 관계없이 수광 광량을 균일화할 수 있다. 또한, 광케이블 모듈(3)에서, 광로 변환 미러(30D)의 경사각도(θ)는, 37 내지 43° 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
광로 변환 미러의 경사각도(θ)가 작아지면, 출력 광스폿(sp0t) 사이즈가 커지고, 그것을 수광하려고 하면 수광 소자가 커져 버린다. 그 결과, 통신 속도가 늦어져 버리는 문제가 생긴다. 한편, 광로 변환 미러의 경사각도(θ)가 커지면, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역이 커지고, 광로 변환 손실이 증대하여 버리는 문제가 생긴다.
광도파로에 굴곡이 생기지 않은 경우(직선시(時))와 굴곡이 생기고 있는 경우(굴곡시)에 있어서의, 수광 효율 변동 및 광로 변환 미러의 경사각도(θ)(미러 각도)의 관계를 도 7에 도시한다. 광도파로에 굴곡이 생기지 않은 경우와 굴곡이 생기고 있는 경우의 수광 효율 변동의 차를 가능한 한 억제하기 위해서는, 수신 회로에 영향을 주지 않을 정도의 허용 범위를 고려하면, 광로 변환 미러의 경사각도 (θ)는, 37 내지 43° 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 광케이블 모듈(3)에서는, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역이 작다. 이 때문에, 수광 소자(31)는, 해당 수광 소자(31)의 중심이 광축 반사 위치(코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광을 상정하고, 이 광이 광로 변환 미러에 의해 반사된 후, 수광면에 도달하는 위치)와 일치하도록 배치되어도 좋다. 단, 약간이라도 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역이 발생하는 것이면, 실시의 형태 1에 나타내는 바와 같이, 수광 소자(31)의 중심을 광축 반사 위치와 비켜 놓아 배치하여도 좋다.
다음에, 본 실시의 형태 2에 관한 광케이블 모듈의 변형예를 도 8의 (a), (b)에 도시한다. 도 8의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(4)은, 도 5의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(3)에 유사한 구성을 갖기 때문에, 광케이블 모듈(3)과 동일한 부재에 대해서는 공통의 부재 번호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(4)이 도 5의 (a)의 광케이블 모듈(3)과 다른 점은, 광도파로(30)에 대신하여 광도파로(40)를 구비하고 있는 점에 있다. 또한, 광도파로(40)는, 광로 변환 미러(40D)의 경사각도(θ)를 크게 하여, 광로 변환 미러(40D)에 의해 절취되는 신호광량을 증대시키고 있는 점에 특징을 갖고 있다.
도 8의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(4)에서, 수광 소자(31)의 수광면에서의 신호광의 광강도 분포와, 광로 변환 미러(40D)에 의해 취출되는 도파광 분포 영역과의 관계는, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같은 것으로 된다. 즉, 도 8의 (b)로부터 분명한 바와 같이, 광케이블 모듈(4)에서는, 광도파로(40)에 굴곡이 있는 경우와 없는 경우의 어느 쪽에서도, 수광 소자(31)가 광도파로(40)를 전달하여 오는 신호광의 거의 반분을 수광할 수 있도록, 광로 변환 미러(40D)와 코어부(40A)의 광축이 이루는 각이 설정된다. 이 구성으로 함으로써, 수광 소자를 더욱 작게 하는 것이 가능해지고, 통신 속도를 고속화할 수 있다.
광도파로(40)에서, 광로 변환 미러(40D)에 의해 절취되는 신호광량을 증대시키는 이유에 관해, 이하에 상세히 설명한다.
우선, 도 9에, 광도파로(40)에서 굴곡이 없는 상태와, 광도파로(40)에서 굴곡이 있는 상태의, 수광 프로파일을 도시한다. 도 9에서 주목하여야 할 것은, 광로 변환 미러(40D)에 의해 신호광이 절취되는 영역이, 광축 반사 위치를 경계로 하고 있는 점이다. 이 경우, 광도파로(40)에서의 굴곡의 유무에 관계없이, 광도파로(40)를 전달하는 신호광의 약 1/2이 광로 변환 미러(40D)에 의해 절취된다.
즉, 광케이블 모듈(4)에서는, 광로 변환 미러(40D)에 의해 신호광이 절취되는 영역의 경계가, 광축 반사 위치와 거의 일치하도록, 광로 변환 미러(40D)의 경사각도(θ)가 설정되어 있다. 이로써, 광로 변환 미러(40D)에 의해 절취되는 신호광량의 변동이 없어지고(또는 저감하고), 광도파로에서의 굴곡의 유무에 관계없이 수광 광량을 균일화할 수 있다.
또한, 광로 변환 미러(40D)에 의해 신호광이 절취되는 영역의 경계가, 광축 반사 위치와 일치하기 위해서는, 광로 변환 미러(40D)의 경사각도(θ)가 해당 광로 변환 미러(40D)의 임계각과 동등하게 하면 좋다. 광도파로에 통상 사용되는 재료의 굴절율을 고려하면, 광로 변환 미러(40D)의 경사각도(θ)는 50 내지 60°로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 광케이블 모듈(4)에서의 수광 소자(31)는, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 광도파로(40)에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일의 중심과, 해당 수광 소자(31)의 중심을 일치시킴으로써, 최소한의 수광 면적으로, 스폿 사이즈 부정합 손실을 발생시키는 일 없이 신호광을 수광 가능하게 된다.
또한, 도 5의 (a) 및 도 8의 (a)에 도시하는 광케이블 모듈(3 및 4)에서는, 광로 변환 미러의 경사각도(θ)를 적절하게 설정함으로써, 해당 광로 변환 미러에서의 신호광의 손실량을 제어하고 있다. 그러나, 이 이외에도, 도 10에 도시하는 바와 같이, 광도파로의 광로 변환 미러를 다층 반사막으로 함에 의해서도, 손실량을 제어하는 것이 가능하다. 다층 반사막이란, 굴절율이 다른 2종 이상의 박막을 다층으로 적층하여 구성되는 막이고, 조합시키는 박막에 의해, 고차 모드 성분을 적당한 양만큼 손실시킬 수 있기 때문에, 도 6이나 도 9에 도시하는 바와 같은 수광 프로파일을 적절히 얻을 수 있다.
나아가서는, 도 11의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 광도파로의 하클래드층의 저부(광로 변환 미러에 의한 광의 출사측)에서 차단층(반사층, 흡수층, 또는 산란층)이나 차단홈을 마련함에 의해서도, 임의로 신호광의 손실을 제어할 수 있고, 도 6이나 도 9에 도시하는 바와 같은 수광 프로파일을 적절히 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 실시의 형태 1 및 2에 관한 광케이블 모듈은, 해당 광케이블 모듈의 광도파로의 형상 변화에 수반하는, 신호광의 광량 변동을 억제할 수 있 다. 이 때문에, 상기 광케이블 모듈을 기기 내의 기판 사이를 데이터 전송하는 플렉시블 배선으로서 알맞게 이용할 수 있다. 예를 들면, 상기 광케이블 모듈은, 휴대 전화의 힌지부에서 플렉시블 배선으로서 이용하는 것도 가능해진다. 물론, 본 발명의 광케이블 모듈의 적용 분야는 이것만으로 그치지 않고, 노트 퍼스널 컴퓨터, PDA, 액정 TV, 데스크톱 모니터, 프린터, 차량탑재 전장 기기, 서버, 라우터, 시험기, 그 밖의 민생 기기나 범용 기기에 사용하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 광케이블 모듈은, 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부를 둘러싸서 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와, 상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고, 상기 수광 소자의 중심은, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치와 비켜져서 배치되어 있다.
상기 광도파로에 굴곡이 있는 경우에는, 해당 광도파로를 진행하는 신호광의 각도 분포가 퍼지고, 상기 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역이 비교적 크게 발생한다. 이 때문에, 굴곡이 없는 경우의 수광 프로파일과, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 비교하면, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일의 쪽이 넓게 되지만, 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일도 광로 변환 미러에 의해 영역이 절취되어 있는 측으로는 퍼지지 않는다.
이 때문에, 종래와 같이 수광 소자의 중심을 광축 반사 중심에 맞춘 채, 광 도파로에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 포함하도록 수광 소자의 수광면을 넓히면, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역까지 수광 소자가 넓어진다. 이것은, 광케이블 모듈에서의 소형화의 저해 요인이 됨과 함께, 수광 소자의 응답 속도를 저하시키는 요인이 된다.
이에 대해, 상기한 구성에 의하면, 수광 소자의 중심이, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치(광축 반사 위치)와 비켜서 배치된다. 이로써, 수광 소자는, 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역을 가능한 한 포함하지 않도록 적게 하고, 광도파로에 굴곡이 없는 경우의 수광 프로파일과, 광도파로에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일을 스폿 사이즈 부정합 손실을 발생시키는 일 없이 수광 가능해진다.
또한, 상기 광케이블 모듈에서는, 상기 수광 소자는, 상기 제 1의 위치에 대해, 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 확대 방향으로 비켜져 있는 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 광케이블 모듈에서는, 상기 수광 소자의 중심은, 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 스폿 중심과 일치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 의하면, 수광 소자의 중심을, 광도파로에 굴곡이 있는 경우의 수광 프로파일의 중심과 일치시킴으로써, 최소한의 수광 면적으로 상기한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 광케이블 모듈에서는, 상기 수광 소자의 중심은, 상기 광도파로 의 비 굴곡시에 있어서의 출력광과 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 광강도가 거의 동등하게 되는 위치에 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 광도파로에서 굴곡이 없는 상태에서의 신호광의 광강도 분포에서는, 신호광의 퍼짐이 작고, 중앙부에서의 광강도가 높아진다. 한편, 광도파로에서 굴곡이 있는 상태에서의 신호광의 광강도 분포에서는, 신호광의 퍼짐이 크고, 중앙부에서의 광강도가 낮아진다.
이와 같은 경우, 굴곡이 없는 경우의 신호광의 광강도 분포와 굴곡이 있는 경우의 신호광의 광강도 분포에서는, 그 광강도가 일치하는 개소가 존재한다. 상기한 구성에 의하면, 이 광강도가 일치하는 개소에 수광 소자의 중심이 거의 일치하도록, 수광 소자를 배치한다. 이로써, 수광 소자에 의한 수광 광량은, 광도파로에서의 굴곡의 유무에 관계없이 거의 균일하게 되고, 수광 소자는, 스폿 사이즈 부정합 손실을 발생시키지 않는다.
또한, 본 발명에 관한 다른 광케이블 모듈은, 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와, 상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고, 상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 출력광이 해당 광도파로의 굴곡의 유무에 관계없이 거의 균일하게 되도록 형성되어 있다.
상기한 구성에 의하면, 상기 광도파로의 출력광이 해당 광도파로의 굴곡의 유무에 관계없이 거의 균일하게 되기 때문에, 상기 수광 소자에서의 수광 광량을 균일화할 수 있다.
또한, 상기 광케이블 모듈에서는, 상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로를 전달하여 오는 신호광의 거의 전부를 수광 소자를 향하여 출력하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 광케이블 모듈에서는, 상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 단부를 비스듬히 절단한 단면으로 형성되어 있고, 상기 광로 변환 미러와 코어부의 광축이 이루는 각이 37 내지 43°의 범위로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 의하면, 광도파로에 굴곡이 생김에 의해 신호광의 각도 분포가 퍼져도, 광로 변환 손실을 저감하고, 광도파로를 전달하여 오는 신호광의 거의 전부를 수광 소자를 향하여 출력함으로써, 상기 수광 소자에서의 수광 광량을 균일화할 수 있다.
광도파로를 전달하여 오는 신호광의 거의 전부를 수광 소자를 향하여 출력하는데는, 광로 변환 미러의 경사각도를 작게, 예를 들면 37 내지 43°의 범위로 설정함으로써, 그 광로 변환 미러에 의해 절취되는 신호광량을 작게 하고, 광로 변환 손실을 저감할 수 있다.
또한, 상기 광케이블 모듈에서는, 상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로를 전달하여 오는 신호광의 거의 반분을 수광 소자를 향하여 출력하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 광케이블 모듈에서는, 상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 단부를 비스듬히 절단한 단면으로 형성되어 있고, 상기 광로 변환 미러와 코어부의 광축이 이루는 각이 50 내지 60°의 범위로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 의하면, 광도파로에 굴곡이 생김에 의해 신호광의 각도 분포가 퍼져도, 광도파로를 전달하여 오는 신호광의 거의 반분을 수광 소자를 향하여 출력함으로써, 상기 수광 소자에서의 수광 광량을 균일화할 수 있다.
광도파로를 전달하여 오는 신호광의 거의 반분을 수광 소자를 향하여 출력하는데는, 광로 변환 미러의 경사각도를 크게, 예를 들면 50 내지 60°의 범위로 설정함으로써 그 광로 변환 미러에 의해 절취되는 신호광량을 크게 하여, 광로 변환 손실을 증대시킨다.

Claims (12)

  1. 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와,
    상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하는 광도파로로서,
    상기 광로 변환 미러는 해당 광로 변환 미러와 상기 코어부의 광축이 이루는 각이 37 내지 43°의 범위로 형성되고,
    상기 수광 소자의 중심은, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 상기 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치와 비켜져서 배치되고, 또한, 광로 변환 미러에 의해 신호광의 절취가 발생하는 측과 반대측으로 비켜져서 배치되는 것에 의해,
    상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 상기 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역의 경계와 상기 수광 소자의 수광면의 경계가 근접하도록, 상기 수광 소자가 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 확대 방향으로 비켜져서 배치되는 것을 특징으로 하는 광케이블 모듈.
  2. 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와,
    상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고,
    상기 수광 소자의 중심은, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치와 비켜져서 배치되고, 또한, 광로 변환 미러에 의해 신호광의 절취가 발생하는 측과 반대측으로 비켜져서 배치되는 것에 의해,
    상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 상기 광로 변환 미러에 의해 신호광이 절취되는 영역의 경계와 상기 수광 소자의 수광면의 경계가 근접하도록, 상기 수광 소자가 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 확대 방향으로 비켜져서 배치되고,
    상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 단부를 비스듬히 절단한 단면에 형성되어 있고,
    상기 광로 변환 미러와 코어부의 광축이 이루는 각이 50 내지 60°의 범위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광케이블 모듈.
  3. 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와,
    상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고,
    상기 수광 소자의 중심은, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치와 비켜져서 배치되고, 또한, 광로 변환 미러에 의해 신호광의 절취가 발생하는 측과 반대측으로 비켜져서 배치되고,
    상기 수광 소자의 중심은, 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 스폿 중심과 일치하도록 배치되어 있고,
    상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 단부를 비스듬히 절단한 단면에 형성되어 있고,
    상기 광로 변환 미러와 코어부의 광축이 이루는 각이 37 내지 43°의 범위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광케이블 모듈.
  4. 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와,
    상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고,
    상기 수광 소자의 중심은, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치와 비켜져서 배치되고, 또한, 광로 변환 미러에 의해 신호광의 절취가 발생하는 측과 반대측으로 비켜져서 배치되고,
    상기 수광 소자의 중심은, 상기 광도파로의 비굴곡시에 있어서의 출력광과 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광과의 광강도가 동등하게 되는 위치에 배치되어 있고,
    상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 단부를 비스듬히 절단한 단면에 형성되어 있고,
    상기 광로 변환 미러와 코어부의 광축이 이루는 각이 50 내지 60°의 범위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광케이블 모듈.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와,
    상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고,
    상기 수광 소자의 중심은, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치와 비켜져서 배치되고, 또한, 광로 변환 미러에 의해 신호광의 절취가 발생하는 측과 반대측으로 비켜져서 배치되고,
    상기 수광 소자의 중심은, 상기 광도파로의 비굴곡시에 있어서의 출력광과 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광과의 광강도가 동등하게 되는 위치에 배치되어 있고,
    상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 단부를 비스듬히 절단한 단면에 형성되어 있고,
    상기 광로 변환 미러와 코어부의 광축이 이루는 각이 37 내지 43°의 범위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광케이블 모듈.
  8. 삭제
  9. 코어부와, 상기 코어부의 광축 주위에 코어부를 둘러싸고 이루어지는 클래드층을 갖음과 함께, 적어도 한쪽의 단부에는, 단면에서의 광반사에 의해 신호광의 광로를 변환하는 광로 변환 미러가 형성되어 있는 광도파로와,
    상기 광도파로의 단부와의 상대적인 위치 관계가 고정된 수광 소자를 구비하고 있고,
    상기 수광 소자의 중심은, 코어부의 광축 단면 중심을 통과하는 광이 광로 변환 미러에 의해 반사되어 수광면에 도달하는 제 1의 위치와 비켜져서 배치되고, 또한, 광로 변환 미러에 의해 신호광의 절취가 발생하는 측과 반대측으로 비켜져서 배치되고,
    상기 수광 소자의 중심은, 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 스폿 중심과 일치하도록 배치되어 있고,
    상기 광로 변환 미러는, 상기 광도파로의 단부를 비스듬히 절단한 단면에 형성되어 있고,
    상기 광로 변환 미러와 코어부의 광축이 이루는 각이 50 내지 60°의 범위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광케이블 모듈.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 수광 소자는, 상기 광도파로의 굴곡시에 있어서의 출력광의 확대 방향으로 긴 축을 갖는 형상인 것을 특징으로 하는 광케이블 모듈.
  11. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 7항, 제 9항, 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 광케이블 모듈을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  12. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 7항, 제 9항, 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 광케이블 모듈을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 힌지 등 가동부를 갖는 굴곡이 발생하는 전자기기.
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