KR20200120727A - 광 커넥터 및 이것을 탑재하는 기기 - Google Patents

광 커넥터 및 이것을 탑재하는 기기 Download PDF

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Abstract

광도파로 기판과 광파이버의 커넥터 부재와의 접속에 이용하는 광커넥터가 제공되고, 당해 광커넥터는, 커넥터 부재에 일단이 삽입되는 핀의 타단을 삽입하기 위한 원통 형상의 홀과, 홀의 개구단이 위치하는 제 1 면에 수직인 제 2 면에 형성되는 그루브를 가지는 복수의 위치 결정 구조를 구비하고, 그루브와 홀은 연속하며, 그루브의 단면은 원호 형상이고, 홀의 단면이 이루는 원의 중심과 그루브의 단면이 이루는 원호의 중심은 일치하며, 단면이 사각형을 이루는 복수의 볼록부를 가지는 광도파로 기판에 광커넥터를 연결하였을 때, 복수의 위치 결정 구조의 각각에 있어서, 복수의 볼록부 중, 대응하는 볼록부의 적어도 2개의 모서리부가 그루브의 내벽에 의해 지지된다.

Description

광 커넥터 및 이것을 탑재하는 기기
본 개시는, 광 커넥터 및 이것을 탑재하는 기기에 관한 것이다.
많은 디바이스에서는, 프로세서나 메모리 등의 컴포넌트가 전기적인 신호 경로를 개재하여 접속되어 있다. 그러나, 최근에는, 컴포넌트간의 데이터 전송에 요구되는 지연이 종래에 비해 현격히 짧아져, 전기적인 신호 경로를 이용한 데이터 전송으로는 요구를 만족시키는 것이 곤란해져 오고 있다. 이 때문에, 광 신호에 의한 데이터 전송에 주목이 집중되고 있다.
예를 들면, PCB(Poly-Chlorinated Biphenyl) 등으로 형성된 폴리머 도파로 기판 상의 컴포넌트에 광도파로를 배치하고(예를 들면, Richard C. A. Pitwon et. al, "Firstlight: Pluggable Optical Interconnect Technologies for Polymeric Electro-Optical Printed Circuit Boards in Data Centers", Journal of Light wave technology, vol. 30, No. 21, November 1, 2012를 참조), 그 광도파로를 컴포넌트로의 도광 수단으로서 이용하는 방법이 제안되고 있다. 외부로부터 광도파로에 도광하는 수단으로서는, 예를 들면, 플렉시블한 광파이버 어레이가 이용된다.
광파이버 어레이의 선단에는 광 커넥터가 마련되어 있다. 폴리머 도파로 기판 상의 광도파로에 광파이버 어레이를 접속하는 경우, 폴리머 도파로 기판에 광커넥터를 마련하고, 광커넥터끼리를 연결하는 방법이 적용될 수 있다. 이 방법을 적용함으로써, 광도파로와 광파이버 어레이와의 접속이 실현될 수 있다.
상기의 방법을 적용하는 경우, 대향면에서 광파이버 코어와 광도파로 코어의 위치가 어긋나면 광접속 손실이 발생한다. 그리고, 대향하는 코어의 축 어긋남량, 및, 대향하는 코어의 단면(端面) 간격이 증가하면 광접속 손실이 증대한다. 예를 들면, SM(Single Mode) 파이버를 접속한 구성에 있어서의 실험에서, 축 어긋남량이 1.6㎛인 경우에 0.5dB의 광접속 손실이 발생하였다고 하는 보고가 있다.
코어끼리의 위치를 맞추기 위해, 접속하는 2개의 광커넥터에 각각 복수의 홀을 마련하고, 금속 핀을 홀에 삽입하여 양 커넥터를 연결하는 방법이 제안되고 있다(예를 들면, 미국특허 7,369,728호 명세서, 미국특허 7,447,405호 명세서, 미국특허 7,889,958호 명세서를 참조). 이 방법에서는, 홀이 마련되는 광도파로측의 광커넥터(이하, 도파로측 커넥터)와 폴리머 도파로 기판과의 위치 맞춤이 필요해진다.
도파로측 커넥터와 폴리머 도파로 기판과의 위치를 맞추는 수단으로서는, 예를 들면, 광도파로가 배치되는 폴리머 도파로 기판의 면에 위치 결정용의 볼록부를 마련하고, 도파로측 커넥터에 마련한 단(段) 형상의 부분에 볼록부를 거는 방법이 제안되고 있다(예를 들면, 미국특허 7,936,953호 명세서를 참조). 또한, 폴리머 도파로 기판에 대향하는 도파로측 커넥터의 면에 단차를 마련하고, 폴리머 도파로 기판의 에지에 단차를 걸어 안길이 방향의 위치를 결정하는 방법이 제안되고 있다(예를 들면, 미국특허공개 2012/0114280호 공보를 참조).
그러나, 상기의 어느 방법에 있어서도 도파로측 커넥터에 마련하는 홀 및 위치 결정용의 구조부(상기의 단 형상의 부분이나 단차)가 각기 다른 공정에서 형성된다. 이 때문에, 양자의 위치를 양호한 정밀도로 맞추지 않으면, 홀과 코어와의 위치 관계가 바르게 규정되어 있어도, 광도파로 코어의 위치와 광파이버 코어의 위치가 어긋나버린다.
본 개시의 일 양태에 의하면, 광도파로 기판과 광파이버의 커넥터 부재와의 접속에 이용하는 광커넥터가 제공된다. 이 광커넥터는, 커넥터 부재에 일단(一端)이 삽입되는 핀의 타단을 삽입하기 위한 원통 형상의 홀과, 홀의 개구단이 위치하는 제 1 면에 수직인 제 2 면에 형성되는 그루브를 가지는 복수의 위치 결정 구조를 구비하고, 그루브와 홀은 연속하며, 그루브의 단면(斷面)은 원호 형상이고, 홀의 단면이 이루는 원의 중심과 그루브의 단면이 이루는 원호의 중심은 일치하며, 단면이 사각형을 이루는 복수의 볼록부를 가지는 광도파로 기판에 광커넥터를 연결하였을 때, 복수의 위치 결정 구조의 각각에 있어서, 복수의 볼록부 중, 대응하는 볼록부의 적어도 2개의 모서리부가 그루브의 내벽에 의해 지지된다.
본 출원은, 2018년 3월 20일에 출원된 일본국특허출원 제2018-053034호에 대한 우선권의 이익을 주장하고, 참조에 의해 그 전체가 편입된다.
도 1은, 광도파로 유닛과 광파이버 어레이와의 접속 기구에 대하여 설명하기 위한 모식도이며,
도 2a는, 도파로측 커넥터의 구조에 대하여 설명하기 위한 모식도(하면도, 측면도)이며,
도 2b는, 도파로측 커넥터의 구조에 대하여 설명하기 위한 모식도(X-Z 단면도)이며,
도 3은, 도파로측 커넥터가 가지는 그루브 및 홀의 형상에 대하여 더 설명하기 위한 모식도(Y-Z 단면도)이며,
도 4는, 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 모식도(상면도, 측면도)이며,
도 5는, 폴리머 도파로 기판과 도파로측 커넥터를 접속한 상태에 있어서의 광도파로 유닛의 구조에 대하여 설명하기 위한 모식도(상면도, Y-Z 단면도, 단면 확대도)이며,
도 6은, 폴리머 도파로 기판과 도파로측 커넥터를 접속한 상태에 있어서의 광도파로 유닛의 구조에 대하여 더 설명하기 위한 모식도(X-Z 단면도)이며,
도 7은, 제 1 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 모식도(상면도, 측면도)이며,
도 8은, 제 2 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 모식도(상면도, 측면도)이며,
도 9는, 제 3 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 모식도(상면도, Y-Z 단면도, 접속 상태도)이며,
도 10은, 제 4 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 모식도(상면도, Y-Z 단면도, 접속 상태도)이며,
도 11a는, 제 5 변형예와 관련된 도파로측 커넥터의 구조에 대하여 설명하기 위한 모식도(하면도, 측면도)이며,
도 11b는, 제 5 변형예와 관련된 도파로측 커넥터의 구조에 대하여 설명하기 위한 모식도(X-Z 단면도)이며,
도 12는, 제 5 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그것과 도파로측 커넥터를 접속한 상태에 있어서의 광도파로 유닛의 구조에 대하여 설명하기 위한 모식도(상면도, 접속 상태도, 측면도, X-Z 단면도)이며,
도 13은, 그루브 및 홀의 형성에 이용하는 금형의 구조를 나타낸 모식도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서 실질적으로 동일한 기능을 가지는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 설명의 편의상, 도면 중에서 일부의 구성 요소를 생략하는 것이나 해칭 등의 표현을 생략하는 경우가 있다.
도 1을 참조하면서, 본 개시의 일 실시 형태와 관련된 광도파로 유닛과 광파이버 어레이와의 접속 기구에 대하여 설명한다. 도 1은, 광도파로 유닛과 광파이버 어레이와의 접속 기구에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 설명의 편의상, 폴리머 도파로 기판과 도파로측 커넥터를 접속한 구조체를 광도파로 유닛 또는 광도파로 기판이라고 칭한다.
도 1에는, 광도파로 유닛(1), 광파이버(2), 및 금속 핀(3a, 3b)이 나타나 있다. 광도파로 유닛(1)은, 도파로측 커넥터(1a)(리셉터클) 및 폴리머 도파로 기판(1b)을 가진다. 광파이버(2)는, 파이버측 커넥터(2a) 및 광파이버 어레이(2b)를 가진다.
또한, 도 1에 있어서, 도파로측 커넥터(1a)에 부여한 파선은 내부의 구조를 나타내고 있다. 또한, 본고(本稿)에서는 설명의 편의상, 폴리머 도파로 기판을 예로 설명을 진행하지만, 예를 들면, 유기 기판, 세라믹 기판, 실리콘 기판 등에 대해서도, 본 개시의 일 실시 형태와 관련된 광도파로 유닛의 위치 결정 구조를 적용할 수 있다. 광도파로의 재료는, 실리콘, 석영, 화합물 반도체 등, 다른 재료여도 된다.
이하, 도 1에 나타낸 Sa1의 면을 도파로측 커넥터(1a)의 상면, Sb1의 면을 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면이라고 표기하는 경우가 있다. 또한, 도파로측 커넥터(1a)의 하면을 Sa2의 면이라고 표기하는 경우가 있다. 단, 「상, 하」라고 하는 표현은 설명의 편의상 이용하지만, 이 표현에 의해 광도파로 유닛(1)의 방향을 한정하는 취지는 아니다.
폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에는, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 설치된다. 또한, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에는, 폴리머 도파로 기판(1b)에 대한 도파로측 커넥터(1a)의 위치를 결정하기 위해 이용되는 볼록부(12a, 12b)가 형성되어 있다. 볼록부(12a, 12b)는, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)를 피복하는 클래드의 형성 방법과 마찬가지로, 예를 들면, 포토리소그래피에 의해 형성될 수 있다.
또한, 설명의 편의상, 광도파로 코어의 수를 4로 하고 있지만, 3 이하 또는 5 이상으로 해도 된다. 또한, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)를 피복하는 클래드(예를 들면, Richard C. A. Pitwon et. al, "Firstlight: Pluggable Optical Interconnect Technologies for Polymeric Electro-Optical Printed Circuit Boards in Data Centers", Journal of Light wave technology, vol. 30, No. 21, November 1, 2012.를 참조)의 기재 및 상세한 설명에 대해서는 생략한다.
도파로측 커넥터(1a) 및 파이버측 커넥터(2a)에는, 위치 결정용의 금속 핀(3a, 3b)을 삽입하기 위한 복수의 홀이 형성된다. 도 1의 예에서는, 파이버측 커넥터(2a)에 홀(22a, 22b)이 형성되고, 각각 금속 핀(3a, 3b)의 일단이 삽입된다. 도파로측 커넥터(1a)의 홀(후술하는 홀(13b, 13d))에는, 각각 금속 핀(3a, 3b)의 타단이 삽입된다.
홀(22a, 22b)의 개구단이 위치하는 파이버측 커넥터(2a)의 단면에는, 렌즈 유닛(21)의 단면이 노출된다. 도 1의 (a)에는, X-Y면에서 파이버측 커넥터(2a)를 절단한 경우의 Ia-Ia 단면도를 모식적으로 나타냈다. 또한, 도 1의 (b)에는, X-Z면에서 파이버측 커넥터(2a)를 절단한 경우의 Ib-Ib 단면도를 모식적으로 나타냈다. 도 1의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 렌즈 유닛(21)에는, 복수의 렌즈가 포함되고, 각각이 광파이버 코어(21a, 21b, 21c, 21d)의 단면에 접속된다.
또한, 광파이버 코어(21a, 21b, 21c, 21d)의 단면과, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 단면이 직접 접속되는 구조인 경우에는, 렌즈 유닛(21)이 생략될 수 있다. 또한, 설명의 편의상, 광파이버 코어의 수를 4로 하고 있지만, 3 이하 또는 5 이상으로 해도 된다.
원기둥 형상의 금속 핀(3a, 3b)이 삽입되는 홀(22a, 22b)은 원통형이며, 모두 직경이 금속 핀(3a, 3b)의 직경과 대략 동일하게 형성된다. 홀(22a, 22b)의 위치는, 예를 들면, 개구단에 있어서 홀(22a, 22b)의 중심을 연결한 직선 위에 광파이버 코어(21a, 21b, 21c, 21d)의 중심이 올라가도록 설정된다. 홀(22a, 22b)의 중심의 적어도 일방으로부터 광파이버 코어(21a, 21b, 21c, 21d)의 각각까지의 거리는 미리 설정된다.
상기와 같은 홀(22a, 22b)의 설정에 의해, 금속 핀(3a, 3b)의 중심을 기준으로 하여 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 위치를 결정함으로써, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)와 광파이버 코어(21a, 21b, 21c, 21d)와의 위치 맞춤이 실현될 수 있다. 이 위치 맞춤의 정밀도는, 금속 핀(3a, 3b)이 삽입되는 도파로측 커넥터(1a)와, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 설치되는 폴리머 도파로 기판(1b)과의 사이의 위치 맞춤의 정밀도에 의존한다.
예를 들면, 금속 핀(3a, 3b)의 축을 따라, 대향하는 파이버측 커넥터(2a)의 단면으로부터 도파로측 커넥터(1a)의 단면을 향하는 방향을 X방향으로 한다. X방향의 위치 어긋남은 코어 사이에 간극을 발생시켜, 광접속 손실의 원인이 된다. 또한, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에 수직 위를 향하는 방향을 Z방향으로 하고, X-Z면에 수직인 방향을 Y방향으로 한다. Y-Z면 내의 위치 어긋남은 코어끼리의 축 어긋남을 발생시켜, 역시 광접속 손실의 원인이 된다. 이하에서는, 설명의 편의상, 상기 서술한 X방향, Y방향, Z방향에서 규정되는 직교 좌표계(XYZ 좌표계)를 이용하여 설명을 행하는 경우가 있다.
X방향, Y방향, Z방향, X-Y 면내의 회전 방향, Y-Z 면내의 회전 방향, Z-X 면내의 회전 방향의 전부에 대하여 위치 맞춤의 정밀도를 높이는 것이, 광접속 손실을 저감하기 때문에 유효하다. 본 실시 형태에서는, 도파로측 커넥터(1a)의 하면(Sa2)에 위치 결정 구조를 마련하고, 그 위치 결정 구조와 폴리머 도파로 기판(1b) 상의 볼록부(12a, 12b)와의 물리적인 접속에 의해 상기 서술한 위치 맞춤의 정밀도를 개선한다.
이하, 도 2a-도 6을 참조하면서, 상기의 위치 결정 구조 및 폴리머 도파로 기판(1b) 상의 볼록부(12a, 12b)의 구조에 대하여, 더 설명한다.
우선, 도 2a-도 3을 참조하면서, 도파로측 커넥터(1a)의 하면(Sa2)에 형성되는 상기의 위치 결정 구조에 대하여 설명한다.
도 2a는, 도파로측 커넥터의 구조에 대하여 설명하기 위한 도(하면도, 측면도)이다. 도 2b는, 도파로측 커넥터의 구조에 대하여 설명하기 위한 도(X-Z 단면도)이다. 도 3은, 도파로측 커넥터가 가지는 그루브 및 홀의 형상에 대하여 더 설명하기 위한 도(Y-Z 단면도)이다. 또한, 도 2a의 (b)의 폴리머 도파로 기판(1b)에 부여한 파선은 내부의 구조를 나타내고 있다.
도 2a의 (a)는, 도파로측 커넥터(1a)를 -X방향을 따라 본 측면(파이버측 커넥터(2a)와 대향하지 않는 면)의 형상을 나타내고 있다. 도 2a의 (b)는, 도파로측 커넥터(1a)의 하면(Sa2)의 형상을 나타내고 있다. 도 2a의 (c)는, 도파로측 커넥터(1a)를 X방향을 따라 본 측면(파이버측 커넥터(2a)와 대향하는 면)의 형상을 나타내고 있다.
도 2a의 (b)에 나타내는 바와 같이, 도파로측 커넥터(1a)의 하면(Sa2)에는, 그루브(13a, 13c), 및 오목부(13e)가 형성된다. 또한, 도 2a의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 오목부(13e)는, 그루브(13a, 13c)의 사이에 배치된다. 그루브(13a, 13c)는, 각각 도 2a의 (c)에 나타내는 홀(13b, 13d)에 접속된다.
여기서, 도 3을 참조한다. 도 3의 (a)는, 도 2a의 (b)의 IIIa-IIIa선을 따라 도파로측 커넥터(1a)를 절단한 경우의 단면도이다. 도 3의 (b)는, 도 2a의 (b)의 IIIb-IIIb선을 따라 도파로측 커넥터(1a)를 절단한 경우의 단면도이다. 도 3의 (c)는, 도 2a의 (b)의 IIIc-IIIc선을 따라 도파로측 커넥터(1a)를 절단한 경우의 단면도이다.
도 2a의 (a), 및 도 3의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 그루브(13a, 13c)의 단면 형상(Y-Z 단면의 형상)은 원호이다. 또한, 도 2a의 (b) 및 도 2b의 (d)에 나타내는 바와 같이, 홀(13b, 13d)은, 도파로측 커넥터(1a)를 관통하여, IIIb-IIIb선의 부분에서 각각 그루브(13a, 13c)에 접속된다. 또한, 홀(13b, 13d)의 사이즈는, 금속 핀(3a, 3b)의 사이즈에 대응한다.
또한, 도 3의 (a)-(c)에 나타내는 바와 같이, 그루브(13c)에 대응하는 원호의 중심과 홀(13d)에 대응하는 원의 중심이 일치한다. 즉, 동일 축에서 위치 결정 구조가 제작된다. 동일 축에서 위치 결정 구조가 제작됨으로써, 높은 위치 결정 정밀도가 실현되고, 또한, 제품 검사가 간편해지는 등의 메리트가 얻어진다.
또한, 도파로측 커넥터(1a)의 상면(Sa1)에서 중심까지의 높이(h), 및 도파로측 커넥터(1a)의 측면에서 중심까지의 거리(u)에 관계없이 동일 축에서 그루브(13c) 및 홀(13d)이 형성되고 있으면, 높은 위치 결정 정밀도가 실현되고, 또한, 제품 검사가 간편해지는 등의 메리트가 얻어진다. 그루브(13a) 및 홀(13b)의 구조에 대해서도 마찬가지이다.
여기서, 도 2b의 (d)를 참조한다. 도 2b의 (d)는, 도 2a의 (b)의 IIBd-IIBd선을 따라 도파로측 커넥터(1a)를 절단한 경우의 단면도이다. 도 2b의 (d)에 나타낸 바와 같이, 홀(13d)은, IIIb-IIIb선의 위치에서 그루브(13c)와 접속하고, 도파로측 커넥터(1a)를 관통하고 있다. 홀(13b)의 구조에 대해서도 마찬가지이다.
도 2a의 (b) 및 도 2b의 (d)에 나타내는 바와 같이, 그루브(13c)에는, 폭 및 깊이가 일정한 구간(원호의 반경이 일정한 구간; 이하, 등폭 구간)이 마련되어 있다. 또한, 그루브(13c)에는, 등폭 구간에서부터 홀(13d)과의 접속부에 걸쳐 테이퍼 형상으로 폭 및 깊이가 커지는 구간(원호의 반경이 서서히 커지는 구간; 이하, 테이퍼 구간)이 마련되어 있다. 그루브(13a)의 구조에 대해서도 마찬가지이다.
그루브(13a, 13c) 및 홀(13b, 13d)은 상기와 같은 구조를 가진다.
오목부(13e)는, 도파로측 커넥터(1a)와 폴리머 도파로 기판(1b)을 접속하였을 때에, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)와 도파로측 커넥터(1a)의 하면(Sa2)과의 접촉을 회피하기 위한 구조부이다. 오목부(13e)의 깊이는, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d) 및 그들을 피복하는 클래드의 높이(폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)을 기준으로 하는 Z방향의 높이) 이상으로 설정된다.
도 2b의 (e)는, 도 2a의 (b)의 IIBe-IIBe선을 따라 도파로측 커넥터(1a)를 절단한 경우의 단면도이다. 도 2a의 (c) 및 도 2b의 (e)에 나타내는 바와 같이, 이 예에서는, 파이버측 커넥터(2a)에 대향하는 도파로측 커넥터(1a)의 단면 부근에 렌즈 유닛(14)이 마련되어 있다. 렌즈 유닛(14)은, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 단부에 대응하는 위치에 렌즈가 마련되고, 그리고, 단부에 입력 또는 단부로부터 출력되는 광의 광로를 조정한다.
도 2b의 (d) 및 (e)에 나타내는 바와 같이, 도파로측 커넥터(1a)는, 그루브(13a, 13c)에 대응하는 구간(X1)과, 홀(13b, 13d)에 대응하는 구간(X2)에서 두께(Z방향의 높이)가 상이하다. 이 때문에, 구간(X1, X2)의 경계에서 단차가 형성된다.
이어서, 도 4를 참조하면서, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에 형성되는 볼록부(12a, 12b)의 형상에 대하여 설명한다. 도 4는, 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 도(상면도, 측면도)이다.
도 4의 (a)는, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)의 형상을 나타내고 있다. 도 4의 (b)는, 폴리머 도파로 기판(1b)을 X방향을 따라 본 측면의 형상을 나타내고 있다. 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에는, 볼록부(12a, 12b)가 형성되고, 볼록부(12a, 12b)의 사이에 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 설치된다.
예를 들면, 볼록부(12a, 12b)는, X방향을 따라 형성된다. 볼록부(12a, 12b)의 간격은, 그루브(13a, 13c)와 동일한 간격으로 형성된다. 볼록부(12a, 12b)의 높이는, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)와 동일한 높이(폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)을 기준으로 하는 Z방향의 높이)로 형성된다.
볼록부(12a, 12b)의 폭(Y방향의 길이)은, 그루브(13a, 13c)의 단면이 형성하는 원호의 개구 폭과 대략 동일한 폭으로 형성된다. 원호의 개구 폭은, 예를 들면, 도 3의 (a)에 나타낸 그루브(13c)에 대응하는 원호 중, 도파로측 커넥터(1a)의 하면(Sa2)과 원호가 접속하는 2개의 점의 사이의 거리에 대응한다. 볼록부(12a, 12b)의 폭은, 그루브(13a, 13c) 중 등폭 구간에 있어서의 원호의 개구 폭을 이용하여 결정할 수 있다.
도면 중에서는, 설명의 편의상, 대응하는 볼록부의 폭과 그루브의 폭을 동일하게 기재하고 있지만, 제작 공정에서 발생하는 오차가 발생하는 것이나, 감합을 용이하게 하는 등의 이유로 그루브의 폭에 마진이 형성되고, 대응하는 볼록부의 폭과 그루브의 폭이 어긋나는 경우가 있다. 이와 같은 폭의 어긋남이 발생하는 것은 당업자에게 있어서 당연히 상정되는 범위 내이며, 본 실시 형태의 기술적 범위에 속한다.
도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(12a, 12b) 중, 도 4의 (b)의 면에 가까운 선단 부분은 테이퍼 형상으로 형성되며, 폭이 서서히 좁아지고 있다. 볼록부(12a, 12b)의 선단 부분을 테이퍼 형상으로 함으로써, 도파로측 커넥터(1a)와 폴리머 도파로 기판(1b)을 접속할 때에, 볼록부(12a, 12b)와 그루브(13a, 13c)와의 접속이 용이해진다.
도파로측 커넥터(1a)와 폴리머 도파로 기판(1b)을 접속하면, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같은 상태가 된다. 도 5는, 폴리머 도파로 기판과 도파로측 커넥터를 접속한 상태에 있어서의 광도파로 유닛의 구조에 대하여 설명하기 위한 도(상면도, Y-Z 단면도, 단면 확대도)이다.
도 5의 (a)는, 폴리머 도파로 기판(1b)과 도파로측 커넥터(1a)를 접속한 상태에 있어서의 광도파로 유닛(1)의 상면도이다. 또한, 도 5의 (a)의 도파로측 커넥터(1a)의 상면(Sa1)에 부여한 파선은 내부의 구조를 나타내고 있다.
접속의 방법으로서는, 예를 들면, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)과 도파로측 커넥터(1a)의 하면(Sa2)이 접촉하는 상태에서, 그루브(13a, 13c)의 개구부(도 2a의 (a)를 참조)에, 볼록부(12a, 12b)의 선단부(도 4의 (b)를 참조)를 미끄러져 들어가게 하도록 X방향으로 슬라이딩시키는 방법이 있다. 이 방법에 의하면, 볼록부(12a, 12b)의 선단부가 테이퍼 형상으로 되어 있기 때문에, 도파로측 커넥터(1a)와 폴리머 도파로 기판(1b)을, 보다 용이하게 접속할 수 있다.
도 5의 (b)는, 도 5의 (a)의 Vb-Vb선을 따라 광도파로 유닛(1)을 절단한 경우의 단면 형상을 나타내고 있다. 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 도파로측 커넥터(1a)의 그루브(13a)에는 볼록부(12a)가 감합되고, 그루브(13c)에는 볼록부(12b)가 감합된다. 또한, 도파로측 커넥터(1a)의 오목부(13e)의 내측에는, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 배치된다.
여기서, 도 5의 (c)를 참조하면서, 볼록부(12b) 및 그루브(13c)의 형상에 대하여, 더 설명한다. 도 5의 (c)는, 볼록부(12b)가 감합된 그루브(13c) 주변의 확대도이다. 단, 가시성을 위해, 도 5의 (c)에서는 해칭을 생략하고 있다.
도 5의 (c)에는, 설명의 편의상, 그루브(13c)의 단면이 형성하는 원호의 중심(C0), 그루브(13c)와 볼록부(12b)와의 접촉점(C1, C2, C3, C4)이 기재되어 있다. 접촉점(C3, C4)은, 원호의 단점(端点)이다. 도 5의 (c)에는, 설명의 편의상, 볼록부(12b)의 높이(d1×2), 원호의 반경(d2), 볼록부(12b)와 그루브(13c)의 측벽과의 사이의 간격(d3), 볼록부(12b)의 폭(d4×2) 등의 파라미터가 기재되어 있다.
도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(12b)는, 적어도 2개의 접촉점(C1, C2)에 의해 그루브(13c)의 내벽을 지지한다. 마찬가지로, 단면이 사각형의 볼록부(12a)가 가지는 4개의 모서리부 중 접촉점(C1, C2)에 대응하는 2개의 모서리부에 의해 그루브(13a)의 내벽을 지지한다. 이 때문에, 볼록부(12a, 12b)는, 적어도 4개의 모서리부에 의해 도파로측 커넥터(1a)를 지지한다.
볼록부(12a, 12b)의 적어도 4개의 모서리부에 의해 그루브(13a, 13c)의 내벽을 지지함으로써, Y방향, Z방향, X-Y 면내의 회전 방향, Y-Z 면내의 회전 방향, Z-X 면내의 회전 방향에 대하여, 그루브(13a, 13c)와 볼록부(12a, 12b)와의 위치 관계가 획정될 수 있다.
도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, 원호의 내벽에 사각형의 2점(접촉점 C1, C2)이 접하도록 배치하면, 사각형의 중심은 원호의 중심(C0)에 일치한다. 또한, 사각형의 바닥면에서 중심까지의 거리는 사각형의 높이의 절반이 된다.
도 5의 (c)의 예에서는, 볼록부(12b)의 높이(d1×2)의 절반(d1)의 높이에 원호의 중심(C0)이 위치한다. 즉, 볼록부(12b)의 단면 중심과 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 중심(이하, 코어 중심)을 동일한 높이(d1)로 하면(도 5의 (c) 및 (d)를 참조), 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에서 코어 중심까지의 거리가, 그루브(13c)의 단면 중심(원호의 중심)과 일치한다.
그루브(13a, 13c)의 단면 중심은, 금속 핀(3a, 3b)의 중심축에 대응하는 홀(13b, 13d)의 단면 중심과 일치한다. 이 때문에, 금속 핀(3a, 3b)의 중심축과 코어 중심과의 위치 관계를 용이하게 맞추는 것이 가능하다. 또한, 볼록부(12a, 12b)의 형성 수단으로서 포토리소그래피를 이용하면, 코어 중심과 볼록부(12a, 12b)의 단면 중심을 0.1㎛ 미만의 정밀도로 맞추는 것이 가능하다.
일례로서, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 높이가 7㎛, d1=3.5㎛, d2=40㎛, d3=0.2㎛, d4=39.8㎛, θ=5°(각도 θ에 대해서는 도 5의 (c)를 참조)의 조건으로 평가가 행해졌다. 그 평가 결과에 의해, 본 실시 형태의 위치 결정 구조를 적용함으로써 원하는 정밀도가 얻어진다고 기대되고 있다. 상기의 수치 조건은 일례이며, 실시의 양태에 따라 수치 범위를 적절히 변경할 수 있으며, 본 실시 형태의 기술적 범위가 이 예에 한정되는 것은 아니다.
X방향의 위치 결정은, 도파로측 커넥터(1a)의 구간(X1, X2)에 마련한 단차를 이용하여 실현한다. 여기서, X방향의 위치 결정에 대하여, 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6은, 폴리머 도파로 기판과 도파로측 커넥터를 접속한 상태에 있어서의 광도파로 유닛의 구조에 대하여 더 설명하기 위한 도(X-Z 단면도)이다.
도 6의 (a)는, 도 5의 (a)의 IVa-IVa선을 따라 광도파로 유닛(1)을 절단한 경우의 단면 형상을 나타내고 있다. 도 6의 (b)는, 도 5의 (a)의 IVb-IVb선을 따라 광도파로 유닛(1)을 절단한 경우의 단면 형상을 나타내고 있다.
상기한 바와 같이, 도파로측 커넥터(1a)를 폴리머 도파로 기판(1b)에 접속하면, 그루브(13a)의 내부에 볼록부(12a)가 배치되고(도 6의 (a)를 참조), 오목부(13e)의 내부에 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 배치된다(도 6의 (b)를 참조). 구간(X2)에는, 그루브(13a)와 연속하는 홀(13b)(도 6의 (a)를 참조), 및 렌즈 유닛(14)(도 6의 (b)를 참조)이 마련된다.
상기한 바와 같이 접속한 상태에 있어서, 구간(X1)의 부분에서 도파로측 커넥터(1a)의 하면(Sa2)과 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)은 접촉한다. 한편, 구간(X2)의 부분은 구간(X1)의 부분보다 두께가 있기 때문에, 구간(X1, X2)의 경계에 있는 단차가, 폴리머 도파로 기판(1b)의 에지 부분(파이버측 커넥터(2a)에 대향하는 측의 면에 대응하는 부분)에 걸리는 형태로 맞닿는다. 이에 따라, 도파로측 커넥터(1a)의 X방향으로의 이동이 제한된다.
폴리머 도파로 기판(1b)의 에지 부분에 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 단면을 맞추고(도 4의 (a)를 참조), 단차의 근방에 렌즈 유닛(14)이 오도록 설계(도 2b의 (e)를 참조)함으로써, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 용이하게 X방향의 위치 맞춤을 행할 수 있게 된다. 또한, 렌즈 유닛(14)을 생략하는 변형이 가능하고, 렌즈 유닛(14)을 마련하지 않는 경우의 구조에 대해서는 후술한다. X방향의 위치 맞춤을 실현하는 구조에 대해서는 다양한 변형이 가능하다. 이러한 변형에 대하여 다음에 설명한다.
(제 1 변형예)
우선, 도 7을 참조한다. 도 7은, 제 1 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 도(상면도, 측면도)이다. 도 7의 (a)는, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)의 형상을 나타내고 있다. 도 7의 (b)는, 폴리머 도파로 기판(1b)을 X방향을 따라 본 측면의 형상을 나타내고 있다.
도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에는, 볼록부(121a, 121b)가 형성되고, 볼록부(121a, 121b)의 사이에 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 설치된다. 도 4의 (a)에 나타낸 위치 결정 구조와의 차이는, 볼록부(121a, 121b)의 형상에 있다.
도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(121a, 121b)는, 도 4의 (a)에 나타낸 볼록부(12a, 12b)와 마찬가지로 선단 부분(도 7의 (b)의 측면에 가까운 측의 단부)이 테이퍼 형상으로 형성됨과 함께, 폭이 일정한 등폭 구간(그루브(13a, 13c)의 등폭 구간에 감합하는 구간)을 가진다. 또한, 볼록부(121a, 121b)는, 종단 부분에 등폭 구간보다 폭이 넓은 구간(이하, 폭이 넓은 구간)이 마련되고, 전체적으로 T자의 형상을 가진다.
도 7의 위치 결정 구조를 적용하는 경우, 도 5의 예와 마찬가지로 도파로측 커넥터(1a)를 폴리머 도파로 기판(1b)에 접속하였을 때, 도 2a의 (a)에 대응하는 도파로측 커넥터(1a)의 측면(파이버측 커넥터(2a)와 대향하지 않는 면)이 폭이 넓은 구간의 측면에 맞닿아, 도파로측 커넥터(1a)의 X방향으로의 이동을 제한한다.
상기 서술한 바와 같이, 도파로측 커넥터(1a)의 X방향으로의 이동의 제한은, 도파로측 커넥터(1a)에 마련되는 단차를 이용하여 실현할 수 있다. 볼록부(121a, 121b)는, 예를 들면, 포토리소그래피를 이용하여 정교하게 제작할 수 있다. 이 때문에, 도 7에 나타낸 제 1 변형예의 구조를 적용함으로써 X방향의 위치 결정 정밀도를 높일 수 있다.
(제 2 변형예)
이어서, 도 8을 참조한다. 도 8은, 제 2 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 도(상면도, 측면도)이다. 도 8의 (a)는, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)의 형상을 나타내고 있다. 도 8의 (b)는, 폴리머 도파로 기판(1b)을 X방향을 따라 본 측면의 형상을 나타내고 있다.
도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에는, 볼록부(122a, 122b)가 형성되고, 볼록부(122a, 122b)의 사이에 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 설치된다. 도 7의 (a)에 나타낸 위치 결정 구조와의 차이는, 볼록부(122a, 122b)의 형상에 있다.
볼록부(122a)는, 볼록부(121a)와 동일한 종단 부분의 구조를 가진다. 한편, 볼록부(122a)는, 등폭 구간 및 선단 부분의 형상이 볼록부(121a)와는 상이하다. 볼록부(122a)의 등폭 구간은, 볼록부(121a)의 등폭 구간 중 광도파로 코어(11a)에 가까운 측의 약 절반을 생략한 구조를 가진다.
마찬가지로, 볼록부(122b)는, 볼록부(121b)와 동일한 종단 부분의 구조를 가진다. 한편, 볼록부(122b)는, 등폭 구간 및 선단 부분의 형상이 볼록부(121b)와는 상이하다. 볼록부(122b)의 등폭 구간은, 볼록부(121b)의 등폭 구간 중 광도파로 코어(11d)에 가까운 측의 절반을 생략한 구조를 가진다. 이와 같이, 등폭 구간의 절반을 생략함으로써, 볼록부(122a, 122b)를 그루브(13a, 13c)에 삽입하기 쉬워진다.
도 8의 위치 결정 구조를 적용하는 경우, 도 5의 예와 마찬가지로 도파로측 커넥터(1a)를 폴리머 도파로 기판(1b)에 접속하였을 때, 볼록부(122a, 122b)와 그루브(13a, 13c)의 내벽과의 접촉점이 적어진다. 예를 들면, 볼록부(122b)는, 그루브(13c)의 내벽과 접촉점(C2, C3)에서 맞닿는다.
상기한 바와 같이, 도 8에 나타낸 제 2 변형예의 구조를 적용함으로써, 볼록부(122a, 122b)와 그루브(13a, 13c)와의 접촉점은 적어진다. 그러나, 볼록부(122a, 122b)의 상면에 위치하는 모서리부가 각각 그루브(13a, 13c)를 지지하기 때문에, 충분한 위치 결정 정밀도가 얻어진다. 또한, 도파로측 커넥터(1a)와 폴리머 도파로 기판(1b)과의 접속을 용이하게 한다고 하는 이점이 얻어진다.
(제 3 변형예)
이어서, 도 9를 참조한다. 도 9는, 제 3 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 도(상면도, Y-Z 단면도, 접속 상태도)이다.
도 9의 (a)는, 폴리머 도파로 기판(1b)의 단면(도 9(b)의 IXa-IXa선을 따라 폴리머 도파로 기판(1b)을 절단한 경우의 단면)을 -X방향을 따라 본 단면 형상을 나타내고 있다. 도 9의 (b)는, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)의 형상을 나타내고 있다. 도 9의 (c)는, 도 9의 (a) 및 (b)의 폴리머 도파로 기판(1b)과 도파로측 커넥터(1a)를 접속한 상태의 광도파로 유닛(1)의 상면도이다. 또한, 도 9의 (c)의 도파로측 커넥터(1a)의 상면(Sa1)에 부여한 파선은 내부의 구조를 나타내고 있다.
도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에는, 볼록부(123a, 123b)가 형성되고, 볼록부(123a, 123b)의 사이에 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 설치된다. 도 4의 (a)에 나타낸 위치 결정 구조와의 차이는, 볼록부(123a, 123b)의 형상에 있다.
도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(123a, 123b)는, 상면에서 본 형상(-Z방향을 따라 본 형상)이 X방향으로 정점을 향한 이등변 삼각형이다. 또한, 볼록부(123a, 123b)는, 도 4의 (a)에 나타낸 볼록부(12a, 12b)와 동일한 높이(균일한 Z방향의 두께)이다(도 9의 (a)를 참조). 따라서, 볼록부(123a, 123b)를 Y-Z면을 따라 절단한 단면은 사각형이 된다.
또한, 볼록부(123a, 123b)는, 이등변 삼각형의 정점에 대응하는 선단 부분과, 저변에 대응하는 종단 부분을 가지고, 저변의 길이에 대응하는 종단 부분의 폭이 그루브(13a, 13c)의 등폭 구간의 폭보다 크다. 이 때문에, 도파로측 커넥터(1a)를 -X방향으로 슬라이딩시키도록 하여 볼록부(123a, 123b)를 그루브(13a, 13c)에 접속하면, 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 그루브(13a, 13c)의 테이퍼 구간에 각각 볼록부(123a, 123b)가 걸린다.
그루브(13a, 13c)의 테이퍼 구간에 각각 볼록부(123a, 123b)가 걸림으로써, 도파로측 커넥터(1a)의 -X방향으로의 이동이 제한된다. 또한, 도 9에 나타낸 구조를 적용한 경우에도, 볼록부(123a, 123b)의 Y-Z 단면이 사각형인 점에서, 볼록부(123a, 123b)와 그루브(13a, 13c)의 내벽이 각각, 접촉점(C1, C2, C3, C4)(도 5의 (c)를 참조)과 맞닿으며, 볼록부(123a, 123b)가 도파로측 커넥터(1a)를 지지한다.
상기한 바와 같이, 도 9에 나타낸 제 3 변형예의 구조를 적용함으로써, 도 5에 나타낸 구조와 마찬가지로, 그루브(13a, 13c)의 내벽을 접촉점(C1, C2, C3, C4)에 의해 지지할 수 있다. 또한, 볼록부(123a, 123b)가 테이퍼 구간에 걸림으로써, X방향의 위치 결정도 할 수 있어, 모든 방향에 대하여 높은 위치 결정 정밀도를 실현할 수 있다. 또한, 도파로측 커넥터(1a)와 폴리머 도파로 기판(1b)과의 접속이 용이해진다고 하는 이점도 얻어진다.
(제 4 변형예)
이어서, 도 10을 참조한다. 도 10은, 제 4 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그 상면에 형성되는 볼록부의 형상에 대하여 설명하기 위한 도(상면도, Y-Z 단면도, 접속 상태도)이다.
도 10의 (a)는, 폴리머 도파로 기판(1b)의 단면(도 10의 (b)의 Xa-Xa선을 따라 폴리머 도파로 기판(1b)을 절단한 경우의 단면)을 -X방향을 따라 본 단면 형상을 나타내고 있다. 도 10의 (b)는, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)의 형상을 나타내고 있다. 도 10의 (c)는, 도 10의 (a) 및 (b)의 폴리머 도파로 기판(1b)과 도파로측 커넥터(1a)를 접속한 상태의 광도파로 유닛(1)의 상면도이다. 또한, 도 10의 (c)의 도파로측 커넥터(1a)의 상면(Sa1)에 부여한 파선은 내부의 구조를 나타내고 있다.
도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 폴리머 도파로 기판(1b)의 상면(Sb1)에는, 볼록부(124a, 124b)가 형성되고, 볼록부(124a, 124b)의 사이에 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)가 설치된다. 도 4의 (a)에 나타낸 위치 결정 구조와의 차이는, 볼록부(124a, 124b)의 형상에 있다.
도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(124a, 124b)는, 상면에서 본 형상(-Z방향을 따라 본 형상)이 -X방향으로 정점을 향한 이등변 삼각형이다. 또한, 볼록부(124a, 124b)는, 도 4의 (a)에 나타낸 볼록부(12a, 12b)와 동일한 높이(균일한 Z방향의 두께)이다(도 10의 (a)을 참조). 따라서, 볼록부(124a, 124b)를 Y-Z면을 따라 절단한 단면은 사각형이 된다.
또한, 볼록부(124a, 124b)는, 이등변 삼각형의 정점에 대응하는 선단 부분과, 저변에 대응하는 종단 부분을 가지고, 저변의 길이에 대응하는 종단 부분의 폭이 그루브(13a, 13c)의 등폭 구간의 폭보다 크다. 이 때문에, 도파로측 커넥터(1a)를 X방향으로 슬라이딩시키도록 하여 볼록부(124a, 124b)를 그루브(13a, 13c)에 접속하면, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 그루브(13a, 13c)의 등폭 구간의 개구부에 각각 볼록부(124a, 124b)가 걸린다.
그루브(13a, 13c)의 등폭 구간에 각각 볼록부(124a, 124b)가 걸림으로써, 도파로측 커넥터(1a)의 X방향으로의 이동이 제한된다. 또한, 도 10에 나타낸 구조를 적용한 경우에도, 볼록부(124a, 124b)의 Y-Z 단면이 사각형인 점에서, 볼록부(124a, 124b)와 그루브(13a, 13c)의 내벽이 각각, 접촉점(C1, C2, C3, C4)(도 5의 (c)를 참조)에서 맞닿으며, 볼록부(124a, 124b)가 도파로측 커넥터(1a)를 지지한다.
상기한 바와 같이, 도 10에 나타낸 제 4 변형예의 구조를 적용함으로써, 도 5에 나타낸 구조와 마찬가지로, 그루브(13a, 13c)의 내벽을 접촉점(C1, C2, C3, C4)에 의해 지지할 수 있다. 또한, 볼록부(124a, 124b)가 등폭 구간의 개구부에 걸림으로써 X방향의 위치 결정도 할 수 있어, 모든 방향에 대하여 높은 위치 결정 정밀도를 실현할 수 있다. 또한, 도파로측 커넥터(1a)와 폴리머 도파로 기판(1b)과의 접속이 용이해진다고 하는 이점도 얻어진다.
(제 5 변형예)
이어서, 도 11을 참조한다. 도 11은, 제 5 변형예와 관련된 도파로측 커넥터의 구조에 대하여 설명하기 위한 도(하면도, 측면도, X-Z 단면도)이다. 여기서, 설명의 편의상, 제 5 변형예와 관련된 도파로측 커넥터를 도파로측 커넥터(101a), 폴리머 도파로 기판을 폴리머 도파로 기판(101b)으로 표기한다.
도 11a의 (a)-도 11b의 (e)는, 각각 도파로측 커넥터(1a)의 구조를 나타낸 도 2a의 (a)-도 2b의 (e)에 대응한다. 또한, 도 11a의 (b)의 도파로측 커넥터(1a)에 부여한 파선은 내부의 구조를 나타내고 있다. 도파로측 커넥터(1a, 101a)의 주된 차이는, 도파로측 커넥터(1a)가 오목부(13e)를 가지는 것에 비하여, 도파로측 커넥터(101a)가 오목부(131e)를 가지는 점, 및, 도파로측 커넥터(101a)가 렌즈 유닛(14)을 가지지 않는 점에 있다.
도 11a의 (a)-(c) 및 도 11b의 (e)에 나타내는 바와 같이, 오목부(131e)는, 일정한 폭(Y2)을 가지고, 깊이가 일정한 사각형 그루브(Y-Z 단면이 사각형의 그루브)를 형성하고 있다. 이 때문에, 도파로측 커넥터(101a)에 있어서는 오목부(131e)의 영역에서 단차(도파로측 커넥터(1a)에서는 구간(X1, X2)의 경계에 있는 단차)가 없다.
단, 도파로측 커넥터(101a)에 있어서도, 그루브(13a, 13c) 및 홀(13b, 13d)이 형성되는 영역(도 11a의 (a)의 Y1, Y3에 대응하는 영역)에는 단차(도 11b의 (d)를 참조)가 형성된다. 따라서, 도파로측 커넥터(101a)를 적용한 경우에도, 도 5에 나타낸 구조와 마찬가지로, 단차에 의해 도파로측 커넥터(101a)의 X방향으로의 이동을 제한할 수 있으며, X방향의 위치를 결정할 수 있다.
이어서, 도 12를 참조하면서, 도파로측 커넥터(101a)에 접속되는 폴리머 도파로 기판(101b)의 구조에 대하여 설명한다. 도 12는, 제 5 변형예와 관련된 폴리머 도파로 기판 및 그것과 도파로측 커넥터를 접속한 상태에 있어서의 광도파로 유닛의 구조에 대하여 설명하기 위한 도(상면도, 접속 상태도, 측면도, X-Z 단면도)이다.
도 12의 (a)는, 폴리머 도파로 기판(101b)의 상면도이다. 도 12의 (b)는, 도파로측 커넥터(101a)와 폴리머 도파로 기판(101b)을 접속한 상태에 있어서의 광도파로 유닛(1)의 상면도이다. 또한, 도 12의 (b)의 도파로측 커넥터(1a)의 상면(Sa1)에 부여한 파선은 내부의 구조를 나타내고 있다.
도 12의 (c)는, 제 5 변형예와 관련된 광도파로 유닛(1)을 X방향을 따라 본 측면도이다. 도 12의 (d)는, 도 12의 (b)의 XIId-XIId선을 따라 제 5 변형예와 관련된 광도파로 유닛(1)을 절단한 경우의 단면도이다.
도 12의 (a)에 나타낸 폴리머 도파로 기판(101b)과, 도 4의 (a)에 나타낸 폴리머 도파로 기판(1b)과의 차이는, 컷아웃부(15a, 15b)의 유무이다. 컷아웃부(15a, 15b)에는, 도 12의 (b) 및 (d)에 나타내는 바와 같이, 도 11의 (a)에 나타낸 Y1, Y3의 영역 및 구간(X2)으로 획정되는 부분(Z방향의 두께가 큰 부분)이 감합된다. 즉, 도 12의 예에 있어서, 컷아웃부(15a, 15b)는, X방향으로 구간(X2)과 동일한 안길이를 가지고, Y방향으로 각각 Y1, Y3의 영역과 대략 동일한 폭을 가진다.
상기의 컷아웃부(15a, 15b)를 마련함으로써, 홀(13b, 13d)의 개구부가 위치하는 도파로측 커넥터(101a)의 측면과, 파이버측 커넥터(2a)에 대향하는 폴리머 도파로 기판(101b)의 측면이 대략 동일 면 상에 위치하는 관계가 될 수 있다.
또한, 컷아웃부(15a, 15b)와 구간(X2)을 상이한 안길이로 설정해도 된다. 예를 들면, 도파로측 커넥터(101a)의 측면이 폴리머 도파로 기판(101b)의 측면보다 외측에 또는 내측에 위치하도록, 컷아웃부(15a, 15b)의 안길이를 설계해도 된다.
또한, 컷아웃부(15a, 15b)의 폭은, 각각 Y1, Y3의 영역보다 크게 해도 된다. 이 경우, 도파로측 커넥터(101a)와 컷아웃부(15a, 15b)와의 사이에 간극이 생긴다. 실제로는, 제작 시의 오차가 발생하는 경우나 여유를 갖게 한 설계를 하는 경우가 있기 때문에, 이와 같은 간극이 있는 것은 당업자라면 당연히 상정할 수 있고, 굳이 간극을 마련하거나, 간극이 발생하는 케이스에 대해서도 당연히 본 실시 형태의 기술적 범위에 속한다.
상기의 관계로부터, 그 폴리머 도파로 기판(101b)의 측면에 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 단면을 맞추면, 광도파로 유닛(1)의 단면과 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 단면이 일치한다. 이 때문에, 광도파로 유닛(1)과 파이버측 커넥터(2a)가 접속되었을 때, 파이버측 커넥터(2a)의 단면에 노출되는 광파이버 코어(21a, 21b, 21c, 21d)의 단면과, 광도파로 코어(11a, 11b, 11c, 11d)의 단면이 간극 없이 접속된다.
이상, 본 실시 형태 및 그 변형예와 관련된 위치 결정 구조에 대하여 설명했다. 이 위치 결정 구조에 따르면, 단면 형상이 원호의 그루브와, 단면 형상이 사각형인 볼록부를 조합시킨다고 하는 심플한 구조로 정밀도 좋게 위치 결정을 실현할 수 있다.
(그루브와 홀의 형성 방법에 대하여) 마지막으로, 그루브(13a, 13c)와, 홀(13b, 13d)을 형성하는 방법에 대하여 설명한다. 상기 서술한 위치 결정 정밀도는, 볼록부(12a, 12b)와 접속하는 그루브(13a, 13c)의 단면 중심과, 금속 핀(3a, 3b)이 삽입되는 홀(13b, 13d)의 단면 중심이 일치하고 있는 것을 전제로 한다. 이 때문에, 이들 단면 중심의 일치가 위치 결정의 정밀도를 결정함에 있어서 중요해진다.
본 실시 형태에서는, 도 13에 나타낸 금형(4)를 이용하여 그루브(13a, 13c) 및 홀(13b, 13d)을 형성하는 방법을 나타낸다. 도 13은, 그루브 및 홀의 형성에 이용하는 금형의 구조를 나타낸 도이다. 또한, 도 13에 나타낸 금형(4)은 일례이며, 마찬가지의 특징 부분을 가지는 금형이면, 동일하게 적용 가능하다.
도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 금형(4)은, 선단부(41), 그루브 형성부(42), 테이퍼 구조 형성부(43), 홀 형성부(44)를 가진다. 또한, 그루브 형성부(42) 및 홀 형성부(44) 이외의 부분에 대해서는, 실시의 양태에 따라 적절히 변형하는 것이 가능하다.
그루브 형성부(42)는, 원기둥 형상이며, 도 13의 (b)에 나타낸 원형의 단면을 가진다. 그루브 형성부(42)의 중심축에서 외주면까지의 거리(단면이 이루는 원의 반경)는, 그루브(13a, 13c)의 단면이 이루는 원호의 반경(도 5의 예에서는 d2)과 동일하다.
홀 형성부(44)는, 원기둥 형상이며, 도 13의 (c)에 나타낸 원형의 단면을 가진다. 홀 형성부(44)의 중심축에서 외주면까지의 거리(단면이 이루는 원의 반경)은, 홀(13b, 13d)의 단면이 이루는 원의 반경(d5)과 동일하다. 그루브 형성부(42)의 중심축과 홀 형성부(44)의 중심축은 일치한다.
상기의 금형(4)을 이용함으로써, 중심축이 일치하고, 또한 연속하는 그루브(13a)와 홀(13b), 및 그루브(13c)와 홀(13d)을 양호한 정밀도로 형성할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 개시는 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 청구범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예를 도출할 수 있는 것은 명백하고, 그들에 대해서도 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속한다.

Claims (9)

  1. 광도파로 기판과 광파이버의 커넥터 부재와의 접속에 이용하는 광커넥터로서,
    상기 커넥터 부재에 일단이 삽입되는 핀의 타단을 삽입하기 위한 원통 형상의 홀과, 상기 홀의 개구단이 위치하는 제 1 면에 수직인 제 2 면에 형성되는 그루브를 가지는 복수의 위치 결정 구조를 구비하고,
    상기 그루브와 상기 홀은 연속하며, 상기 그루브의 단면은 원호 형상이고, 상기 홀의 단면이 이루는 원의 중심과 상기 그루브의 단면이 이루는 원호의 중심은 일치하며,
    단면이 사각형을 이루는 복수의 볼록부를 가지는 상기 광도파로 기판에 상기 광커넥터를 연결하였을 때, 상기 복수의 위치 결정 구조의 각각에 있어서, 상기 복수의 볼록부 중, 대응하는 볼록부의 적어도 2개의 모서리부가 상기 그루브의 내벽에 의해 지지되는, 광커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 위치 결정 구조의 각각은, 상기 그루브의 형상에 대응하는 제 1 원기둥 부분과, 상기 제 1 원기둥 부분과 동일 중심이며 상기 홀의 형상에 대응하는 제 2 원기둥 부분을 가지는 금형에 의해 형성되는, 광커넥터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 그루브의 단면이 이루는 원호의 개구 폭과 상기 볼록부의 폭이 동일하며,
    상기 볼록부의 4개의 모서리부를 상기 그루브의 내벽에 의해 지지하는, 광커넥터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 볼록부의 높이는, 상기 볼록부와 동일한 상기 광도파로 기판의 일면에 배치되는 광도파로 코어와 상기 일면과의 사이의 거리와 동일하며,
    상기 그루브의 단면이 이루는 원호의 중심에서 상기 제 2 면까지의 거리는, 상기 광도파로 코어와 상기 일면과의 사이의 거리의 절반인, 광커넥터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 그루브가 위치하는 제 1 부분에 있어서의 상기 광커넥터의 두께는, 상기 홀이 위치하는 제 2 부분에 있어서의 상기 광커넥터의 두께보다 작고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분과의 경계에 형성되는 단차가 상기 광도파로 기판의 모서리부에 맞닿음으로써, 상기 그루브의 길이 방향에 대한 상기 광커넥터의 위치가 결정되는, 광커넥터.
  6. 광도파로 기판과 광파이버의 커넥터 부재와의 접속에 이용하는 광커넥터를 탑재하는 기기로서,
    상기 광커넥터가, 상기 커넥터 부재에 일단이 삽입되는 핀의 타단을 삽입하기 위한 원통 형상의 홀과, 상기 홀의 개구단이 위치하는 제 1 면에 수직인 제 2 면에 형성되는 그루브를 가지는 복수의 위치 결정 구조를 구비하고,
    상기 그루브와 상기 홀은 연속하며, 상기 그루브의 단면은 원호 형상이고, 상기 홀의 단면이 이루는 원의 중심과 상기 그루브의 단면이 이루는 원호의 중심은 일치하고,
    단면이 사각형을 이루는 복수의 볼록부를 가지는 상기 광도파로 기판에 상기 광커넥터를 연결하였을 때, 상기 복수의 위치 결정 구조의 각각에 있어서, 상기 복수의 볼록부 중, 대응하는 볼록부의 적어도 2개의 모서리부가 상기 그루브의 내벽에 의해 지지되는, 기기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 위치 결정 구조의 각각은, 상기 그루브의 형상에 대응하는 제 1 원기둥 부분과, 상기 제 1 원기둥 부분과 동일 중심이며 상기 홀의 형상에 대응하는 제 2 원기둥 부분을 가지는 금형에 의해 형성되는, 기기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 그루브의 단면이 이루는 원호의 개구 폭과 상기 볼록부의 폭이 동일하며,
    상기 볼록부의 4개의 모서리부를 상기 그루브의 내벽에 의해 지지하는, 기기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 볼록부의 높이는, 상기 볼록부와 동일한 상기 광도파로 기판의 일면에 배치되는 광도파로 코어와 상기 일면과의 사이의 거리와 동일하며,
    상기 그루브의 단면이 이루는 원호의 중심에서 상기 제 2 면까지의 거리는, 상기 광도파로 코어와 상기 일면과의 사이의 거리의 절반인, 기기.
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