TW200846734A - Optical connecting structure - Google Patents

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200846734 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用光傳送媒體的光學連接構造。 【先前技術】 自以往，當在基板上連接光傳送媒體及光功能構件時 ’ 一般係使用具有與光功能構件相應的直徑之光傳送媒體 (例如參照日本專利特開平6 - 2 3 7 0 1 6號公報）。 在該方法中，當光功能構件具有較寬的發光面時，爲 了充分傳達光功能構件的光功率，必須加粗光傳送媒體的 直徑。 但是，若光傳送媒體的直徑變粗，則柔軟性較差，在 製造彎曲等之配線時，會難以進行加工，而會在省空間化 、配線容易度方面發生問題。 該問題以在與基板呈垂直的方向連接光傳送媒體及光 功能構件之光學連接構造上尤其明顯。 茲使用第6圖作說明。 1是光纖等之光傳送媒體，5是基板，8是彎曲部，16 是面發光雷射等之光功能構件，17a、17b是底座，100是 光學連接構件，101、10Γ是固定用孔，102是保持光傳送 媒體1的保持部，1 03是肩部，B是螺絲，Η是對位孔。 如第6圖所示，由於進行以加大朝上方伸展的方式撓 曲光傳送媒體1而形成彎曲部8等之加工，所以光傳送媒 體f明顯佔空間。 此外，由於光傳送媒體1粗則柔軟性差，因而難以處 200846734 理光纖配線。 【發明内容】 本發明係有鑒於以上問題點而硏創者，其目的在於提 供一種不會在基板上佔有大幅空間，且對位容易，可自由 地進行連接及解除連接的光學連接構造。 本發明係可藉由下述之技術構成來解決上述課題者。 (1) 一種光學連接構造，係透過光學連接構件將複數個 光傳送媒體及光功能構件相連接的光學連接構造，其特徵 爲前述光學連接構件係具備：保持前述複數個光傳送媒體 的保持部；及與光功能構件之形狀相應的對位孔，前述複 數個光傳送媒體係在被捆束在前述對位孔的狀態下與前述 光功能構件進行對位。 (2) 如前述（1)之光學連接構造，其中，連接的方向係相 對於前述光傳送媒體的光軸呈垂直的方向。 (3) 如前述（1)之光學連接構造，其中，前述光學連接構 件係具備固定用孔。 (4) 如前述（1)之光學連接構造，其中，前述複數個光傳 送媒體係黏著在前述對位孔中。 (5) 如前述（1)之光學連接構造，其中，前述複數個光傳 送媒體係至少一端具有彎曲部。 (6) 如前述（5)之光學連接構造，其中，前述彎曲部係光 傳送媒體被彎曲成90°而成者。 (7) 如前述（5)之光學連接構造，其中，前述複數個光傳 送媒體係兩端具有彎曲部。 ‘200846734 (8)如前述（1)之光學連接構造，其中，前述光功能構件 係安裝在基板，而且在與該基板垂直的方向具有光軸。 根據本發明，可提供一種不會在基板上佔有大幅空間 ’且對位容易，可自由進行連接及解除連接的光學連接構 造。. 【實施方式】 接著使用圖示，具體説明本發明之實施形態。 此外，在以下圖示中，係就各構成部分的比例可輕易 ，標記在圖示中的方式，按每個構成部分改變比例而予以記 載。 本發明中所謂的光學連接構件係指第1圖中例示的光 學連接構件1 00等，又所謂的光學連接構造係指在第1圖 中，使用前述光學連接構件1 00，使光傳送媒體1及光功能 構件1 6相連接者等。 其中，以下所使用的光纖係作爲光傳送媒體之一例而 加以說明。 (實施形態1 ) 首先，使用第1圖至第2圖說明實施形態1之光學連 接構造。 第1圖係顯示實施形態1之光學連接構造的分解斜視 圖，第2圖係顯示實施形態1之光學連接構件的示意圖， 第2A圖係平面圖，第2B圖係A-A線.剖視圖。 1是光纖等之光傳送媒體，5是基板，8是彎曲部，16 是面發光雷射等之光功能構件，17a、17b是底座，100是 200846734 光學連接構件，101、10 Γ是固定用孔，102是保持光傳送 媒體1的保持部，1 03是肩部，Β是螺絲，Η是對位孔，Τ 是片帶（t a p e )部。 實施形態1之光學連接構造係使用光學連接構件100 ，使複數個光傳送媒體1及光功能構件1 6以相對於光傳送 媒體1的光軸呈垂直的方向相連接。 光傳送媒體1係需要複數條，亦可爲將一部分片帶（ tape )化的片帶芯線等。此時，如第1圖所示，必須至少將 光纖的一端彎曲，而設置彎曲部8。 將光傳送媒體的一端彎曲成9 0 ° ，在距離彎曲部8約 0.2mm之處予以切斷。之後，硏磨切斷面進行而製成具有 彎曲部8的光傳送媒體1。從彎曲部8到前端的長度並未特 別限制，但若以省空間的觀點考量，則以2mm以下爲佳。 光學連接構件1 〇〇具有固定用孔i 〇丨、保持部i 〇2、肩 部103及對位孔H。肩部103係以包夾保持部102的方式平 行配置，利用肩部1 03與保持部1 02的段差，可將光傳送 媒體1保持在保持部102。在保持部102設有固定用孔101 ，及作爲對位孔Η之貫穿保持部1 02正下方的貫穿孔。 對位孔Η係與光功能構件1 6之形狀相應的孔。在第1 圖中係呈圓筒形的孔，但亦可爲四角柱形或三角柱形的孔 〇 光傳送媒體1的前端係以捆束在對位孔Η的狀態下予 以保持。 此外，亦可藉由黏著劑等將光傳送媒體1固定在對位 200846734 孔Η。 藉由使用對位孔Η之形狀改變的光學連接構件，且順 應該對位孔Η的形狀來改變光傳送媒體1的捆束方式，亦 可對應任何光功能構件。 接著，藉由事先設置固定用孔101，可利用螺絲Β等 而輕易地進行光學連接構件1 〇〇與底座1 7b的裝卸。 此外，固定用孔1 〇 1及對位孔Η可分別爲1個，亦可 φ 設置複數個。 光功能構件1 6係藉由安裝在基板5，而在與基板5呈 垂直的方向具有光軸。 底座17a、17b係用以載置光學連接構件100的座台， 設在光功能構件1 6的周圍。光功能構件1 6係可使用現有 者。 保持有光傳送媒體1的光學連接構件1 00係設置在底 座 1 7 a、1 7 b 上。 φ 如第1圖所示，藉由在底座17b事先設置固定用孔10Γ ，可利用螺絲B等而輕易地進行光學連接構件1 00與底座 17b的裝卸。 若能使固定用孔1 0 1、1 0 Γ對合的話，則宜將固定用孔 1 0 1、1 0 Γ設置在可使對位孔Η及光功能構件1 6被對位之 部位。 再者，固定用孔亦可設在基板5。 此外，光學連接構件1〇〇亦可載置於底座17a、17b上 並藉由黏著劑等予以固定。 200846734 接著’使用第3圖至第4圖，就實施形態1之光學連 接構造之製造方法作說明。 第3圖係顯示實施形態1之光學連接構件保持著光傳 送媒體之狀態的示意圖，第3A圖係平面圖，第3B圖係B-B 線剖視圖，第4圖係顯示實施形態1之光學連接構造的示 意圖，第4 A圖係平面圖，第4 B圖係C - C線剖視圖。 首先，如第3A圖、第3B圖所示，使光傳送媒體1保 持在光學連接構件100。 此時，複數條光傳送媒體1係呈被捆束在對位孔Η的 狀態。其中，亦可硏磨光傳送媒體1的前端。 通常，粗的光傳送媒體難以維持彎曲部8的形狀。 另一方面’細的光傳送媒體雖容易維持彎曲部8的形 狀，但是剖面積小，而無法充分傳送光功能構件1 6的光功 率。 因此，如本發明所示，藉由在捆束有複數條光傳送媒 體1的狀態下加以使用，可維持彎曲部8的形狀，且可充 分傳送光功能構件的光功率。此外，如前所述，藉由改變 光傳送媒體1的捆束方式，亦可對應任何光功能構件。 接著’如第4圖所示，將保持有光傳送媒體1的光學 連接構件1 〇〇利用螺絲Β等予以固定在基板5所設的底座 1 7a、1 7b上，藉此使光傳送媒體1與光功能構件1 6進行對 位，而形成實施形態1之光學連接構造。 連接的方向係相對於光傳送媒體1之直線部分的光軸 呈垂直的方向。亦即，在相對於基板5呈垂直的方向相連 •10- 200846734 接。 此外，亦可替換步驟的順序’先1將光學連接構件1 〇 〇 設置在底座17a、17b上’接著再使光傳送媒體1保持在光 學連接構件100。 亦即，首先，以可由光學連接構件1 00的對位孔H看 到光功能構件1 6的方式進行對位，再以螺絲B等來固定光 學連接構件100。 接著，使複數個光傳送媒體1沿著光學連接構件1 〇〇 的保持部102插入，且使前端到達對位孔Η。 透過以上的方式而形成實施形態1之光學連接構造。 此外，本發明中的光傳送並非局限於單向，亦可作爲 例如收發模組而朝雙向傳送。 (實施形態2) 接著，使用第5圖就實施形態2之光學連接構造作說 •明。 第5圖係顯示實施形態2之光學連接構造的分解斜視 圖。 不同於實施形態1，對位孔Η係與光功能構件1 6的形 狀相應而形成四角柱形的孔。 光傳送媒體1的前端係在被捆束在對位孔Η的狀態下 予以保持。 接著’設置3個固定用孔1 〇丨，可藉由螺絲β或銷（ pin)等’輕易地進行光學連接構件1〇〇與底座171)的裝卸 及對位。 -11- 200846734 光功能構件1 6係藉由安裝在基板5，而在與基板5呈 垂直的方向具有光軸。 如第1圖所示，藉由在底座17a、17b設置3.個固定用 孔1 0 Γ，可利用螺絲B等而輕易地進行光學連接構件1 00 與底座1 7 b的裝卸及對位。 以下就構成本發明的材料作說明。 關於構成本發明的光傳送媒體係可使用塑膠光纖等， 但此係顯示可簡單加工之光纖之一例，其材料.並未予以限 定。 此外，其折射率分布係梯度分布（step distribution) 或漸變分布（graded distribution)等，依使用目的而適當 選擇使用。此外，一次相連接之光傳送媒體的數量並沒有 限制。而且，亦可取代光纖而改採用高分子之可撓光導波 路等’同樣也能形成光學連接構造。最好可使用是利用聚 醯亞胺、丙烯酸、環氧、聚烯烴等之高分子系材料所製成 者。 構成本發明的光學連接構件1〇〇、底座l7a、丨7b所使 用的材料係依所連接的光傳送媒體1的材料、或所需求的 強度或對位精度而適當選擇，但尤其最好使用熱尺寸變化 較小的塑膠、陶瓷、金屬等所製成者。以塑膠材料而言， 最好使用混入玻璃的環氧材料、PPS( Polyphenylene Sulfide ，水本硫醚）、PEEK(P〇lyetheretherketone，聚酸醚酮） 等之結晶性高分子。 虽利用頁銅、磷青銅、不銹鋼、鎳等之金屬製作光學 -12- ,200846734 連接構件1 〇〇、底座1 7a、1 7b時，可利用焊材予以固定， 而且在基板5上或由基板5拉出光傳送媒體1時，可利用 與安裝電子元件相同的步驟將光傳送媒體1予以連接。 此外，在光傳送媒體1與光功能構件1 6之間係可插入 折射率整合材。 折射率整合材係配合使用本發明之光學連接構造的環 境條件或製程等而適當選擇使用。此外，折射率整合材可 φ 爲液體狀，亦可爲固體狀，亦可爲例如油（oil )狀、油膏 (grease )狀、凝膠（261)狀、薄膜（以111)狀。 實施例 (實施例1 ) 實施例1係製作前述實施形態1之光學連接構造（第 1圖至第4圖）。 首先，以複數個光傳送媒體1而言，針對塑膠光纖芯 線（三菱麗陽公司（Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.)製商品 _ 名：ESKA外徑250//ιηΦ) 8條，由兩端去除30mm而予 以片帶化。 關於片帶化係使用日本專利特開2004- 1 63634的製造 治具（jig)。 噴嘴是使用針形管嘴（needle)(內徑1mm:武藏高 科技公司（Musashi-engineering. Co·，Ltd.)製）。 在基板上設有於聚對苯二甲酸乙二酯膜設置厚度 25 K m的黏著層而成的黏著片（總厚度5 0 // m )。 使用紫外線硬化樹脂（大阪有機化學工業公司製商品 -13- 200846734 名：Viscotac PM-654 )作爲被覆材料，使用配量器（dispenser )作爲進行供給用的材料供給裝置。 具體而言’首先’使8條2.06m的光纖芯線平行排列 並黏貼於基板上所設置的PET黏著片上。 接著使針形管嘴孔靠近已排列的8條光纖芯線的一端 上部’而且調節針形管嘴孔的中心在8條光纖芯線的中央 〇 此時’將針形管嘴的高度設定爲距離基板丨mm。 在以配量器塗出材料的同時，使針形管嘴朝光纖軸向 移動2m，藉此將材料塗佈在光纖芯線的上部表面。 藉由紫外線照射裝置進行紫外線處理（照射強度20mW / cm2 ’ 10秒鐘）使所塗佈的材料硬化，而獲得複數個予以 片帶化的光傳送媒體1。 將該光傳送媒體的一端彎曲90度，在距離彎曲部8約 0.2 mm之處予以切斷，且將切斷面進行硏磨。 光學連接構件1 00係利用聚醚醚酮樹脂予以成形。 使用發光面爲圓狀的表面安裝LED (仕丹利（Stanley )公司製，波長660nm)作爲光功能構件16，使用以聚苯 硫醚樹脂製成的底座作爲底座17a、17b。 首先，使複數個光傳送媒體1載置於光學連接構件100 的保持部1 02，並以黏著片帶予以保持。 接著，將光傳送媒體1的前端分別捆束成4芯，且插 入圓柱形的對位孔Η。 接著，藉由黏著劑，將光傳送媒體1的前端固定在對 -14 - 200846734 位孔Η。 接著，將已保持光傳送媒體1的光學連接構件100利 用螺絲Β固定於設在基板5的底座17a、17b上，藉此形成 實施例1的光學連接構造。 由面發光雷射射入波長660nm的雷射光之後，確認了 在光傳送媒體1前方射出散射光。 其中，比較射入及射出之光功率所得的插入損失爲7dB 左右，以連接短矩離的光學連接構造而言，爲可充分實用 者。 (實施例2) 實施例2是製作前述實施形態2之光學連接構造（第 5圖）。 關於實施例2的光學連接構造，除了複數個光傳送媒 體1的捆束方式、對位孔Η的形狀、固定用孔1 〇 1、1 〇 ^ 的數量、光功能構件1 6之發光面的形狀之外，其餘同實施 例1之構成。 使用面發光雷射（AVALON公司製，波長850nm)作 爲光功能構件1 6。 首先，捆束8條光傳送媒體，且插入四角柱形的對位 孔Η。 接著，藉由黏著劑，將光傳送媒體1的前端固定在對 位孔Η。 接著，將已保持光傳送媒體1的光學連接構件1 〇〇利 用3個螺絲Β固定於基板5所設置的底座17a、17b上.，藉 -15- 200846734 此形成實施例2的光學連接構造。 由面發光雷射入波長850nm的雷射光之後’確認了在 光傳送媒體1前方射出散射光。 此外，比較射入及射出之光功率所得的插入損失爲6dB 左右，以連接短距離的光學連接構造而言，爲可充分實用 者。 (比較例1 ) 比較例1是製作前述之習知的光學連接構造（第6圖 )° 比較例1係取代複數個光傳送媒體而改採用1條光傳 送媒體（三菱麗陽公司（Mitsubishi Rayon Co., Ltd·)製商 品名：ESKA 外徑 750 μ ιηΦ )。 其他構成係與實施例1相同。 其中，2個對位孔Η中的1個並未使用。 1條光傳送媒體由於直徑粗而難以將前端彎曲成90° ，因此以一次大幅朝上方伸展的方式彎曲，自該處朝下方 平緩彎曲而形成彎曲部8，藉由黏著劑將前端固定在對位 孔Η。 由面發光雷射射入波長660nm的雷射光之後，確認了 在光傳送媒體1前方射出散射光。 其中，比較射入射出之光功率所得的插入損失爲8dB ，雖然是可作爲光學連接構造加以使用，但是外徑大加工 困難，且光傳送媒體較粗而不具柔軟性，因此難以處理， 在實用上會形成問題。 -16- •200846734 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示實施形態1之光學連接構造的分解斜視 圖。 第2圖係顯示實施形態1之光學連接構件的示意圖， 第2 A圖係平面圖，第2 B圖係A - A線剖視圖。 第3圖係顯示實施形態1之光學連接構件將光傳送媒 體予以保持之狀態的示意圖，第3A圖係平面圖’第3B圖 φ 係B-B線剖視圖。 第4圖係顯示實施形態1之光學連接構造的示意圖’ 第4A圖係平面圖，第4B圖係C-C線剖視圖。 第5圖係顯示實施形態2之光學連接構造的分解斜視 圖。 第6圖係顯示習知之光學連接構造的分解#視®1 ° 【主要元件符號說明】 1 光傳送媒體 1 5 光傳送媒體 5 基板 8 彎曲部 8， 彎曲部 16 光功能構件 17a 底座 17b 底座 100 光學連接構件 101 固定用孔 -17- 200846734 101， 固定用孔 102 保持部 103 肩部 B 螺絲 Η 對位孔 T 片帶部

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Claims (1)

1. 200846734 十、申請專利範圍： 1 · 一種光學連接構造，係透過光學連接構件將複數個光傳 送媒體及光功能構件相連接的光學連接構造，其特徵爲 前述光學連接構件係具備：保持前述複數個光傳送媒 體的保持部，及與光功能構件之形狀相應的對位孔， 前述複數個光傳送媒體係在被捆束在前述對位孔的狀 態下與前述光功能構件進行對位。 2 ·如申請專利範圍第丨項之光學連接構造，其中，連接的 方向係相對於前述光傳送媒體的光軸呈垂直的方向。 3 ·如申請專利範圍第1項之光學連接構造，其中，前述光 學連接構件係具備固定用孔。 4·如申請專利範圍第1項之光學連接構造，其中，前述複 數個光傳送媒體係黏著在前述對位孔中。 5 .如申請專利範圍第1項之光學連接構造，其中，前述複 數個光傳送媒體係至少一端具有彎曲部。 6·如申請專利範圍第5項之光學連接構造，其中，前述彎 曲部係光傳送媒體被彎曲成9 0。而成者。 7. 如申請專利範圍第5項之光學連接構造，其中，前述複 數個光傳送媒體係兩端具有彎曲部。 8. 如申請專利範圍第1項之光學連接構造，其中，前述光 功能構件係安裝在基板，而且在與該基板垂直的方向具 有光軸。 -19-