TWI841158B - 光連接器及搭載光連接器之機器 - Google Patents

Abstract

本發明提供於光導波路基板與光纖之連接器構件的連接所使用的光連接器，該光連接器係具備：複數個定位構造，該定位構造係具有圓筒狀的孔、及溝槽，該圓筒狀的孔係供一端插入於連接器構件之銷的另一端插入，該溝槽係形成於與孔之開口端所在之第一面垂直的第二面；溝槽與孔連續，溝槽的剖面為圓弧狀，且孔之剖面所形成的圓的中心與溝槽之剖面所形成的圓弧的中心一致；將光連接器連結於具有剖面呈方形之複數個凸部的光導波路基板時，於複數個定位構造之各者中，以溝槽的內壁來支撐複數的凸部當中，所對應之凸部的至少兩個角部。

Description

光連接器及搭載光連接器之機器

本發明係關於光連接器及搭載光連接器之機器。

在大多的裝置中，處理器或記憶體等組件(component)係經由電性的信號路徑而連接。然而，近來在組件之間的資料傳送上所要求的延遲比以往顯著地變短，利用電性的信號路徑的資料傳送就變得難以滿足要求。因此利用光信號所進行的資料傳送就受到矚目關注。

例如，已被提出於以PCB(Poly-Chlorinated Biphenyl；多氯聯苯)等形成的聚合物(polymer)光導波路基板上的組件配置光導波路基板(參照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)，而將該光導波路作為往組件導光的導光手段來利用的方法。作為從外部導光至光導波路之手段有例如可利用撓性的光纖陣列(optical fiber array)。

光纖陣列的前端設有光連接器。將光纖陣列連接於聚合物光導波路基板上的光導波路時，可應用在聚合物光導波路基板上設置光連接器，將光連接器彼此連結的方法。藉由應用此方法而可實現光導波路與光纖陣列的連接。

應用上述的方法時，當在相對向面光纖核心與光導波路核心的位置錯開時，則會產生光連接損失。當相對向之核心的軸偏移量、以及相對向之核心的端面間隔增加時，光連接損失就增大。例如，有以連接有單模(SM：Single Mode)光纖的構成中的實驗，偏移量為1.6μm時會產生0.5dB的光連接損失的報告。

為了核心彼此的位置對合，已被提出於連接的兩個光連接器分別設置複數個孔，並將金屬銷(pin)插入孔而連接兩個光連接器的方法(例如參照美國發明專利7,369,728號說明書、美國發明專利7,447,405號說明書、美國發明專利7,889,958號說明書)。此方法必須進行設有孔之光導波路側的光連接器(以下稱「導波路側連接器」)與聚合物導波路基板的對位。

就將導波路側連接器與聚合物波導路基板之位置予以對合的手段而言，已提出有例如於配置光導波路之聚合物導波路基板之表面設置定位用的凸部，而將凸部置於設在導波路側連接器之段狀的部分的方法(例如參照美國發明專利7,936,953號說明書)。此外，已提出於與聚合物導波路基板相對向的導波路側連接器的表面設置段差，將段差置於聚合物導波路基板之邊緣而決定縱深方向的位置的方法(例如參照美國發明專利公開2012/0114280號公報)。

然而，上述任一種方法皆為分別以個別的程序來形成設於導波路側連接器之孔及定位用的構造部(上述段部的部分或段差)。因此，若沒有使兩者的位置高精度地對合，即使正確地規定孔與核心的位置關係，光導波路核心的位置與光纖核心的位置也會錯開。

[用以解決課題之手段]

依據本發明之一態樣，可提供使用於光導波路基板與光纖之連接器構件的連接的光連接器。

(1)一種光連接器，係具備：複數個定位構造，該定位構造係具有圓筒狀的孔、及溝槽，該圓筒狀的孔係供一端插入前述連接器構件之銷的另一端插入，該溝槽係形成於與前述孔之開口端所在之第一面成垂直的第二面；前述溝槽與前述孔連續，前述溝槽的剖面為圓弧狀，且前述孔之剖面所呈之圓的中心與前述溝槽之剖面所呈之圓弧的中心一致；將前述光連接器連結於具有剖面呈方形之複數個凸部的光導波路基板時，於前述複數個定位構造之各者中，以前述溝槽的內壁來支持前述複數的凸部當中，對應之凸部的至少兩個角部。

(2)如(1)所述之光連接器，其中，前述複數個定位構造之各者係藉由模具所形成，該模具係具有對應於前述溝槽之形狀的第一圓柱部分、及與前述第一圓柱部分相同中心並對應於前述孔的形狀的第二圓柱部分。

(3)如(1)或(2)所述之光連接器，其中，前述溝槽之剖面所形成的圓弧的開口寬度與前述凸部的寬度相同，以前述溝槽的內壁支撐前述凸部的四個角部。

(4)如(1)至(3)中任一項所述之光連接器，其中，前述凸部的高度係和光導波路核心與前述一面之間的距離相同，前述光導波路核心係與前述凸部相同地配置於前述光導波路基板之一面，從前述溝槽的剖面所形成的圓弧的中心至前述第二面的距離係前述光導波路核心與前述一面之間的距離的一半。

(5)如(1)至(4)中任一項所述之光連接器，其中，於前述溝槽所在的第一部分中的前述光連接器的厚度係比前述孔所在的第二部分中的前述光連接器的厚度更小，藉由形成於前述第一部分與前述第二部分之交界的段差抵接於前述光導波路基板的角部，決定針對於前述溝槽之長度方向之前述光連接器的位置。

此外，依據本發明之一態樣，可提供一種搭載光連接器之機器，該光連接器係使用於與光纖之連接器構件的連接者。

(6)一種機器，係具備：複數個定位構造，該定位構造係具有圓筒狀的孔、及溝槽，該圓筒狀的孔係供一端插入於前述連接器構件之銷的另一端插入，該溝槽係形成於與前述孔之開口端所在之第一面垂直的第二面；前述溝槽與前述孔連續，前述溝槽的剖面為圓弧狀，且前述孔之剖面所呈之圓的中心與前述溝槽之剖面所呈之圓弧的中心一致；將前述光連接器連結於具有剖面呈方形之複數個凸部的前述光導波路基板時，於前述複數個定位構造之各者中，以前述溝槽的內壁來支撐前述複數的凸部當中，所對應之凸部的至少兩個角部。

(7)如(6)所述之機器，其中，前述複數個定位構造之各者係藉由模具所形成，該模具係具有對應於前述溝槽之形狀的第一圓柱部分、及與前述第一圓柱部分相同中心並對應於前述孔的形狀的第二圓柱部分。

(8)如(6)或(7)所述之機器，其中，前述溝槽之剖面所形成的圓弧的開口寬度與前述凸部的寬度相同，以前述溝槽的內壁支撐前述凸部的四個角部。

(9)如(6)至(8)中任一項所述之機器，其中，前述凸部的高度係和光導波路核心與前述一面之間的距離相同，前述光導波路核心係與前述凸部相同地配置於前述光導波路基板之一面，從前述溝槽的剖面所形成的圓弧的中心至前述第二面的距離係前述光導波路核心與前述一面之間的距離的一半。

本申請案係請求2018年3月20日申請之日本發明專利申請案2018-053034的優先權的利益，本文中已將其全文併入以供參考。

1:光導波路單元

1a、101a:導波路側連接器

1b、101b:聚合物導波路基板

2:光纖

2a:光纖側連接器

2b:光纖陣列

3a、3b:金屬銷

4:模具

11a、11b、11c、11d、21a、21b、21c、21d:光導波路核心

12a、12b、121a、121b、122a、122b、123a、123b、124a、124b:凸部

13a、13c:溝槽

13b、13d、22a、22b:孔

13e、131e:凹部

14:透鏡單元

15a、15b:缺口部

21:透鏡單元

41:前端部

42:溝槽形成部

43:錐形構造形成部

44:孔形成部

C0:中心

C1、C2、C3、C4:接觸點

Sa1:頂面

Sa2:底面

Sb1:頂面

Sb2:底面

X1、X2:區間

Y1、Y2、Y3:區域

第1圖係用以說明光導波路單元與光纖陣列的連接機構的示意圖。

第2A圖係用以說明導波路側連接器之構造的示意圖(底視圖、側視圖)。

第2B圖係用以說明導波路側連接器之構造的示意圖(X-Z剖面圖)。

第3圖係用以進一步說明導波路側連接器所具有的溝糟及孔的形狀的示意圖(Y-Z剖面圖)。

第4圖係用以說明聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的示意圖(俯視圖、側視圖)。

第5圖係用以說明聚合物導波路基板與導波路側連接器連接的狀態下光導波路單元之構造的示意圖(俯視圖、Y-Z剖面圖、剖面放大圖)。

第6圖係用以進一步說明聚合物導波路基板與導波路側連接器連接的狀態下光導波路單元之構造的示意圖(X-Z剖面圖)。

第7圖係用以說明第一變化例之聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的示意圖(俯視圖、側視圖)。

第8圖係用以說明第二變化例之聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的示意圖(俯視圖、側視圖)。

第9圖係用以說明第三變化例之聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的示意圖(俯視圖、Y-Z剖面圖、連接狀態圖)。

第10圖係用以說明第四變化例之聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的示意圖(俯視圖、Y-Z剖面圖、連接狀態圖)。

第11A圖係用以說明第五變化例之導波路側連接器的構造的示意圖(底視圖、側視圖)。

第11B圖係用以說明第五變化例之導波路側連接器的構造的示意圖(X-Z剖面圖)。

第12圖係用以說明第五變化例之聚合物導波路基板及其與導波路側連接器連接的狀態下光導波路單元的構造的示意圖(俯視圖、側視圖、X-Z剖面圖)。

第13圖係使用於顯示溝槽及孔的形成之模具的構造的示意圖。

以下一面參照所附圖式一面說明本發明的實施型態。此外，本說明書及圖式會有針對實質上具有相同機能的要素賦予相同的符號而省略重複說明的情形。再者，說明的方便上，會有在圖中省略一部分的構成要素或省略影線之顯現的情形。

一面參照第1圖一面說明本揭示之一實施型態之光導波路單元與光纖陣列的連接機構。第1圖係用以說明光導波路單元與光纖陣列的連接機構的圖。以下為了說明的方便上，將連接聚合物導波路基板與導波路側連接器的構造體稱為光導波路單元或光導波路基板。

第1圖顯示有光導波路單元1、光纖2、以及金屬銷3a、3b。光導波路單元1係具有導波路側連接器1a(插座)及聚合物導波路基板1b。光纖2係具有光纖側連接器2a及光纖陣列2b。

此外，於第1圖中，於導波路側連接器1a所標示的虛線係表示內部的構造。再者，本說明書為了方便說明，以聚合物導波路基板為例進行說明，例如，對於有機羞板、陶瓷基板、矽基板等亦能夠適用本揭示之一實施型態之光導波路單元的定位構造。光導波路的材料也可為矽、石英、化合物半導體等其他的材料。

以下會有將第1圖所示的Sa1面標記為導波路側連接器1a的頂面，將Sb1面標記為聚合物導波路基板1b之頂面的情形。此外，也有將導波路側連接器1a的底面標記為Sa2面的情形。其中，「頂、底」的顯現 係於說明的方便上使用，然而此顯現並非限定光導波路單元1之朝向的本意。

聚合物導波路基板1b的頂面Sb1設置有光導波路核心11a、11b、11c、11d。於聚合物導波路基板1b的頂面Sb1形成有凸部12a、12b，該凸部12a、12b係用於導波路側連接器1a相對於聚合物導波路基板1b的定位。凸部12a、12b與被覆光導波路核心11a、11b、11c、11d之護套(clad)的形成手段相同，例如可藉由光刻(photolithography)來形成。

此外，為了方便說明而將光導波路核心的數目設為四，惟也可設為三以下或五以上。再者，省略被覆光導波路核心11a、11b、11c、11d的護套(例如，參照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.)之記載及詳細的說明。

於導波路側連接器1a及光纖側連接器2a形成有複數個孔，該複數個孔係用以插入定位用的金屬銷3a、3b。第1圖的例子中，於光纖側連接器2a形成有孔22a、22b，分別被金屬銷3a、3b的一端插入。導波路側連接器1a的孔(後述的孔13b、13d)分別被金屬銷3a、3b的另一端插入。

於孔22a、22b的開口端所在的光纖側連接器2a的端面係露出透鏡單元21的端面。於第1圖(a)係示意地顯示在X-Y面切斷光纖側連接器2a的情形下的Ia-Ia剖面圖。此外，於第1圖(b)係示意地顯示有在X-Z面切斷光纖側連接器2a的情形下的Ib-Ib剖面圖。如第1圖(a)及第1 圖(b)所示，透鏡單元21包含有複數個透鏡，且分別連接於光導波路核心21a、21b、21c、21d的端面。

此外，光導波路核心11a、11b、11c、11d的端面與光導波路核心21a、21b、21c、21d的端面為直接連接的構造時，可省略透鏡單元21。再者，為了方便說明而將光導波路核心的數目設為四，惟也可設為三以下或五以上。

供圓柱狀的金屬銷3a、3b插入的孔22a、22b係圓筒形，且直徑均形成為與金屬銷3a、3b的直徑相同。孔22a、22b的位置係例如以光導波路核心21a、21b、21c、21d站上於開口端連結孔22a、22b的中心所形成的直線上的方式所設定。從孔22a、22b之中心的至少一方到達光導波路核心21a、21b、21c、21d之各者為止的距離係被預先設定。

藉由上述這種孔22a、22b的設定，以金屬銷3a、3b之中心為基準來定位光導波路核心11a、11b、11c、11d，藉此，可實現光導波路核心11a、11b、11c、11d與光導波路核心21a、21b、21c、21d的對位。此對位的精確度係依存於供金屬銷3a、3b插入的導波路側連接器1a、與供設置光導波路核心11a、11b、11c、11d之聚合物導波路基板1b之間之對位的精確度。

例如，將沿著金屬銷3a、3b的軸且從相對向之光纖側連接器2a的端面朝向導波路側連接器1a的端面的方向設為X方向。X方向的位置偏移係於核心之間產生間隙而成為光連接損失的原因。再者，將與聚合物導波路基板1b的頂面Sb1垂直朝上的方向設為Z方向，將與X-Z面垂直的方向設為Y方向。Y-Z面內的位置偏移會產生核心彼此的軸偏移，仍 然成為光連接損失的原因。以下為了方便說明，會有使用以上所述的X方向、Y方向、Z方向所規定的正交座標系(XYZ座標系)的情形。

針對X方向、Y方向、Z方向、X-Y面內的旋轉方向、Y-Z面內的旋轉方向、Z-X面內的旋轉方向之全部提高對位的精確度的話，對於降低光連接損失較為有效。本實施型態係藉由於導波路側連接器1a的底面Sa2設置定位構造，且藉由該定位構造與聚合物導波路基板1b上的凸部12a、12b之物理性的連接而改善上述對位的精確度。

以下一邊參照第2A圖至第6圖一邊進一步說明上述定位構造與聚合物導波路基板1b上的凸部12a、12b的構造。

首先，一邊參照第2A圖至第3圖一邊說明形成於導波路側連接器1a之底面Sa2的上述定位構造。

第2A圖係用以說明導波路側連接器之構造的圖(底視圖、側視圖)。第2B圖係用以說明導波路側連接器之構造的圖(X-Z剖面圖)。第3圖係用以進一步說明導波路側連接器具有的溝糟及孔的形狀的圖(Y-Z剖面圖)。此外，第2A圖(b)之附加於聚合物導波路基板1b的虛線係表示內部的構造。

第2A圖(a)係顯示沿著-X方向觀看導波路側連接器1a之側面(不與光纖側連接器2a對向的面)的形狀。第2A圖(b)係顯示導波路側連接器1a之底面Sa2的形狀。第2A圖(c)係顯示沿著X方向觀看導波路側連接器1a之側面(與光纖側連接器2a對向的面)的形狀。

如第2A圖(b)所示，於導波路側連接器1a的底面Sa2形成溝槽13a、13c、及凹部13e。此外，如第2A圖(a)及第2A圖(b)所示，凹部 13e係配置於溝槽13a、13c之間。溝槽13a、13c係分別與第2A圖(c)所示的孔13b、13d連接。

在此，參照第3圖。第3圖(a)係沿著第2A圖(b)的IIIa-IIIa線切斷導波路側連接器1a的情形下的剖面圖。第3圖(b)係沿著第2A圖(b)的IIIb-IIIb線切斷導波路側連接器1a的情形下的剖面圖。第3圖(c)係沿著第2A圖(b)的IIIc-IIIc線切斷導波路側連接器1a的情形下的剖面圖。

如第2A圖(a)、及第3圖(a)與第3圖(b)所示，溝槽13a、13c的剖面形狀(Y-Z剖面的形狀)為圓弧。此外，如第2A圖(b)及第2B圖(d)所示，孔13b、13d係貫穿導波路側連接器1a而在IIIb-IIIb線的部分分別與溝槽13a、13c連接。此外，孔13b、13d的尺寸與金屬銷3a、3b的尺寸相對應。

再者，如第3圖(a)至第3圖(c)所示，與溝槽13c對應的圓弧的中心和與孔13d對應的圓的中心一致。亦即，在同一軸製作定位構造。藉由在同一軸製作定位構造，可實現較高的定位精確度，並且可獲得製品檢查變得簡便的優點。

此外，若以不取決於從導波路側連接器1a的頂面Sa1至中心的高度h、及從導波路側連接器1a的側面至中心的距離u之方式在同一軸形成有溝槽13c及孔13d，則可實現較高的定位精確度，並且可獲得製品檢查變得簡便的優點。溝槽13a及孔13b的構造亦相同。

在此，參照第2B圖(d)。第2B圖(d)係沿著第2A圖(b)的IIBd-IIBd線切斷導波路側連接器1a的情形下的剖面圖。如第2B圖(d)所 示，孔13d在IIIB-IIIB線的位置與溝槽13c連接，且貫穿導波路側連接器1a。孔13b的構造亦相同

如第2A圖(b)及第2B圖(d)所示，於溝槽13c設有寬度及深度為一定的區間(圓弧的半徑為一定的區間；以下稱「等寬區間」)。此外，於溝槽13c係設置有從等寬區間距直到與孔13d之連接部形成有寬度及深度愈來愈大之錐狀的區間(圓弧的半徑漸漸地變大的區間；以下稱「錐狀區間」)。溝槽13a的構造亦相同。

溝槽13a、13c及孔13b、13d具有上述的構造。

凹部13e係用以在將導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b連接時，避免光導波路核心11a、11b、11c、11d與導波路側連接器1a的底面接觸的構造部。凹部13e的深度係設定為光導波路核心11a、11b、11c、11d及被覆光導波路核心11a、11b、11c、11d之護套的高度(以聚合物導波路基板1b之頂面Sb1為基準之Z方向的高度)以上。

第2B圖(e)係沿著第2A圖(b)的IIBe-IIBe線切斷導波路側連接器1a的情形下的剖面圖。如第2A圖(c)及第2B圖(e)所示，此例子係於與光纖側連接器2a相對向的導波路側連接器1a的端面附近設有透鏡單元14。透鏡單元14係於與光導波路核心11a、11b、11c、11d之端部對應的位置設置透鏡，藉此調整對端部輸入或從端部輸出之光的光路。

如第2B圖(d)及第2B圖(e)所示，導波路側連接器1a係於對應於溝槽13a、13c的區間X1及對應於孔13b、13d的區間X2厚度(Z方向的高度)不同。因此，在區間X1、X2的交界形成段差。

接著，一邊參照第4圖一邊說明形成於導波路側連接器1a之頂面Sb1的凸部12a、12b的形狀。第4圖係用以說明聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的圖(俯視圖、側視圖)。

第4圖(a)係顯示聚合物導波路基板1b之頂面Sb1的形狀。第4圖(b)係顯示沿著X方向觀看聚合物導波路基板1b之側面的形狀。如第4圖(a)所示，聚合物導波路基板1b之頂面Sb1形成有凸部12a、12b，於凸部12a、12b之間設置有光導波路核心11a、11b、11c、11d。

例如凸部12a、12b係沿著X方向形成。凸部12a、12b的間隔係形成與溝槽13a、13c相同的間隔。凸部12a、12b的高度係形成與光導波路核心11a、11b、11c、11d相同的高度(以聚合物導波路基板1b的頂面Sb1為基準之Z方向的高度)。

凸部12a、12b的寬度(Y方向的長度)係形成與溝槽13a、13c之剖面形成的圓弧之開口寬度大致相同寬度。圓弧的開口寬度係例如與第3圖(a)所示之溝槽13a相對應之圓弧當中，對應於連接導波路側連接器1a之底面Sa2和圓弧的兩個點之間的距離。凸部12a、12b的寬度係可利用溝槽13a、13c之中於等寬區間之圓弧的開口寬度來決定。

在圖中，為了方便說明乃將對應的凸部的寬度與溝槽的寬度記載成相同，惟因會產生在製作程序產生的誤差或為了達到容易進行嵌合等理由，而於溝槽的寬度上設有餘裕，且對應的凸部的寬度與溝槽的寬度會有偏差。如此的寬度偏差的產生係本發明所屬領域具有通常知識者顯而易見的範圍內，並屬本實施型態的技術的範圍

如第4圖(a)所示，凸部12a、12b之中接近第4圖(b)的表面的前端部分係形成錐狀，而寬度愈來變得愈窄。藉由將凸部12a、12b的前端部分形成錐狀，將導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b予以連接時，凸部12a、12b與溝槽13a、13c的連接就變得容易。

當將導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b予以連接時，就成為第5圖(a)所示的狀態。第5圖係用以說明聚合物導波路基板與導波路側連接器連接的狀態下光導波路單元之構造的圖(俯視圖、Y-Z剖面圖、剖面放大圖)。

第5圖(a)係在將導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b予以連接的狀態下的光導波路單元1的俯視圖。此外，第5圖(a)之導波路側連接器1a的頂面Sa1所附加的虛線係表示內部的構造。

就連接的方法而言，例如有以聚合物導波路基板1b的頂面Sb1與導波路側連接器1a的底面Sa2接觸的狀態，使凸部12a、12b的前端部(第4圖(b))滑入溝槽13a、13c的開口部(參照第2A圖(a))的方式朝X方向滑動的方法。依據此方法，由於凸部12a、12b的前端部形成為錐狀，所以能夠更容易地連接導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b。

第5圖(b)係顯示沿著第5圖(a)的Vb-Vb線切斷光導波路單元1的情形下的剖面形狀。如第5圖(b)所示，於導波路側連接器1a的溝槽13a係嵌合著凸部12a，於溝槽13c係嵌合著凸部12b。此外，於導波路側連接器1a的凹部13e內側係配置有光導波路核心11a、11b、11c、11d。

在此，一邊參照第5圖(c)一邊進一步說明凸部12b及溝槽13c的形狀。第5圖(c)係嵌合有凸部12b之溝槽13c周邊的放大圖。其中，為了易於觀看而在第5圖(c)省略了影線。

為了方便說明，於第5圖(c)記載有溝槽13c的剖面形成的圓弧的中心C0、及溝槽13c與凸部12b的接觸點C1、C2、C3、C4。接觸點C3、C4係圓弧的端點。為了方便說明，於第5圖(c)記載有凸部12b的高度(d1×2)、圓弧的半徑(d2)、凸部12b與溝槽13c的側壁之間的間隔(d3)、凸部12b的寬度(d4×2)等參數。

如第5圖(c)所示，凸部12b係至少以兩個接觸點C1、C2來支撐溝槽13c的內壁。同樣地，剖面為方形之凸部12a具有的四個角部之中以與接觸點C1、C2對應的兩個角部來支撐溝槽13a的內壁。因此，凸部12a、12b係至少以四個角部來支撐導波路側連接器1a。

藉由以凸部12a、12b之至少以四個角部來支撐溝槽13a、13c的內部，能夠對Y方向、Z方向、X-Y面內的旋轉方向、Y-Z面內的旋轉方向、Z-X面內的旋轉方向，界定溝槽13a、13c與凸部12a、12b的位置關係。

如第5圖(c)所示，當以方形的兩個點(接觸點C1、C2)接觸於圓弧的內壁時，方形的中心係與圓弧的中心C0一致。此外，從方形的底面至中心為止的距離係方形的高度的一半。

第5圖(c)的例子係圓弧的中心C0位於凸部12b之高度(d1×2)的一半d1的高度。亦即，若將凸部12b的剖面中心與光導波路核心11a、11b、11c、11d的中心(以下稱「核心中心」)設成相同高度d1(參照第5圖 (c)及第5圖(d))，則從聚合物導波路基板1b的頂面Sb1至核心中心的距離與溝槽13c之剖面中心(圓弧的中心)一致。

溝槽13a、13c的剖面中心係和金屬銷3a、3b之中心軸所對應的孔13b、13d的剖面中心一致。因此，能夠容易使金屬銷3a、3b的中心軸與核心中心的位置關係對合。此外，若使用光刻作為凸部12a、12b的形成手段，則能夠以未達0.1μm的精確度使核心中心與凸部12a、12b的剖面中心對合。

舉其一例，以光導波路核心11a、11b、11c、11d的高度為7μm、d1=3.5μm、d2=40μm、d1=0.2μm、d1=39.8μm、θ=5°(關於角度θ則參照第5圖(c))的條件進行評估。依據該評估結果而可期待藉由應用本實施型態的定位構造而獲得所希望的精確度。上述的數值條件為一例，可因應實施型態而適當地變更數值範圍，而本實施型態的技術範圍並不限定於此例子。

X方向的定位係利用設於導波路側連接器1a之區間X1、X2的段差而實現。在此，一邊參照第6圖一邊說明X方向的定位。第6圖係用以進一步說明聚合物導波路基板與導波路側連接器連接的狀態下光導波路單元之構造的圖(X-Z剖面圖)。

第6圖(a)係顯示沿著第5圖(a)之IVa-IVa線切斷光導波路單元1的情形下的剖面形狀。第6圖(b)係顯示沿著第5圖(a)之IVb-IVb線切斷光導波路單元1的情形下的剖面形狀。

如以上所述，將導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b予以連接時，溝槽13a的內部係配置有凸部12a(參照第6圖(a))，凹部13e 的內部係配置有光導波路核心11a、11b、11c、11d(參照第6圖(b))。於區間X2係設置有與溝槽13a連續的孔13b(參照第6圖(a))及透鏡單元14(參照第6圖(b))。

於如上述方式連接的狀態下，導波路側連接器1a的底面Sa2與聚合物導波路基板1b的頂面Sb1係在區間X1的部分中接觸。另一方面，由於區間X2的部分係比區間X1的部分更厚，所以位於區間X1、X2之交界的段差係以掛接的形態抵接於聚合物導波路基板1b的邊緣部分(對應於光纖側連接器2a所相對向之側的部分)。藉此，可限制導波路側連接器1a之往X方向的移動。

藉由設計成：使光導波路核心11a、11b、11c、11d的端面與聚合物導波路基板1b的邊緣部分(參照第4圖(a))對合，使透鏡單元14到達段差附近(參照第2B圖(e))，從而如第6圖(b)所示，可容易地進行X方向的對位。此外，可為省略透鏡單元14的變化例，不設置透鏡單元14時的構造茲容後陳述。關於實現X方向的對位的構造，可有各式各樣的變化例。關於該等變化例將於後段說明。

(第一變化例)

首先，參照第7圖。第7圖係用以說明第一變化例之聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的圖(俯視圖、側視圖)。第7圖(a)係顯示聚合物導波路基板1b之頂面Sb1的形狀。第7圖(b)係顯示沿著X方向觀看聚合物導波路基板1b之側面的形狀。

如第7圖(a)所示，於聚合物導波路基板1b的頂面Sb1係形成有凸部121a、121b，於凸部121a、121b之間係設置有光導波路核心11a、 11b、11c、11d。與第4圖(a)所示的定位構造的差異係在於凸部121a、121b的形狀。

如第7圖(a)所示，凸部121a、121b係與第4圖(a)所示的凸部12a、12b同樣地，其前端部分(接近第7圖(b)的側面之側的端部)形成為錐狀，並且具有寬度為一定的等寬區間(嵌合於溝槽13a、13c之等寬區間的區間)。而且，凸部121a、121b係於終端部分設有寬度比等寬區間更寬廣的區間(以下稱「寬廣區間」)，而整體具有T字形的形狀。

應用第7圖的定位構造的情形時，與第5圖的例子同樣地將導波路側連接器1a連接於聚合物導波路基板1b時，對應於第2A圖(a)的導波路側連接器1a的側面(不與光纖側連接器2a對向的面)會抵接於寬廣區間，而限制導波路側連接器1a之往X方向的移動。

如上述的情形，導波路側連接器1a之往X方向之移動的限制係能夠利用設於導波路側連接器1a的段差來實現。例如能夠使用光刻而精巧地製作凸部121a、121b。因此，藉由應用第7圖所示之第一變化例的構造，能夠提高X方向的定位精確度。

(第二變化例)

接著，參照第8圖。第8圖係用以說明第二變化例之聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的圖(俯視圖、側視圖)。第8圖(a)係顯示聚合物導波路基板1b之頂面Sb1的形狀。第8圖(b)係顯示沿著X方向觀看聚合物導波路基板1b之側面的形狀。

如第8圖(a)所示，於聚合物導波路基板1b的頂面Sb1係形成有凸部122a、122b，於凸部122a、122b之間係設置有光導波路核心11a、 11b、11c、11d。與第7圖(a)所示的定位構造的差異係在於凸部122a、122b的形狀。

凸部122a係具有與凸部121a相同終端部分的構造。相對於此，凸部122a之等寬區間及前端部分的形狀係不同於凸部121a。凸部122a的等寬區間係具有省略了凸部121a之等寬區間之中接近光導波路核心11a之側的大約一半而成的構造。

同樣地，凸部122b係具有與凸部121b相同終端部分的構造。相對於此，凸部122b之等寬區間及前端部分的形狀係不同於凸部121b。凸部122b的等寬區間係具有省略了凸部121b之等寬區間之中接近光導波路核心11d之側的大約一半而成的構造。如此一來，藉由省略了等寬區間的一半，乃變得易將凸部122a、122b插入溝槽13a、13c。

應用第8圖的定位構造的情形時，與第5圖的例子同樣地將導波路側連接器1a連接於聚合物導波路基板1b時，凸部122a、122b與溝槽13a、13c之內壁的接觸點變少。例如，凸部122a係以接觸點C2、C3抵接於溝槽13c的內壁。

如上述的情形，藉由應用第8圖所示的第二變化例的構造，凸部122a、122b與溝槽13a、13c之內壁的接觸點變少。然而，由於位於凸部122a、122b之頂面的角部係各自支撐溝槽13a、13c，所以可獲得充分的定位精確度。而且，可獲得容易地進行導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b之連接等優點。

(第三變化例)

接著，參照第9圖。第9圖係用以說明第三變化例之聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的圖(俯視圖、Y-Z剖面圖、連接狀態圖)。

第9圖(a)係顯示沿著-X方向觀看到聚合物導波路基板1b之剖面(沿著第9圖(a)之IXa-IXa線切斷聚合物導波路基板1b的情形下的剖面)的剖面形狀。第9圖(b)係顯示聚合物導波路基板1b之頂面Sb1的形狀。第9圖(c)係將第9圖(a)及第9圖(b)的聚合物導波路基板1b與導波路側連接器1a連接後的狀態之光導波路單元1的俯視圖。此外，第9圖(c)之導波路側連接器1a之頂面Sa1所附加的虛線係表示內部的構造。

如第9圖(b)所示，於聚合物導波路基板1b的頂面Sb1係形成有凸部123a、123b，於凸部123a、123b之間係設置有光導波路核心11a、11b、11c、11d。與第4圖(a)所示的定位構造的差異係在於凸部123a、123b的形狀。

如第9圖(b)所示，凸部123a、123b從上面觀看到的形狀(沿著-Z方向觀看到的形狀)係頂點朝向X方向之二等邊三角形。此外，凸部123a、123b係與第4圖(a)所示的凸部12a、12b相同高度(同樣的Z方向的厚度)(參照第9圖(a))。藉此，沿著Y-Z面切斷凸部123a、123b而得的剖面成為方形。

再者，凸部123a、123b係具有對應於二等邊三角形的頂點的前端部分、及對應於底邊的終端部分，對應於底邊的長度的終端部分的寬度比溝槽13a、13c的等寬區間的寬度更大。因此，使導波路側連接器1a朝-X方向滑動而將凸部123a、123b接觸於溝槽13a、13c時，則如第9圖(c)所示，溝槽13a、13c的錐形區間分別被掛附凸部123a、123b。

藉由凸部123a、123b分別掛附於溝槽13a、13c的錐形區間，而限制導波路側連接器1a之往-X方向的移動。此外，應用第9圖所示的構造時，由於凸部123a、123b的Y-Z剖面為方形，所以凸部123a、123b與溝槽13a、13c的內壁亦分別以接觸點C1、C2、C3、C4(參照第5圖(c))抵接，凸部123a、123b會支撐導波路側連接器1a。

如上述的情形，藉由應用第9圖所示的第三變化例，與第5圖所示的構造同樣地能夠以接觸點C1、C2、C3、C4支撐溝槽13a、13c的內壁。此外，藉由凸部123a、123b掛附於錐形區間，亦可進行X方向的定位，對於所有的方向都能夠實現較高的定位精確度。而且，亦可獲得導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b之連接變得容易的優點。

(第四變化例)

接著參照第10圖。第10圖係用以說明第四變化例之聚合物導波路基板及形成於其頂面之凸部的形狀的圖(俯視圖、Y-Z剖面圖、連接狀態圖)。

第10圖(a)係顯示沿著-X方向觀看到聚合物導波路基板1b之剖面(沿著第10圖(b)之Xa-Xa線切斷聚合物導波路基板1b的情形下的剖面)的剖面形狀。第10圖(b)係顯示聚合物導波路基板1b之頂面Sb1的形狀。第10圖(c)係將第10圖(a)及第10圖(b)的聚合物導波路基板1b與導波路側連接器1a連接後的狀態之光導波路單元1的俯視圖。此外，第10圖(c)之導波路側連接器1a之頂面Sa1所附加的虛線係表示內部的構造。

如第10圖(b)所示，聚合物導波路基板1b的頂面Sb1係形成有凸部124a、124b，凸部124a、124b之間係設置有光導波路核心11a、 11b、11c、11d。與第4圖(a)所示的定位構造的差異係在於凸部124a、124b的形狀。

如第10圖(b)所示，凸部124a、124b從上面觀看到的形狀(沿著-Z方向觀看到的形狀)係頂點朝向-X方向之二等邊三角形。此外，凸部124a、124b係與第4圖(a)所示的凸部12a、12b相同高度(同樣的Z方向的厚度)(參照第10圖(a))。藉此，沿著Y-Z面切斷凸部124a、124b而得的剖面成為方形。

再者，凸部124a、124b係具有對應於二等邊三角形的頂點的前端部分、及對應於底邊的終端部分，對應於底邊的長度的終端部分的寬度比溝槽13a、13c的等寬區間的寬度更大。因此，使導波路側連接器1a朝X方向滑動而將凸部124a、124b接觸於溝槽13a、13c時，則如第10圖(c)所示，溝槽13a、13c的錐形區間的開口部分別被掛附凸部123a、123b。

藉由凸部124a、124b分別掛附於溝槽13a、13c的等寬區間，而限制導波路側連接器1a之往X方向的移動。此外，應用第10圖所示的構造時，由於凸部124a、124b的Y-Z剖面為方形，所以凸部124a、124b與溝槽13a、13c的內壁亦分別以接觸點C1、C2、C3、C4(參照第5圖(c))抵接，凸部124a、124b會支撐導波路側連接器1a。

如上述的情形，藉由應用第10圖所示的第四變化例，與第5圖所示的構造同樣地能夠以接觸點C1、C2、C3、C4支撐溝槽13a、13c的內壁。此外，藉由凸部124a、124b掛附於等寬區間的開口部，亦可進行X方向的定位，對於所有的方向都能夠實現較高的定位精確度。而且，亦可獲得導波路側連接器1a與聚合物導波路基板1b之連接變得容易的優點。

(第五變化例)

接著參照第11圖。第11圖係用以說明第五變化例之導波路側連接器的構造的圖(底視圖、側視圖、X-Z剖面圖)。在此為了方便說明，將第五變化例的導波路側連接器標記為導波路側連接器101a，將聚合物導波路基板標記為聚合物導波路基板101b。

第11A圖(a)至第11B圖(e)係分別對應於顯示導波路側連接器1a之構造的第2A圖(a)至第2B圖(e)。此外，附加於第11A圖(b)之導波路側連接器1a的虛線係表示內部的構造。導波路側連接器1a、101a之主要的差異係在於相對於導波路側連接器1a具有凹部13e，而導波路側連接器101a具有凹部131e之點，以及導波路側連接器101a不具有透鏡單元14之點。

如第11A圖(a)至(c)及第11B圖(e)所示，凹部131e係具有一定的寬度(Y2)，且深度形成一定的方形溝槽(Y-Z剖面為方形的溝槽)。因此，於導波路側連接器101a中，在凹部131e的區域不具有段差(導波路側連接器1a係位於區間X1、X2之間的段差)。

然而，於導波路側連接器101a中，在形成溝槽13a、13c及孔13b、13d的區域(對應於第11A圖(a)的Y1、Y3的區域)也形成段差(參照第11B圖(d))。因此，應用導波路側連接器101a時，亦與第5圖所示的構造同樣地能夠藉由段差來限制導波路側連接器101a之往X方向的移動，能夠進行X方向的定位。

接著一邊參照第12圖一邊說明連接於導波路側連接器101a之聚合物導波路基板101b的構造。第12圖係用以說明第五變化例之聚合 物導波路基板及其與導波路側連接器連接的狀態下光導波路單元的構造的圖(俯視圖、側視圖、X-Z剖面圖)。

第12圖(a)係導波路側連接器101a的俯視圖。第12圖(b)係將導波路側連接器101a與聚合物導波路基板101b連接的狀態下的光導波路單元1的俯視圖。此外，第12圖(b)的導波路側連接器101a的頂面Sa1所附加的虛線係表示內部的構造。

第12圖(c)係顯示沿著X方向觀看到第五變化例之光導波路單元1的側面圖。第12圖(d)係顯示沿著第12圖(b)的XIId-XIId線切斷第五變化例之光導波路單元1的情形下的剖面圖。

第12圖(a)所示的聚合物導波路基板101b與第4圖(a)所示的聚合物導波路基板1b的差異係在於缺口部15a、15b的有無。如第12圖(b)及第12圖(d)所示，缺口部15a、15b供第11圖(a)所示的Y1、Y3區域及以區間X2界定的部分(Z方向的厚度較大的部分)嵌合。亦即，於第12圖的例子中，缺口部15a、15b係於X方向具有與區間X2相同的縱深，於Y方向具有分別與Y1、Y2的區域大致相同的寬度。

藉由設置上述的缺口部15a、15b，可建立孔13b、13d之開口部所在的導波路側連接器101a的側面、與光纖側連接器2a所相對向之聚合物導波路基板101b的側面位於大致同一面上的關係。

此外，也可將缺口部15a、15b與區間X2設成不同的縱深。例如，亦可以使導波路側連接器101a的側面位於比聚合物導波路基板101b的側面更靠外側或內側的方式來設計缺口部15a、15b的縱深。

再者，缺口部15a、15b的寬度也可分別設成比Y1、Y3的區域更大。此情形下，導波路側連接器101a與缺口部15a、15b之間會產生間隙。實際上，由於會有在製作時產生誤差或設成具有餘裕的設計之情形，所以此種的間隙就本發明所屬領域具有通常知識者而言為想當然耳者，而故意設有間隙，或產生間隙的情況亦當然屬於本實施型態的技術範圍。

由於上述的關係，若使光導波路核心11a、11b、11c、11d的端面與該聚合物導波路基板101b的側面對合，則光導波路單元1的端面與光導波路核心11a、11b、11c、11d的端面會一致。因此，光導波路單元1與光纖側連接器2a連接時，露出於光纖側連接器2a的端面的光導波路核心11a、11b、11c、11d的端面、與光導波路核心11a、11b、11c、11d的端面係無間隙地連接。

以上已說明本實施型態及其變化例之定位構造進行了說明。依據此定位構造，能夠以組合剖面形狀為圓弧的溝槽、與剖面形狀為方形的凸部這種簡單的構造來實現精確度良好的定位。

(針對溝槽與孔的形成方法)最後說明形成溝槽13a、13c與孔13b、13d的方法。上述的定位精確度係以與凸部12a、12b連接的溝槽13a、13c的剖面中心與供金屬銷3a、3b插入之孔13b、13d的剖面中心一致為前提。因此，此等剖面中心的一致在決定定位的精確度上很重要。

本實施型態例示了利用第13圖所示的模具4而形成溝槽13a、13c及孔13b、13d的方法。第13圖係使用於顯示溝槽及孔的形成之模具的構造的圖。此外，第13圖所示的模具4為一例，只要是具有同樣的特徵部分，就能夠同樣地應用。

如第13圖(a)所示，模具4係具有前端部41、溝槽形成部42、錐形構造形成部43、孔形成部44。此外，對於溝槽形成部42及孔形成部44以外的部分可因應實施型態而適當地變化形態。

溝槽形成部42係圓柱狀，具有第13圖(b)所示之圓形的剖面。從溝槽形成部42的中心軸至外周面為止的距離(剖面所形成之圓的半徑)與溝槽13a、13c的剖面所形成之圓弧的半徑(第5圖的例子為d2)相同。

孔形成部44具有第13圖(c)所示之圓形的剖面。從孔形成部44的中心軸至外周面為止的距離(剖面所形成之圓的半徑)與溝槽13a、13c的剖面所形成之圓的半徑(d5)相同。溝槽形成部42的中心軸與孔形成部44的中心軸係一致。

藉由利用上述的模具4，能夠使中心軸一致且以高精度地形成連續的溝槽13a與孔13b、及溝槽13c與孔13d。

以上一邊參照所附圖式一邊說明本揭示的實施型態進行了說明，惟本揭示不限定於上述例子。只要是本領域的本發明所屬領域具有通常知識者自然可想到於申請專利範圍內進行各種的變化例或修正例，而該等變化例或修正例當然也屬於本發明的技術範圍內。

1a:導波路側連接器

1b:聚合物導波路基板

11a、11b、11c、11d:光導波路核心

12a、12b:凸部

13a、13c:溝槽

C1、C2、C3、C4:接觸點

Claims (5)

1. 一種光連接器，係使用於光導波路基板與光纖之連接器構件的連接者，該光連接器係具備：

   複數個定位構造，該定位構造係具有圓筒狀的孔、及溝槽，該圓筒狀的孔係供一端插入於前述連接器構件之銷的另一端插入，該溝槽係形成於與前述孔之開口端所在之第一面垂直的第二面；

   前述溝槽與前述孔連續，前述溝槽的剖面為圓弧狀，且前述孔之剖面所形成的圓的中心與前述溝槽之剖面所形成的圓弧的中心一致；

   將前述光連接器連結於具有剖面呈方形之複數個凸部的前述光導波路基板時，於前述複數個定位構造之各者中，以前述溝槽的內壁來支持前述複數的凸部當中，所對應之凸部的至少兩個角部；

   前述凸部的高度係與光導波路核心的高度相同，前述光導波路核心係與前述凸部相同地配置於前述光導波路基板之一面，

   從前述溝槽的剖面所形成的圓弧的中心至前述第二面的距離係前述光導波路核心與前述一面之間的距離的一半。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光連接器，其中，

   前述複數個定位構造之各者係藉由模具所形成，該模具係具有對應於前述溝槽之形狀的第一圓柱部分、及與前述第一圓柱部分相同中心並對應於前述孔的形狀的第二圓柱部分。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光連接器，其中，

   於前述溝槽所在的第一部分中的前述光連接器的厚度係比前述孔所在的第二部分中的前述光連接器的厚度更小，形成於前述第一部分與前述第二部分之交界的段差係抵接於前述光導波路基板的角部。
4. 一種搭載光連接器之機器，該光連接器係使用於光導波路基板與光纖之連接器構件的連接者，且前述光連接器係具備：

   複數個定位構造，該定位構造係具有圓筒狀的孔、及溝槽，該圓筒狀的孔係供一端插入於前述連接器構件之銷的另一端插入，該溝槽係形成於與前述孔之開口端所在之第一面垂直的第二面；

   前述溝槽與前述孔連續，前述溝槽的剖面為圓弧狀，且前述孔之剖面所呈之圓的中心與前述溝槽之剖面所呈之圓弧的中心一致；

   將前述光連接器連結於具有剖面呈方形之複數個凸部的前述光導波路基板時，於前述複數個定位構造之各者中，以前述溝槽的內壁來支撐前述複數的凸部當中，所對應之凸部的至少兩個角部；

   前述凸部的高度係與光導波路核心的高度相同，前述光導波路核心係與前述凸部相同地配置於前述光導波路基板之一面；

   從前述溝槽的剖面所形成的圓弧的中心至前述第二面的距離係前述光導波路核心與前述一面之間的距離的一半。
5. 如申請專利範圍第4項所述之搭載光連接器之機器，其中，

   前述複數個定位構造之各者係藉由模具所形成，該模具係具有對應於前述溝槽之形狀的第一圓柱部分、及與前述第一圓柱部分相同中心並對應於前述孔的形狀的第二圓柱部分。

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