(57)【要約】【課題】基板上の光ファイバの布線形状を保持することができるとともに、曲げの自由度を向上することが可能な光モジュールを提供する。【解決手段】基板１上に布線された光ファイバは、石英系光ファイバのクラッドの外周上に樹脂被覆が設けられ、樹脂被覆の外周上に、光ファイバの布線形状を保持するための金属被覆１８が設けられた金属被覆光ファイバ１０であり、この金属被覆光ファイバ１０は、光ファイバの長手方向における中途部において金属被覆１８を有しない箇所である空隙部１９を有し、空隙部１９に露出された樹脂被覆を有する光ファイバが、曲げた状態で布線されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、該光ファイバの少なくとも一部を保持する一つ以上の基板と、光ファイバの端部に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された一つ以上の発光素子および／または受光素子を備え、前記基板は、前記発光素子および／または受光素子を動作させるため該素子に電気的に接続された回路を有し、かつ前記発光素子および／または受光素子は、該素子と光学的に結合された光ファイバの端部と同一の基板上に実装された光モジュールであって、
前記光ファイバは、石英系光ファイバのクラッドの外周上に樹脂被覆が設けられ、樹脂被覆の外周上に、光ファイバの布線形状を保持するための金属被覆が設けられた金属被覆光ファイバであり、この金属被覆光ファイバは、光ファイバの長手方向における中途部において金属被覆を有しない箇所である空隙部を有し、前記空隙部に露出された樹脂被覆を有する光ファイバが、曲げた状態で布線されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光ファイバの一方の端部は発光素子と光学的に結合され、前記光ファイバの他方の端部は受光素子と光学的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記空隙部の長さは３０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記空隙部は、１本の金属被覆光ファイバにつき、２箇所以上に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記光ファイバのコア径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の範囲内であり、前記金属被覆は、樹脂被覆の外周上に設けられた第１の金属被覆および第１の金属被覆の外周上に設けられた第２の金属被覆からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記第１の金属被覆の厚みは、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記第２の金属被覆の厚みは、５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５または６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記第１の金属被覆は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、またはＣｕ−Ｎｉ合金のいずれかからなることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記第２の金属被覆は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、またはＣｕ−Ｎｉ合金のいずれかからなることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記金属被覆光ファイバは、基板のランドパターン上に半田付けされ、基板に対して略平行に布線されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記基板は二つ以上設けられ、金属被覆光ファイバは、光ファイバが前記基板間にまたがって布線される箇所に前記空隙部を有し、前記基板間において基板同士の相対位置が変化しうる構造を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光モジュールを有することを特徴とする機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバと、該光ファイバの少なくとも一部を保持する一つ以上の基板と、光ファイバの端部に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された一つ以上の発光素子および／または受光素子を備え、前記基板は、前記発光素子および／または受光素子を動作させるため該素子に電気的に接続された回路を有し、かつ前記発光素子および／または受光素子は、該素子と光学的に結合された光ファイバの端部と同一の基板上に実装された光モジュール（光配線構造）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバ等の高速通信機器、ゲーム機等の映像情報機器、携帯電話等の小型電子機器に光配線が検討されつつある。従来、これらの機器では、電気基板の高密度実装及び配線の集積化が進んでいる。このため、これらの機器に光配線を導入する場合にも、省スペース化や薄型化の要求が強い。そのためには、光送受信部の薄型化と、光ファイバの布線形状の保持が必要である。
【０００３】
特許文献１には、送信側に電気／光変換装置、受信側に光／電気変換装置を備えてコア及びクラッドにより光信号の伝送を行うとともに、送信側に電気信号の送信装置、受信側に電気信号の受信装置を備えて金属コート部により電気信号の伝送を行う金属コート光ファイバが記載されている。
特許文献２には、樹脂被覆を有する光ファイバからなる光ファイバコイル及び／又は金属被覆を有する光ファイバからなる光ファイバコイルを１つもしくは複数用いた光ファイバコイル式センサが記載されている。特許文献２の実施例８（明細書の第９４〜１０１段落）には、樹脂被覆の上に、厚みが５〜１５μｍの第１金属被覆と、厚みが５〜５０μｍの第２金属被覆が形成され、厚い金属被覆のため丈夫になる、光ファイバが記載されている。
【特許文献１】特開昭６２−１０８４１２号公報
【特許文献２】特開２００５−２０８０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、基板上に光配線を設けるには、光伝送路となる光ファイバの布線形状の保持が難しい、という問題がある。その理由は、光ファイバは電線と異なり塑性変形しにくく、手で光ファイバを曲げて、あるいは真っ直ぐにして布線しても、光ファイバ自身の反発力（弾性力）でより安定な布線形状に戻ろうとするためである。
通常の場合、光ファイバは収納性を重視するため、円弧状にループした状態（所定の曲げ半径で巻き回した状態）で保管される。このため、光ファイバを所定の箇所（例えばコーナーの部分）を曲げ、それ以外の部分を真っ直ぐに布線したいときには、布線形状に合わせて光ファイバを曲げ直し、あるいは真っ直ぐにする必要がある。
また、光ファイバを所定の布線形状に合わせて布線しても、時間の経過とともに光ファイバが意図しない場所で浮き上がり、機器の使用上、障害となる問題がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術の場合、金属被覆による作用は電気通信のみであり、光ファイバの布線形状保持に必要な厚みとすることは記載されていない。また、特許文献２に記載されているように、単に光ファイバを丈夫にするために厚い金属被覆を設けるだけの場合、基板上に光ファイバを布線したときの布線形状の保持には適しているが、ヒンジやスライド部等の可動な部品に関わる箇所ではその部分に捻りや屈曲といった変形が繰り返し与えられることになる。すると、光ファイバの変形が局所的に降伏点や許容曲げ歪みを越えるおそれがある。また、金属被覆は光ファイバの曲げが可能な程度に膜厚みを小さくしているため、金属疲労の影響により金属被覆が損傷するおそれがある。金属被覆の損傷は、金属被覆が光ファイバの布線形状を保持しきれないだけではなく、動作が高頻度であったときには金属被覆の破断となって光ファイバが折れてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板上に光ファイバが布線された配線構造を有する光モジュールにおいて、基板上の光ファイバの布線形状を保持することができるとともに、曲げの自由度を向上することが可能な光モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、光ファイバと、該光ファイバの少なくとも一部を保持する一つ以上の基板と、光ファイバの端部に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された一つ以上の発光素子および／または受光素子を備え、前記基板は、前記発光素子および／または受光素子を動作させるため該素子に電気的に接続された回路を有し、かつ前記発光素子および／または受光素子は、該素子と光学的に結合された光ファイバの端部と同一の基板上に実装された光モジュールであって、前記光ファイバは、石英系光ファイバのクラッドの外周上に樹脂被覆が設けられ、樹脂被覆の外周上に、光ファイバの布線形状を保持するための金属被覆が設けられた金属被覆光ファイバであり、この金属被覆光ファイバは、光ファイバの長手方向における中途部において金属被覆を有しない箇所である空隙部を有し、前記空隙部に露出された樹脂被覆を有する光ファイバが、曲げた状態で布線されていることを特徴とする光モジュールを提供する。
【０００８】
前記光ファイバの一方の端部は発光素子と光学的に結合され、前記光ファイバの他方の端部は受光素子と光学的に結合されていることが好ましい。
前記空隙部の長さは３０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
前記空隙部は、１本の金属被覆光ファイバにつき、２箇所以上に設けられていることが好ましい。
前記光ファイバのコア径が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の範囲内であり、前記金属被覆は、樹脂被覆の外周上に設けられた第１の金属被覆および第１の金属被覆の外周上に設けられた第２の金属被覆からなることが好ましい。
前記第１の金属被覆の厚みは、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
前記第２の金属被覆の厚みは、５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
前記第１の金属被覆は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、またはＣｕ−Ｎｉ合金のいずれかからなることが好ましい。
前記第２の金属被覆は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、またはＣｕ−Ｎｉ合金のいずれかからなることが好ましい。
前記金属被覆光ファイバは、基板のランドパターン上に半田付けされ、基板に対して略平行に布線されていることが好ましい。
前記基板は二つ以上設けられ、金属被覆光ファイバは、光ファイバが前記基板間にまたがって布線される箇所に前記空隙部を有し、前記基板間において基板同士の相対位置が変化しうる構造を有することが好ましい。
また、本発明は、上述した本発明に係る光モジュールを有することを特徴とする機器を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空隙部（中途部において金属被覆を有しない箇所）を有する金属被覆光ファイバを用いることにより、金属被覆によって光ファイバの布線形状を保持することができる上、空隙部で光ファイバを曲げて布線することにより、曲げの自由度を向上し、時間の経過とともに光ファイバが意図しない場所で浮き上がる等による障害を防ぎ、信頼性を向上することができる。また、金属被覆を有する場所は塑性変形しやすいので、光ファイバの曲げを真っ直ぐに直すことが容易になり、実装作業性を向上することができる。
また、金属被覆光ファイバを基板のランドパターン上に半田付けすることにより、金属被覆光ファイバが基板に近接した位置で、基板に対して略平行に布線することができる。
【００１０】
光モジュールが基板を二つ以上有し、金属被覆光ファイバは光ファイバが基板間にまたがって布線される箇所に空隙部を有し、基板間において基板同士の相対位置が変化しうる構造を有する場合、基板同士がヒンジやスライド部等で可動とされても、金属被覆や光ファイバの損傷を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
本発明において、光モジュールとは、光ファイバと、該光ファイバの少なくとも一部（光ファイバの全長または大部分であっても良い。）を保持する一つ以上の基板と、光ファイバの端部に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された一つ以上の発光素子および／または受光素子を備え、前記基板は、前記発光素子および／または受光素子（以下、発光素子および受光素子を総称して「受発光素子」という場合がある。）を動作させるため該素子に電気的に接続された回路を有し、かつ前記発光素子および／または受光素子は、該素子と光学的に結合された光ファイバの端部と同一の基板上に実装された構成を有する光配線構造である。
本発明の光モジュールは、基板上に２本以上の光ファイバが布線されたものであっても良い。
【００１２】
光モジュールは、光ファイバの一方の端部が発光素子と光学的に結合され、光ファイバの他方の端部が受光素子と光学的に結合されていることが好ましい。このように、送信と受信をペアとした構成は、光による情報伝送を行う上で好適である。
なお、光ファイバの一端に発光素子または受光素子が結合されているのみの構造であっても良い。その場合、光による情報伝送を行うには、光ファイバの他端はフェルールやコネクタ等の構造とし、その接続先はフェルール等を受ける構造になった別途の光受信モジュールまたは光送信モジュールを取り付ける必要がある。例えば、光モジュールの光ファイバの片端に送信器が取り付けられ、もう片端にフェルールが取り付けられている場合は、もう片端のフェルールをレセプタクル型の受信器にフェルールを接続することで、送受信を行うことができる。
【００１３】
本発明の光モジュールの形態例を、図１に示す。図１に示す光モジュール２０は、光ファイバ１０と、該光ファイバ１０の全長を保持する一つの基板１と、光ファイバ１０の端部７に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された発光素子（図示せず）を内蔵した送信器２と、光ファイバ１０の端部８に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された受光素子（図示せず）を内蔵した受信器３を備え、送信器２および受信器３が一つの基板１上に実装されている。
なお、本発明において、「基板上に受発光素子が実装される」ことは、基板上に裸の受発光素子が実装される場合に限られず、「基板上に受発光素子を備える送信器または受信器が実装される」ことが含まれるものとする。
【００１４】
基板１は、受発光素子を動作させるため該素子に電気的に接続された回路（図示せず）を有する。このような基板としては、回路を銅箔のエッチングや導電性ペーストの印刷等で形成したプリント回路基板が挙げられる。
光モジュール２０によれば、光ファイバ１０の端部７，８と送信器２および受信器３が一つの基板１上に実装されているので、光ファイバ１０の端部７，８に対する受発光素子のアライメントが容易になる。
【００１５】
図２に示すように、本発明の第１形態例の光モジュール２０に用いられる光ファイバ１０は、光ファイバ素線１５の外周上に光ファイバの布線形状を保持するための金属被覆１８が設けられた金属被覆光ファイバ１０である。
金属被覆１８は、金属層の材質および厚みにより、光ファイバ素線１５の反発力（復元力）に抗する「コシ」（光ファイバの反発力を上回る弾性限界応力）を備えており、光ファイバ１０を真っ直ぐな形状（直線形状）に保持することができる。また、金属被覆１８は塑性変形が可能であり、高い自由度で光ファイバ１０を曲げた状態にも真っ直ぐな状態にも変形させることができる。
また、本形態例の光モジュール２０においては、基板１上のランドパターン６と金属被覆光ファイバ１０の金属被覆１８との間に半田４を付着させることで、金属被覆光ファイバ１０が基板１に固定されている。金属被覆光ファイバ１０を基板１のランドパターン６上に半田付けすることにより、金属被覆光ファイバ１０が基板１に近接した位置で、基板１に対して略平行に布線することができる。
【００１６】
図７に、金属被覆光ファイバ１０の断面構造の詳細を示す。
光ファイバ素線１５は、中心部のコア１１およびその外周上に設けられたクラッドからなる光ファイバ裸線１３と、光ファイバ裸線１３のクラッド１２の外周上に樹脂被覆１４とからなる。
金属被覆１８は、樹脂被覆１４の外周上に設けられた第１の金属被覆１６および第１の金属被覆１６の外周上に設けられた第２の金属被覆１７からなる。
なお、図７に示すこの詳細構造は、本発明に好適な例示の一つではあるが、本発明の光モジュールに適用される金属被覆光ファイバをこの構造に限定する意図ではない。
【００１７】
光ファイバ裸線１３は、コア１１およびクラッド１２が石英系ガラスからなる石英系光ファイバを用いることが好ましい。石英系光ファイバは、石英系シングルモード光ファイバを採用することも可能であるが、機器内配線としては、光ファイバは石英系マルチモード光ファイバを用いることが好ましい。そのコア１１の直径は、例えば５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の範囲内とすることができる。
【００１８】
第１の金属被覆１６は、厚みが０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。第１の金属被覆１６を構成する金属材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金などが挙げられる。
第２の金属被覆１７は、厚みが５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。第２の金属被覆１７を構成する金属材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金などが挙げられる。
【００１９】
また、金属被覆光ファイバ１０は、図８に示すように、光ファイバの長手方向における中途部において金属被覆１８を有しない箇所である空隙部１９を有する。空隙部１９は、全長にわたって金属被覆１８を有する金属被覆光ファイバ１０の中途部において、クリーバ、レーザ加工機、エッチング、メカニカルストリッパ等で樹脂被覆１４が露出するまで金属被覆１８を除去することで、形成することができる。例えば、金属被覆１８を構成する金属を溶解する酸などの薬液を用いると、樹脂被覆１４は除去することなく、金属被覆１８のみを選択的に除去することが可能である。あるいは、光ファイバ素線１５の樹脂被覆１４に金属被覆１８を付着させる工程において、空隙部１９を設けようとする箇所の一部または全部に絶縁体によるマスクを施しておけば、その箇所に付着する金属被覆の量を少なく、または無くすことができるので、空隙部１９を形成する際に除去すべき金属被覆の量が少なくなるので、金属被覆の除去作業が容易になり、好ましい。
【００２０】
金属被覆１８を有する箇所は布線形状を保持することができるリジッドな部位として扱うことができる。また、金属被覆１８がない空隙部１９は、屈曲等を自由に（光ファイバの許容曲げ半径の範囲内で）与えることのできるフレキシブルな部位として扱うことができる。このため、光ファイバ１０を布線する際、空隙部１９を、基板１において曲率半径の小さい曲げの箇所に配置することで、信頼性の高い光配線（特に機器内配線）を容易に設けることができる。
空隙部１９は、１本の金属被覆光ファイバにつき、１箇所のみに設けることもできるし、２箇所以上に設けることもできる。
【００２１】
空隙部１９に露出された光ファイバ素線１５（樹脂被覆１４を有する光ファイバ）が、基板１から離れた位置において、曲げた状態で布線されている。基板１上で曲げた状態で光ファイバを布線するための空隙部１９の長さは、最小曲げ半径の１．５倍程度またはそれ以上（例えば最小曲げ半径が５ｍｍのとき、空隙部１９の長さを８ｍｍ以上）とすることが好ましい。
【００２２】
金属被覆光ファイバ１０の布線形状は、基板１上に他の部品５を実装するスペース（面積）を確保できるように、任意に設定することができる。例えば、図１に示すように、金属被覆光ファイバ１０を基板１の周縁部に布線すると、基板１の中央部に他の部品５を実装するスペースを広く確保することができるので、好ましい。他の部品５としては、インダクタ、キャパシタ、抵抗器、ダイオード等の各種電子部品が挙げられる。
特に、図１に示すように、長方形状の基板１の場合、光ファイバ１０が基板１のコーナー部分を通るように布線される場合、基板１のコーナー部分で光ファイバ１０を曲げて布線する際、小さな曲率半径で配線することができる。
【００２３】
また、金属被覆光ファイバ１０において金属被覆１８は外表面に露出されているので、図２に示すように、基板１上のランドパターン６と金属被覆光ファイバ１０の金属被覆１８との間に半田４を付着させることで、金属被覆光ファイバ１０を基板１に固定することができる。金属被覆光ファイバ１０を基板のランドパターン上に半田付けすることにより、金属被覆光ファイバが基板に近接した位置で、基板に対して略平行に布線することができる。
金属被覆１８が形状保持特性を有するので、金属被覆光ファイバ１０が自重で変形することはなく、金属被覆１８が基板１に接触するのを防止することができる。また、金属被覆光ファイバ１０が所望の布線位置から大きくずれたり、跳ね上がったりすることを防止し、省スペース・低背化を実現できる。また、光伝送路は電気ノイズの影響を受けないので、基板への高密度実装が達成できる。
【００２４】
基板を機器の筐体に取り付けた後で、金属被覆光ファイバ１０の金属被覆１８を筐体に対して半田付けすることもできる。このような半田付けで光ファイバを固定する際、金属被覆１８は空隙部１９で電気的に分断されているため、半田付けされた箇所の電位が筐体（モジュールケース）の電位（通常はＧＮＤ電位となる）と同電位である必要がなく、金属被覆光ファイバ１０を半田付けするためのランドパターン（半田パッド）６を基板１上に配置する設計自由度が向上する。
【００２５】
また、図９に示すように、空隙部１９を介して電気的に分断された金属被覆１８同士を基板１上の回路に接続することで、金属被覆光ファイバ１０の金属被覆１８を電気信号の伝送にも利用することが可能になる。金属被覆１８同士の配線は、単に導通をとるためのジャンパ線であっても良いが、さらに、インダクタＬやキャパシタ、抵抗器Ｒ、ダイオード等の電子部品を介して接続した場合には、電気信号の伝送路としての金属被覆１８が近傍の電子部品や電気配線上から受けるノイズの影響を低減したり、印加電圧や電流値の調整をしたりする等の機能性を有する電気配線として使用することができる。
【００２６】
本発明の他の形態例は、金属被覆光ファイバが複数の基板にまたがるように布線され、光ファイバの長さの少なくとも一部が基板上に保持され、光ファイバが基板間にまたがって布線される箇所には空隙部が設けられ、基板間において基板同士の相対位置が変化しうる構造を有する。この場合、携帯電話のフリップやスライドのように、機器の複数の筐体がヒンジ部やスライド部によって相対的に可動に連結された箇所の光配線として好適である。
また、筐体に取り付ける前では、光モジュールを基板間の空隙部で折りたたんで収納することも可能であり、収納性や実装作業性の観点から優れている。
【００２７】
図３、図４に示す例は、複数の基板がヒンジ部などで相対的に回転移動する場合に好適である。その場合、基板間に配置される空隙部の長さは、３０〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００２８】
図３に示す第２形態例の光モジュール３０は、光ファイバ１０と、該光ファイバ１０の長さの大部分を保持する二つの基板３１，３２と、第１の基板３１上において光ファイバ１０の端部７に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された発光素子（図示せず）を内蔵した送信器２と、第２の基板３２上において光ファイバ１０の端部８に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された受光素子（図示せず）を内蔵した受信器３を備える。送信器２は第１の基板３１上に実装され、受信器３は第２の基板３２上に実装されている。
【００２９】
第２形態例の光モジュール３０においては、二つの基板３１，３２は矢印３３に示すように相対的に回転可能であり、光ファイバ１０が基板３１，３２間にまたがって布線される箇所に空隙部１９が設けられ、その空隙部１９に露出された光ファイバ素線１５（樹脂被覆１４を有する光ファイバ）が、基板３１，３２間のスペース３４において屈曲可能な状態で布線されている。
【００３０】
二つの基板３１，３２を備える第２形態例の光モジュール３０は、例えば第１の筐体と第２の筐体とがヒンジを介して連結された機器において、光モジュール３０の第１の基板３１を第１の筐体内に設置し、第２の基板３２を第２の筐体内に設置し、基板３１，３２間のスペース３４をヒンジ部による屈曲位置に配置するときに用いることができる。矢印３３による回転方向は、その回転中心軸３５が基板３１，３２の互いに対向する辺３６，３７に沿う方向とされている。
【００３１】
図４に示す第３形態例の光モジュール４０は、光ファイバ１０と、該光ファイバ１０の長さの大部分を保持する三つの基板４１，４２，４３と、第１の基板４１上において光ファイバ１０の端部７に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された発光素子（図示せず）を内蔵した送信器２と、第３の基板４３上において光ファイバ１０の端部８に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された受光素子（図示せず）を内蔵した受信器３を備える。送信器２は第１の基板４１上に実装され、受信器３は第３の基板４３上に実装されている。第２の基板４２には受光素子および発光素子のいずれも実装されていない。
【００３２】
第３形態例の光モジュール４０は、三つの基板４１，４２，４３は相対的に回転可能であり、第１の基板４１と第２の基板４２との間のスペース４４および第２の基板４２と第３の基板４３との間のスペース４５に合わせて空隙部１９が設けられた例である。それぞれの基板間スペース４４，４５の周辺の構成は、第２形態例の光モジュール３０における基板間スペース３４の周辺の構成と同様にすることができる。
【００３３】
図５、図６に示す例は、複数の基板がスライド部などで相対的に平行移動する場合に好適である。一般に、電子機器等に用いられるスライド部のストローク（移動距離）は、最大５０ｍｍ程度（市販の携帯電話は大体３０〜４０ｍｍ程度である）であるため、基板をスライドさせるために必要な基板間の空隙部１９の長さは、４５〜６５ｍｍの範囲内であることが好ましい。基板間の距離やスライド移動のストロークがより長い場合は、金属被覆光ファイバにおいて基板間の空隙部１９の長さもより長くすることが好ましい。
【００３４】
図５に示す第４形態例の光モジュール５０は、光ファイバ１０と、該光ファイバ１０を保持する二つの基板５１，５２と、第１の基板５１上において光ファイバ１０の端部７に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された発光素子（図示せず）を内蔵した送信器２と、第２の基板５２上において光ファイバ１０の端部８に対しアライメントが施された位置関係を保って光学的に結合された受光素子（図示せず）を内蔵した受信器３を備える。送信器２は第１の基板５１上に実装され、受信器３は第２の基板５２上に実装されている。
二つの基板５１，５２は矢印５３に示すように相対的に往復移動が可能であり、光ファイバ１０が基板５１，５２間にまたがって布線される箇所に空隙部１９が設けられ、その空隙部１９に露出された光ファイバ素線１５（樹脂被覆１４を有する光ファイバ）が、基板５１，５２間のスペース５４においてＵ字状に折り返されて屈曲可能な状態で布線されている。また、送信器２および受信器３は、スライドによって屈曲する光ファイバ１０の軸線上に実装されている。
この光モジュール５０は、例えば第１の筐体と第２の筐体とがスライド部により平行移動可能に連結された機器において、光モジュール５０の第１の基板５１を第１の筐体内に設置し、第２の基板５２を第２の筐体内に設置し、基板５１，５２間のスペース５４を第１の筐体と第２の筐体との間に配置するときに用いることができる。
【００３５】
図６に示す第５形態例の光モジュール６０は、図５に示す第４形態例の光モジュール５０と同様に、光ファイバ１０と、矢印６３に沿って相対的に往復移動が可能な二つの基板６１，６２と、第１の基板６１上に実装された送信器２と、第２の基板６２上に実装された受信器３とを備え、基板６１，６２間のスペース６４に設置された光ファイバの軸線６５の位置とは別の位置にある軸線６６上に受信器３が設置されている。このように、スライドする軸線から（距離Ｗ）離れた別の位置に受信器３（同様にして送信器２）を設置することも可能となるため、送信器２や受信器３の配置に関する自由度が向上する。
【００３６】
携帯電話をはじめとする多くの機器では、メインボードを介してカメラやキーボード、メモリ等の機能が、モジュール化された複数の基板で用いられている。これらのブランチとなる基板同士での情報伝送を光配線で行う場合、複数の基板に沿って光ファイバを布線するために、二つあるいは三つ以上の基板を有する光モジュールを用いることができる。図３、図４、図５、図６に示す形態例では、送信器２が実装された基板３１，４１，５１，６１と受信器３が実装された基板３２，４３，５２，６２が別々であるが、送信器２と受信器３とが同一の基板に実装されていても良い。また、送信器２も受信器３も実装されていない基板においては、光ファイバ１０が布線されている状態となっていても良いし、図４に示す第２の基板４２のように、他の電子部品５が実装されていても構わない。また、本発明は、基板間の配線を光配線に限ることなく、別途、電気配線が設けられていても構わない。
【００３７】
光モジュール３０，４０において、発光素子が実装された基板３１，４１，５１，６１は、発光素子を動作させるため該素子に電気的に接続された回路（図示せず）を有する。また、受光素子が実装された基板３２，４３，５２，６２は、受光素子を動作させるため該素子に電気的に接続された回路（図示せず）を有する。
このような基板としては、回路を銅箔のエッチングや導電性ペーストの印刷等で形成したプリント回路基板が挙げられる。
【００３８】
このように、光ファイバ１０の端部７と送信器２の発光素子が同一の基板３１，４１，５１，６１上に実装されているので、光ファイバ１０の端部７に対する発光素子のアライメントが容易になる。同様に、光ファイバ１０の端部８と受信器３の受光素子が同一の基板３２，４３，５２，６２上に実装されているので、光ファイバ１０の端部８に対する受光素子のアライメントが容易になる。
【００３９】
ここで、本発明において好適な金属被覆光ファイバの構成について、より詳しく説明する。
【００４０】
コア径（コア１１の外径）が５０μｍ以上、６２．５μｍ以下の範囲内である光ファイバの具体例としては、コア径が５０μｍでクラッド径が１２５μｍのグレーデッドインデックス（ＧＩ）光ファイバ、コア径が６２．５μｍでクラッド径が１２５μｍのグレーデッドインデックス（ＧＩ）光ファイバ、コア径が５０μｍでクラッド径が８０μｍのグレーデッドインデックス（ＧＩ）光ファイバが挙げられる。
ＧＩ光ファイバなどのマルチモード光ファイバは、コア径がシングルモード光ファイバよりも大きく、受発光素子との光結合が容易であるので好ましい。
【００４１】
樹脂被覆１４は、耐熱性および化学的安定性に優れ、かつ金属被覆を形成する被覆処理に対する耐久性の面から、ポリイミドを用いるのが好ましい。そのほか、樹脂被覆１４には、紫外線硬化樹脂やシリコーン樹脂などを用いることもできる。樹脂被覆１４は、１層だけであっても良いし、２層以上であってもよい。樹脂被覆１４の厚みは、例えば５〜４０μｍ程度が挙げられる。具体例としては、例えば光ファイバ裸線１３の外径（クラッド径）が１２５μｍの場合、光ファイバ素線１５の外径（被覆径）が１６０μｍとする例が挙げられる。
【００４２】
第１の金属被覆１６は、厚みが０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。特に１μｍ程度が好ましい。第１の金属被覆１６を構成する金属材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金などが挙げられる。
【００４３】
第１の金属被覆１６の形成方法の一例として、無電解めっきが挙げられる。具体的には、還元剤としてホルマリンが添加された無電解銅めっき浴薬液（商品名：ＯＰＣカッパー（奥野製薬工業製））を用い、薬液温度を３０℃に保持し、所定の膜厚になるまで無電解めっき処理を行う方法が挙げられる。
【００４４】
また、第１の金属被覆１６の形成には、無電解めっきの他に、真空蒸着またはスパッタリングを用いることもでき、更に、これらの方法を２つ以上組み合わせて第１の金属被覆１６を形成しても良い。この第１の金属被覆１６は、後述する第２の金属被覆１７の下地層の役割も果たしている。第１の金属被覆１６の厚みが小さすぎると、第２の金属被覆１７の厚みが不均一になりやすく、好ましくない。また、第１の金属被覆１６の厚みが大きすぎると、成膜に時間が掛かり、生産性が悪く製造コストが高くなるので、好ましくない。
【００４５】
第１の金属被覆１６の形成に無電解めっきを用いる場合、一般的に無電解めっきが可能な金属として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎが好ましい。他の金属材料を用いる場合は、真空蒸着、スパッタリング等、他の方法を利用することができる。真空蒸着やスパッタリングを用いる場合、無電解めっきに比べて、第１の金属被覆１６の厚みを増加させることが現実的に困難であることから、厚みが薄くとも剛性が高い金属材料として、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金が好ましい。
【００４６】
第２の金属被覆１７は、厚みが５０μｍ以上、９５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。特に６０μｍ程度が好ましい。第２の金属被覆１７を構成する金属材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金などが挙げられる。
【００４７】
第２の金属被覆１７の形成方法の一例として、電解めっきが挙げられる。具体的には、硫酸銅めっき浴薬液（硫酸銅五水和物１に対し硫酸４の重量比で混合し、塩素イオンを５０ｐｐｍ添加した薬液に、添加剤（商品名：カバークリーム、メルテックス製）を加えたもの）を用い、この薬液中で第１の金属被覆１６に電流密度２．５Ａ／ｄｍ２の電流を流し、所定の厚みになるまで電解めっき処理を行う方法が挙げられる。
【００４８】
電解めっきの薬液は、上述したもの以外にも、一般的に電解銅めっきに用いられる青化銅浴やピロ燐酸銅浴を用いることもできる。第１の金属被覆１６を下地層として第２の金属被覆１７を電解めっきで形成する場合、効率的に金属被覆の厚みを増加することができ、光ファイバ素線１５の曲げ状態を保持するのに必要とされる厚みに、比較的短時間で到達することが可能であるので、好ましい。第２の金属被覆１７の厚みが小さすぎると、塑性力の不足によって光ファイバ素線１５の曲げ状態を保持できないおそれがあり、好ましくない。また、第２の金属被覆１７の厚みが大きすぎると、第２の金属被覆１７が硬くなりすぎて、光ファイバ１０を屈曲させた際に第２の金属被覆１７にクラックが入るおそれがあり、好ましくない。
【００４９】
第２の金属被覆１７は、色合いなどを考慮して、適宜好ましい金属を用いることができる。光ファイバ素線１５を曲げ状態のまま保持するのに必要な剛性を持っていることが望ましい。剛性が高く、色合いが良いなどの要因から、前述した金属は好適である。
【００５０】
金属被覆１８の周囲に、更に絶縁樹脂からなる絶縁被覆（外被）を形成することもできる。外被としては、金属被覆１８の塑性変形を妨げない程度に柔らかく、かつ絶緑性を有していればよい。外被に用いられる絶縁樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、スチレンゴムなどが好ましく挙げられる。金属被覆１８が２層の金属被覆１６，１７からなる場合は、外被は第２の金属被覆１７の周囲に設けられる。
【００５１】
外被を設けた金属被覆光ファイバ１０を半田付けする場合、少なくとも半田付けする箇所では、外被を除去する必要がある。
金属被覆１８の外側に外被を設けると、金属被覆１８を外部に対して電気的に絶縁することができるので好ましい。光ファイバが基板上の回路に接触した場合や、金属被覆１８に電気信号を伝送する場合に、基板上の回路の動作や金属被覆１８に伝送される電気信号への悪影響を抑制することができる。
【００５２】
図１０に、金属被覆光ファイバの形状保持力の測定方法について説明する。図１０（ａ）に示すように、外径３０ｍｍのＳＵＳ製マンドレルＭを用い、全長１ｍの光ファイバＦの中央部を、このマンドレルＭに略垂直に一周、無理のない力で巻きつける。この状態でマンドレルＭを抜き、光ファイバＦを所定時間（例えば２４時間または４８時間）放置する。
図１０（ｂ）に示すように、光ファイバＦをマンドレルＭに巻き付けた状態におけるリング状の部分の最大内径ｒ１と、所定時間（例えば２４時間または４８時問）経過後の最大内径ｒ２をそれぞれ測定し、下記の式（１）に従い歪開放率Ｐを規定する。
【００５３】
Ｐ＝（（ｒ２−ｒ１）÷ｒ１）×１００（％）・・・・（１）
【００５４】
歪開放率が５％以下であり、さらに２４時間経過後の最大内径と４８時間後の最大内径との間に概ね変化が無ければ、金属被覆光ファイバの形状保持力は良好であると判定することができる。
【００５５】
コア１１の外径が５０〜６２．５μｍ、クラッド１２の外径が８０〜１２５μｍ、樹脂被覆１４の厚みが５〜４０μｍ、第１の金属被覆１６の厚みが０．１〜５．０μｍ、第２の金属被覆の厚みが５０〜９５μｍである金属被覆光ファイバについて、実施例となるサンプルを作製した。
サンプルでは、コア外径５０μｍ、クラッド外径１２５μｍの石英系ＧＩ光ファイバを用いて、ポリイミドからなる樹脂被覆の外径が１６０μｍ、Ｃｕからなる第１の金属被覆の厚みが０．１μｍ、Ｎｉからなる第２の金属被覆の厚みが５０μｍとなるように被覆を形成した金属被覆光ファイバである。このサンプルの２４時間経過後の歪開放率（ｒ２を２４時間経過後に測定した場合のＰ）が２．１％であり、４８時間経過後でも歪開放率にほとんど変化がなく、良好な形状保持特性が示された。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、サーバ等の高速通信機器、ゲーム機等の映像情報機器、携帯電話等の小型電子機器のような各種機器内の光配線に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の光モジュールの第１形態例を示す斜視図である。
【図２】基板に金属被覆光ファイバを半田付けした構造の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の光モジュールの第２形態例を示す斜視図である。
【図４】本発明の光モジュールの第３形態例を示す斜視図である。
【図５】本発明の光モジュールの第４形態例を示す斜視図である。
【図６】本発明の光モジュールの第５形態例を示す斜視図である。
【図７】金属被覆光ファイバの構造の一例を示す断面図である。
【図８】金属被覆光ファイバの空隙部の一例を示す断面図である。
【図９】金属被覆光ファイバの金属被覆を電気信号伝送に用いる構成の一例を示す概略図である。
【図１０】金属被覆光ファイバの形状保持特性の検証方法の一例を示す説明図であり、（ａ）は金属被覆光ファイバをマンドレルの周囲に巻き付けた状態を示す断面図、（ｂ）は金属被覆光ファイバをマンドレルから取り外した後の状態を示す上面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，３１，３２，４１，４２，４３，５１，５２，６１，６２…基板、２…送信器（発光素子を内蔵した送信器モジュール）、３…受信器（受光素子を内蔵した受信器モジュール）、４…半田、６…ランドパターン、７，８…光ファイバの端部、１０…金属被覆光ファイバ（光ファイバ）、１１…コア、１２…クラッド、１３…光ファイバ裸線（石英系光ファイバ）、１４…樹脂被覆、１５…光ファイバ素線、１６…第１の金属被覆、１７…第２の金属被覆、１８…金属被覆、１９…空隙部、２０，３０，４０，５０，６０…光モジュール（光配線構造）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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