(57)【要約】【課題】  複数の筐体を機構的に接続した構成を持つ携帯機器において、各筐体間の接続部分の厚みを薄くした、携帯性に優れた携帯機器を提供する。【解決手段】  複数の筐体を機構的に接続した構成を持つ携帯機器において、各筐体間の接続部分の厚みを薄くした、携帯性に優れた携帯機器を提供する。第１の筐体と、第１の筐体に設けられた第１のボードと、第２の筐体と、第２の筐体に設けられた第２のボードと、第１の筐体と第２の筐体とを互いの相対的な位置を可変に接続する連結部と、第１のボードと第２のボードとを光配線により接続するための少なくとも１個の光導波路を持つ光導波路フィルムとを備える。【選択図】  図１
2006042307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の筐体と、
前記第１の筐体に設けられた第１のボードと、
第２の筐体と、
前記第２の筐体に設けられた第２のボードと、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを互いの相対的な位置を可変に接続する連結部と、
前記第１のボードと前記第２のボードとを光配線により接続するための少なくとも１個の光導波路を持つ光導波路フィルムとを備える、携帯機器。
【請求項２】
前記連結部は、ヒンジを有し、前記第１の筐体および前記第２の筐体を折り畳み可能に接続する、請求項１に記載の携帯機器。
【請求項３】
前記光導波路フィルムは、前記ヒンジの回転軸に対して斜めに配置されている、請求項１に記載の携帯機器。
【請求項４】
前記光導波路フィルムは、前記第１の筐体と前記第２の筐体との最大開閉角度を３６０°で割った値に相当する螺旋ピッチが前記ヒンジの回転軸に沿った方向の幅以下となる螺旋角を有する、請求項２に記載の携帯機器。
【請求項５】
前記光導波路フィルムは、前記連結部においてあらかじめ曲げられた形状を有する、請求項１に記載の携帯機器。
【請求項６】
前記光導波路フィルムは、
前記第１のボードと接続される第１のサブボードと、
前記第１のサブボードに搭載される受光素子と、
前記第２のボードに接続される第２のサブボードと、
前記第２のサブボードに搭載される発光素子とを含み、
前記発光素子および前記受光素子と光学的に結合される、請求項１に記載の携帯機器。
【請求項７】
前記第１のサブボードは、前記発光素子と前記受光素子の両方を搭載し、
前記第２のサブボードは、前記発光素子と前記受光素子の両方を搭載する、請求項６に記載の携帯機器。
【請求項８】
複数の前記光導波路を有し、
前記第１及び第２のサブボードは、前記発光素子としてアレイ型発光ダイオード及び／又はアレイ型面発光レーザを、前記受光素子としてアレイ型面受光素子を、それぞれ搭載する、請求項６に記載の携帯機器。
【請求項９】
前記光導波路フィルムは、
前記光導波路に対応するコアと、
前記コアを取り囲むように配置されるクラッドとを含む、請求項１に記載の携帯機器。
【請求項１０】
前記クラッドは、
前記コアに対応した形状を持つ溝パターンを有する第１のクラッド層とを含み、
第２のクラッド層と、
前記コアは、前記第１のクラッド層の前記溝パターンに充填された樹脂からなる、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１１】
前記コアと前記クラッドとの間の比屈折率差が５％以上であり、総厚が１００μｍ以下である、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１２】
前記コアは、紫外線硬化樹脂からなる、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１３】
前記クラッドは、シクロオレフィンポリマーからなる、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１４】
さらに、前記コアに沿って配置される電気配線を備え、
前記電気配線は、その一部が前記コアに接することにより前記コアからの光信号の漏れを防止する、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１５】
前記電気配線は、前記光導波フィルムを屈曲させて使用する部分で前記コアに接している、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１６】
前記第１のクラッド層は、接続されるべき素子の位置及び／又は後加工の基準となるマーカを有する、請求項１０に記載の携帯機器。
【請求項１７】
前記コアは、端部に光信号の光路をほぼ９０°折り曲げる反射面を含む、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１８】
さらに、前記コアの入射側及び／又は出射側の端部に光信号を収束する光学素子を備える、請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１９】
前記光学素子は、回折光学素子又はレンズ素子のいずれかである、請求項１８に記載の携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器に関し、特定的には、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital  Assistance）、ノート型パーソナルコンピュータ等の複数の筐体を互いの相対的な位置を可変に接続する連結部を持つ携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ＰＤＡ、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯機器においては、手軽に持ち運ぶために小型、薄型の機器が強く要望されている。そこで、携帯電話やノートパソコン等では、複数の筐体を厚み１０ｍｍ程度のヒンジ部によって折り畳んで携帯性を高めた機器が一般化している。
【０００３】
また、これらの携帯機器の多機能化、高性能化等の進展が目覚ましい。例えば、携帯電話ではメガピクセルを超える画素を持つ撮像素子を備えたカメラの搭載やディスプレイの高精細化、大型化、あるいはテレビ機能の搭載等が急速に進展している。そのため、携帯機器内での信号伝送速度が、ますます高速化している。
【０００４】
携帯電話においては、一般にキー操作部分や制御部を搭載した本体部と、ディスプレイやカメラを搭載した蓋側部とが折り畳みヒンジで結合された構成が一般化している。従来、本体部と蓋側部との信号伝送は数十本以上の同軸線を媒体として電気信号で行われていた。
【０００５】
しかしながら、機器に必要とされる信号伝送速度が高速化していくものの、薄型化への要望を満たすためにヒンジ部のスペースは減少する傾向にあり、同軸線の本数を増やすには限界がある。そのため、結果として伝送できる信号速度に制限を生じていた。また、ヒンジ部の同軸線による電気信号とアンテナとの間で電磁干渉が発生し、通話品質や通話信頼性の上で課題となっていた。
【０００６】
このような課題に対して、本体部と蓋側部との高速信号伝送および大量データ伝送を実現するために、信号伝送に光配線を用いる提案がされている。例えば、特許文献１では筐体間伝送手段として、光ファイバを用いて高速伝送確保と電磁干渉対策を行う例が提示されている。
【０００７】
一方、光配線にフィルム状光導波路を用いて基板間を接続する例が特許文献２や特許文献３に提示されている。特許文献２には、プリント基板から取り出した複数の並列信号をそのまま複数の光信号に変換し、信号数と同数のフィルム状光導波路列を通して伝送するものが示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、ポリイミドフィルム上に光導波路のコア部とクラッド層、および金属配線を形成し、フレキシブルの電気・光配線フィルムを作製する。これを用いて電気・光配線基板上に搭載された電気・光素子間を接続するものが示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４４２９５号公報（第４頁、図１、図２）
【特許文献２】特開平０１−１６６６２９号公報（第２〜３頁、第１図、第２図）
【特許文献３】特開平０６−２２２２３０号公報（第３〜５頁、図２、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１においては、光ファイバを用いる例が開示されているものの光ファイバがガラス製の場合では曲げ半径が小さいと破断により断線を生じる。一方、柔軟性のあるプラスチック製の光ファイバでは径が太いため、ヒンジ部の曲げ半径が小さい場合、屈曲により光の閉じ込めができなくなってしまう。つまり、折り畳み部分を閉じた場合、あるいは折り畳み途中の状態では高速伝送ができなくなってしまい、機器を使う上で大きな制約を生じる。なお、光量損失を少なくするために、大きな曲げ半径でプラスチック製のファイバを屈曲させると、結果的に折り畳み時の厚みが厚くなり、携帯性に支障を生じる。
【００１０】
また、特許文献２、特許文献３においてはフィルム状光導波路がフレキシブルであることを利用して高さや位置の異なるボード間を接続することに主眼をおいており、携帯機器のように曲げ半径が５ｍｍ以下になるくらい極端にフィルム状光導波路を屈曲させたり、折り畳んだりすることは想定していない。さらに、いずれの特許文献においてもベースフィルムにフィルム状光導波路を形成しており、ベースフィルムとフィルム状光導波路層の総厚は厚くなり曲げ半径を小さくして屈曲させると光量損失が増大する。
【００１１】
また、携帯機器は、一方の筐体にバッテリーなどの電源を配置し、他方の筐体へ電源電圧を供給することにより、他方の筐体内の装置を駆動している。ところが、特許文献１は、光ファイバからなる信号線を用いて筐体間を接続することは述べているが、筐体間の電源電圧の供給は言及されていない。したがって、特許文献１に記載された信号線を携帯機器に応用する場合、光ファイバとは別に金属配線を設ける必要があった。したがって、全体としてみた場合、連結部の薄型化を達成することができなかった。
【００１２】
本発明の目的は、複数の筐体を機構的に接続した構成を持つ携帯機器において、各筐体間の接続部分の厚みを薄くした、携帯性に優れた携帯機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、以下の携帯機器により達成される。第１の筐体と、第１の筐体に設けられた第１のボードと、第２の筐体と、第２の筐体に設けられた第２のボードと、第１の筐体と第２の筐体とを互いの相対的な位置を可変に接続する連結部と、第１のボードと第２のボードとを光配線により接続するための少なくとも１個の光導波路を持つ光導波路フィルムとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の筐体を機構的に接続した構成を持つ携帯機器において、各筐体間の接続部分の厚みを薄くした、携帯性に優れた携帯機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る携帯機器の概略構成図である。図１（ａ）は、携帯機器の概観図であり、図１（ｂ）は、第１の筐体と第２の筐体の連結部における光導波路フィルムの配置を説明する概念図である。なお、光導波路フィルムの配置を明確に示すために、実際上は連結部を覆う外装があるが、同図Ｂを含めたすべての図面において、外装は省略されている。
【００１６】
また、以下では、携帯機器として一般的な携帯電話を例に説明するが、開閉自在なノート型パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の携帯機器も基本的な構造は同様である。
【００１７】
図１（ａ）において、第１の筐体１００と第２の筐体１１０が、開閉自在なヒンジを持つ連結部１２０によって連結されている。第１の筐体１００には第１のボード１３０を備え、第２の筐体１１０には第２のボード１４０を備えている。ここで、第１のボード１３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）素子やＥＬ（Electro-luminescence）素子からなる表示部１５０と、マイクやスピーカ等からなる音声部と、カメラ部と、制御部と、電源部と、受光／発光素子等とから構成される。また、表示部１５０、音声部及びカメラ部等を複数個、同一面または表裏面に設けることもできる。第２のボード１４０は、キー操作部と、制御部と、音声部と、電源部と、受光／発光素子等とから構成される。
【００１８】
なお、図１（ｂ）に示すように、第１の筐体１００の第１のボード１３０と第２の筐体１１０の第２のボード１４０は、連結部１２０を介して曲げ半径５ｍｍ程度でも光信号を
損失なく伝達できる連結部１２０と略直角に配置された光導波路２１０を有する光導波路フィルム２００で光配線されている。
【００１９】
以下に、実施の形態１の光配線に用いられる光導波路フィルム２００の構成について説明する。図２は、実施の形態１の携帯機器に用いられる光導波路フィルム２００の構成図である。図２（ａ）は光導波路フィルム２００の上面図、図２（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、光導波路フィルム２００は、第１のクラッド層２２０と第２のクラッド層２３０を貼り合わせ、第１のクラッド層２２０に形成された溝２４０にコア材料を埋め込んだコア２５０とで構成される。ここで、コア２５０とコア２５０の周囲を取り囲む第１のクラッド層２２０と第２のクラッド層２３０の一部から構成される部分、点線で示す部分を光導波路２１０とし、コア２５０と第１のクラッド層２２０と第２のクラッド層２３０とで構成される全体を光導波路フィルム２００と定義し、以下においても同様とする。また、実施の形態１では、第１のクラッド層２２０と第２のクラッド層２３０はいずれも、屈折率約１．５を有する熱可塑性樹脂のシクロオレフィンポリマーからなっている。
【００２１】
シクロオレフィンポリマーとしては、例えば、日本ゼオン社製シクロオレフィン樹脂「ゼオネックス（登録商標）」、ＪＳＲ社製脂環式ポリオレフィン樹脂「アートン（登録商標）」、三井化学社製環状ポリオレフィン樹脂「アペル（登録商標）」等がある。これらの樹脂は、従来の光学樹脂であるアクリル樹脂、ポリカーボネートに比較して、透明性も高く、複屈折が低いという優れた光学特性と、低吸湿性、高耐熱性を有するため、信頼性の高い光導波路２１０を備えた光導波路フィルム２００を形成することができる。また、コア２５０の材料としては、例えば、エポキシ系やアクリル系の紫外線硬化樹脂等を用いることができる。
【００２２】
以下に光導波路フィルム２００の製造方法について説明する。なお、光導波路フィルム２００の製造方法は、これに限られるものではない。まず、コア２５０となる溝２４０を形成するために表面に凸形状が形成された型等を作製する。型材料としてはニッケルやシリコン、あるいは石英等が使用できる。
【００２３】
特に光量損失の少ない光導波路２１０を作製する場合には、ニッケル等のメタル母材で、電鋳により作製した型を用いることが好ましい。また、シリコンや石英の型の場合、エッチングを用いて加工することができる。
【００２４】
次に、第１のクラッド層２２０となるシクロオレフィンポリマーのフィルムシートをヒータ上にセットし、約１５０℃〜２５０℃程度に加熱して軟化させた後、ニッケルの型をフィルムシートに押し付けて凸形状を転写する。これにより、シクロオレフィンポリマーフィルムシートの表面にコア２５０に相当する溝２４０形状が形成される。
【００２５】
次に、この溝２４０形状を埋め込むように紫外線硬化樹脂を塗布して、コア２５０を形成する。なお、光導波路２１０の光閉じ込めに重要なコア２５０の屈折率は、紫外線硬化樹脂の材料によって変えることができる。例えば、光学用途の透明なエポキシ系紫外線硬化樹脂では、イオウ等の含有量を増やすことにより屈折率を上げることができる。反対に、フッ素等の含有量を増やすことにより屈折率を下げることができる。つまり、紫外線硬化樹脂材料の組成を変更することにより、屈折率１．５〜１．７程度まで任意に調整することができる。従って、第１のクラッド層２２０と第２のクラッド層２３０に、屈折率１．５のシクロオレフィンポリマーを用いた場合には、コア２５０の屈折率に対する比屈折率差が０〜十数％の範囲で調整できる光導波路２１０を備えた光導波路フィルム２００を
形成できる。なお、コア２５０材料として屈折率の大きい紫外線硬化樹脂を用いれば、実現可能な比屈折率差の範囲をさらに広げることができる。
【００２６】
次に、シクロオレフィンポリマーのフィルム状シートからなる第２のクラッド層２３０を第１のクラッド層２２０に貼り合わせることによって光導波路２１０を備えた光導波路フィルム２００が作製される。この場合、必要に応じて第２のクラッド層２３０を貼り合わせる前に溝２４０からあふれた紫外線硬化樹脂を取り除いておいてもよい。また、紫外線硬化樹脂を第２のクラッド層２３０の貼り合わせ面に塗布し、貼り合わせてもよい。
【００２７】
なお、上記では、１本の光導波路２１０を有する光導波路フィルム２００の製造方法で説明したが、複数本の光導波路２１０を有する光導波路フィルムも同様に作製できる。また、光導波路フィルム２００の厚み（図２のｔ）は、開閉自在の携帯電話等の情報機器においては、曲げによる光信号の伝送損失を低減するための重要な要素である。つまり、以下で説明するように、曲げた場合、光導波路フィルム２００に生じる曲げ応力によりコア２５０やクラッドの屈折率が変化し、それらの比屈折率差が変わるため、光の漏れによる光量損失が発生する。そこで、曲げ応力による光量損失を小さくするためには、光導波路フィルム２００を薄型に形成することが効果的である。
【００２８】
なお、実施の形態１の携帯機器に用いられる光導波路フィルム２００の厚みは、例えばコア２５０の大きさを５０μｍの正方形断面とする場合には、第１のクラッド層２２０のフィルムシートの厚みを８０μｍ、第２のクラッド層２３０のフィルムシートの厚みを十数μｍ程度で形成できる。なお、光導波路フィルム２００の厚みは、第１のクラッド層２２０と第２のクラッド層２３０を貼り合わせた後、コア２５０が極端に変形しない程度のプレスによっても薄型化できる。また、光導波路フィルム２００の厚みの下限については、コア２５０の大きさに応じて変化する。しかし、コア２５０に閉じ込められて伝搬する光信号は、実際にはコア２５０の周辺のクラッド部分にも光が漏れており、クラッドが薄すぎると光量損失の原因となる。そのため、コア２５０の周囲のクラッドは１０μｍ以上の厚みが好ましい。従って光導波路フィルム２００の膜厚としては厚みの上下方向を考慮して、コア２５０の大きさ＋２０μｍ以上が好ましい。
【００２９】
上記条件を満たせば、フィルム厚みを極薄のものから厚いものまで、さらに、コアとクラッドの比屈折率差等を任意に選択できる光導波路フィルム２００を作製できる。また、コア２５０の大きさによって、マルチモードはもちろんシングルモード用の光導波路２１０をも作り込むことも可能である。
【００３０】
以上述べたように、携帯機器の薄型化には、連結部１２０で折り曲げられる光導波路フィルム２００の光量損失をいかに低減できるかが重要である。そこで、光導波路フィルム２００の折り曲げに対する光量損失について評価した。評価方法は、図３のように光導波路２１０を備えた光導波路フィルム２００を１８０゜まで曲げた状態において、光導波路フィルム２００の厚みおよびコアとクラッドとの比屈折率差をパラメータとし、光導波路フィルム２００の曲げ半径×２と光導波路フィルム２００を伝送する相対光量損失の関係により評価した。なお、曲げ半径×２の定義は、図３に示す通りであり、折り曲げ部分の厚みに相当する。
【００３１】
図４は、光導波路フィルム２００の厚み（ｔ）を１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍとした時の曲げ半径×２と相対光量損失の関係（比屈折率差は５％に固定）を示している。図５は、光導波路フィルム２００の比屈折率差を４％、５％、６％とした時の曲げ半径×２と相対光量損失の関係（総厚は１００ミクロンに固定）を示している。なお、光量損失は、光導波路フィルム２００を折り曲げずに測定した場合に対する相対値で示している。
【００３２】
図４より、光導波路フィルム２００が厚くなるにつれて同じ曲げ半径でも曲げによる光量損失は増大することがわかる。また、図５より光導波路フィルム２００のコアとクラッドの比屈折率差が大きくなるにつれて同じ曲げ半径でも光量損失が低減することがわかる。
【００３３】
なお、一般的に、曲げによる光導波路フィルム２００の光量損失のメカニズムは、以下の２つが考えられる。
１）曲げ応力による材料歪みによるコア、クラッドの屈折率の変化による損失
２）光の直進する特性に起因し、曲げ半径に依存して光がコアから漏れることによる損失
【００３４】
図４のように光導波路フィルム２００の厚みが厚くなるにつれて光量損失が増大する理由は、上記１）に起因すると考えられる。つまり、光導波路フィルム２００の厚みが厚いほど曲げ半径が同じ場合、大きな曲げ応力が光導波路フィルム２００の曲げられる部分に発生する。そのため、構成材料が歪むことによる光弾性効果によってコア、クラッドの屈折率が変化し、比屈折率差が小さくなるために光導波路２１０内への光閉じ込め効果が低減することによるものと考えられる。
【００３５】
一方、比屈折率差が小さいほど曲げ半径が同じ場合でも光量損失が増大する理由は、主に上記２）に起因すると考えられる。つまり、比屈折率差が大きければ光導波路２１０を伝播する光はコア２５０内に強く閉じ込められるため、曲げ半径が小さい場合でもコア２５０内に光を閉じ込めて光量損失なく伝搬できる。
【００３６】
よって、実施の形態１の折り畳み型の携帯機器においては、例えばコアとクラッドの比屈折率差としては５％以上で、かつコア２５０を５０μｍの正方形断面として１００μｍの厚みを有する光導波路フィルム２００を形成し、第１の筐体１００と第２の筐体１１０とを連結部１２０を介して光配線することにより、折り畳み時の厚みが８ｍｍ（曲げ半径４ｍｍ）でも光量損失のない信号伝送を実現できる。
【００３７】
なお、光導波路フィルム２００の総厚を１００μｍ以下にできる理由は、光導波路フィルム２００の作製にベースフィルムを用いる必要がなく、数十μｍ程度の薄い樹脂シートから直接プレスにより作製できることによるものである。
【００３８】
この構成により、実施の形態１の携帯機器は、折り畳み時の機器の厚みを薄型化できる。また、第１の筐体１００と第２の筐体１１０間とを光導波路２１０を備えた光導波路フィルム２００により光配線するため高速伝送が可能となり、表示部・カメラ部等の多機能、高性能化に有利である。さらに、光配線であるため電磁ノイズが発生しない、あるいは信号伝送が電磁ノイズに影響されないので光配線近くにアンテナを配置しても全く問題を生じない。
【００３９】
図６は実施の形態１に係る携帯機器に用いる別の例の光導波路フィルム２００の断面図である。実施の形態１の光導波路フィルム２００に、受光素子３００を搭載した第１のサブボード３１０と、発光素子３２０を搭載した第２のサブボード３３０とから構成されるものである。ここで、受光素子３００や発光素子３２０は、フリップチップ実装、あるいはワイヤボンディングで第１のサブボード３１０、第２のサブボード３３０上に実装され、光導波路フィルム２００の光導波路２１０と受光素子３００や発光素子３２０が、使用波長に対しては少なくとも透明な接着剤で固定されている。
【００４０】
なお、受光素子３００や発光素子３２０に付帯する回路、例えば駆動回路や信号増幅回路等は、各サブボード上や各ボード上のどちらに設けても構わない。また、各サブボードや各ボードの基板材料としては、光導波路フィルム２００を介してＧｂｐｓ以上の高速伝送を可能とするために、ガラスエポキシ基板（ＦＲ４）やセラミック基板等の高周波用の回路基板を用い、この上に駆動回路、信号増幅や信号処理回路を設ける方が好ましい。
【００４１】
以下に、実施の形態１に係る携帯機器に用いる別の例の光導波路フィルム２００の作製方法を説明する。まず、第１のサブボード３１０に受光素子３００、第２のサブボード３３０に発光素子３２０を実装する。
【００４２】
次に、光導波路フィルム２００と発光素子３２０と受光素子３００を使用波長においては少なくとも透明な接着剤で固定する。この方法により、光導波路フィルム２００は半田リフロー工程を通らないため、携帯機器として使用される環境変化に耐えうる耐熱性を備えていればよい。つまり、光導波路フィルム２００材料として、汎用の熱可塑性材料を用いることができため、高耐熱性を持つ高価なフッ素化ポリイミドや無機と有機のハイブリッド材料等を用いる必要がない。
【００４３】
なお、図６では、第１のサブボード３１０に受光素子３００を、第２のサブボード３３０に発光素子３２０を搭載する構成を示したが、第１のサブボード３１０と第２のサブボード３３０のそれぞれに受光素子３００や発光素子３２０の組を少なくとも１組以上搭載する構成としてもよい。この場合、光導波路フィルム２００の光導波路２１０の入出力部を分岐構造として、受光素子３００および発光素子３２０を切り替えて入出力する必要がある。
【００４４】
この構成により、第１のサブボード３１０上の発光素子３２０から出た光信号を第２のサブボード３３０の受光素子３００へ導き、逆に第２のサブボード３３０上の発光素子３２０から出た光信号を第１のサブボード３１０上の受光素子３００へ導くように光導波路フィルム２００の光導波路２１０を配置すれば、入出力の光導波路２１０を切り替えることにより双方向の通信が可能となる。
【００４５】
また、第１のサブボード３１０と第２のサブボード３３０のそれぞれに異なる波長の発光素子３２０を搭載し、波長多重で双方向通信する構成としてもよい。この構成により、１本の光導波路２１０で双方向通信を可能とすると共に、光配線のスペースを小さくできるため、限られたスペースしか許されない携帯機器への搭載に対して有効である。
【００４６】
また、図７に示すように、第１のサブボード３１０と第２のサブボード３３０に電気コネクタ３４０、３５０をそれぞれ備える構成とすることもできる。この構成により、第１のボード１３０、第２のボード１４０と第１のサブボード３１０、第２のサブボード３３０が電気コネクタ３４０、３５０を介して自由に着脱可能に接続できるため、リペア性に優れた携帯機器としての利便性が高い。なお、図７では、電気コネクタ３４０、３５０を第１のサブボード３１０、第２のサブボード３３０上の裏面に配置した構成で示したが、発光素子３２０や受光素子３００と同じ側に設けてもよい。
【００４７】
また、受光素子３００と発光素子３２０を、面受光型の受光素子や面発光型のダイオードやレーザ等の発光素子で構成してもよい。例えば、面発光型の発光素子の１つである面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒｓ）は低電流駆動、高速駆動が可能であり、アレイ化も容易であるため数Ｇｂｐｓ〜数十Ｇｂｐｓの光伝送を低消費電力で実現することができる。この構成により、端面型の発光素子や端面型の受光素子に比べて、光導波路２１０との位置合わせ精度が１桁程度緩和できるため実装コストを低減することができる。
【００４８】
図８は実施の形態１に係る携帯機器に用いる別の例の光導波路フィルム２００の上面図である。実施の形態１の光導波路フィルム２００に複数本の光導波路２１０からなる第１の光導波路群３６０と第２の光導波路群３７０を設けたものである。また、第１のサブボード３１０上にはアレイ型の発光ダイオード（ＬＥＤ）３８０とアレイ型のフォトダイオード４００が搭載され、第２のサブボード３３０上にもアレイ型の発光ダイオード３９０とアレイ型のフォトダイオード４１０が搭載されて構成される。そして、第１の光導波路群３６０は第１のサブボード３１０から送信される光信号をパラレルで伝送し、第２の光導波路群３７０は第２のサブボード３３０から送信される光信号をパラレルで伝送する。
【００４９】
この構成により、第１の筐体１００と第２の筐体１１０間での双方向の信号伝送をパラレル伝送で行うことができる。これにより、１）パラレルの電気信号をそのまま光信号に変換するだけで伝送できる。つまり、パラレル・シリアル変換を行う必要がない。２）光源として高速な受光素子・発光素子を必要でないため、安価な受光素子・発光素子のチップを用いることにより低コスト化が可能である。３）光導波路２１０で光信号を閉じ込めているため、双方向伝送時に高い光アイソレーションができる等の優れた効果を有する携帯機器を実現できる。
【００５０】
図９は実施の形態１に係る携帯機器に用いる別の例の光導波路フィルム２００の説明図である。実施の形態１の第１のクラッド層２２０に位置決め用マーカ４２０および位置決め用窪み部４３０を設けたものである。つまり、図９（ａ）の第１のクラッド層２２０の上面透視図に示すように、ミラー４４０形成用の位置決め用マーカ４２０および発光素子や受光素子あるいはレンズ系等を備えた受光素子や発光素子と光導波路との位置決め用窪み部４３０を、第１のクラッド層２２０に溝２４０パターンを形成する時に一体に設けるものである。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ’断面図を示している。
【００５１】
さらに、図９（ｃ）は、位置決め用マーカ４２０を用いて、ブレード加工法によりミラー４４０を形成し、位置決め用窪み部４３０に発光素子３２０を配置した光導波路フィルム２００の断面図である。そして、図９（ｄ）は、図９Ｃの構成において、光導波路とミラー４４０の間に、球面または非球面のレンズ４５０や回折格子等を配置した場合の断面図である。
【００５２】
これにより、ミラー４４０、受光素子３００や発光素子３２０と光導波路との位置合わせを簡略化し実装コストを低減できる。また、光導波路と受光素子３００や発光素子３２０とをレンズ４５０等により高効率に光結合することが可能になると共に、位置ずれに対する許容範囲を拡大できる。
【００５３】
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２に係る携帯機器の概略構成図である。図１０（ａ）は携帯機器の概観図であり、図１０（ｂ）は、第１の筐体１００と第２の筐体１１０を光配線する連結部１２０における光導波路フィルム２００の配置を説明する概念図である。実施の形態１とは、光導波路フィルム２００の少なくとも光導波路２１０が、連結部１２０の回転軸１６０に対して斜めに配置される点で異なる以外は、同様の構成である。
【００５４】
実施の形態２は、実施の形態１に係る携帯機器のさらなる薄型化を実現するものである。以下にその理由を説明する。表１は、連結部１２０の回転軸１６０と光導波路２１０との螺旋角Φ（図１１（ａ）参照）に対して、光導波路フィルム２００の厚みをパラメータとして、光導波路フィルム２００の曲げにより発生する相対光量損失を示している。なお、相対光量損失は、図３で定義した曲げ半径×２を３ｍｍ（曲げ半径は１．５ｍｍ）、コアとクラッドとの非屈折率差を５％と一定条件の下、光導波路フィルム２００を曲げない状態の光量を基準とした相対値で示している。
【表１】
2006042307.tif 000003
【００５５】
表１より、第１の筐体１００と第２の筐体１１０とを図１（ａ）に示すように、螺旋角Φが９０°、光導波路フィルム２００の厚みが１００μｍの場合、連結部１２０の直径（曲げ半径×２）を３ｍｍとすると、最大１ｄＢの光量損失を生じる。そのため、光量損失なく光信号を伝送するには、実施の形態１の図４、図５で示したように、連結部１２０の直径（曲げ半径×２）を少なくとも８ｍｍ程度にしなければならない。
【００５６】
一方、螺旋角Φを、例えば４５°とすれば、連結部１２０の直径（曲げ半径×２）を３ｍｍとしても光量損失はほとんどなく、さらなる携帯機器の薄型化を実現できる。しかし螺旋角Φを小さくすることは、連結部１２０を横切って第１の筐体１００と第２の筐体１１０を接続する光導波路フィルム２００が長くなり、結果的に携帯機器の幅を大きくするため現実的でない。例えば、携帯電話においては、その幅は４０ｍｍ程度であり、第１の筐体１００と第２の筐体１１０の最大開閉角を１８０°として逆算すると螺旋角Φは、６．７°程度が限界となる。
【００５７】
以下に、実用的な螺旋角Φと携帯機器の連結部１２０の幅Ｗと半径Ｒとの関係を明確にする。一般的に、円柱形の連結部１２０に光導波路フィルム２００を斜めに配置し、折り畳む場合、光導波路フィルム２００は、半径Ｒを有する連結部１２０に対して、図１１（ａ）、Ｂに示すように螺旋角Φで螺旋状に曲げられる。その時、光導波路フィルム２００は、連結部１２０の幅Ｗが、携帯機器の最大開閉角度を３６０°で割った値に相当する螺旋ピッチとなる螺旋角Φを最小角度として曲げられることになる。例えば最大開閉角度が１８０°の場合、連結部１２０の幅Ｗは０．５ピッチに、１５０°の場合は０．４２ピッチに相当する。つまり、それ以下の螺旋角Φでは、連結部１２０の幅Ｗを超えるため、第１の筐体１００と第２の筐体１１０を接続できなくなり実用的でない。また、螺旋角Φの上限は、実施の形態１に示すように９０°となる。
【００５８】
そして、連結部１２０の半径Ｒ、連結部１２０の幅Ｗ、ピッチλ＝２πｂ（０．５ピッチの場合：２Ｗ）の螺旋の場合、螺旋角Φおよび螺旋の長さＳ（最小の光導波路長に相当する）とすれば、以下の（数１）と（数２）を用いて、携帯機器の形状に応じて最適に設計することができる。
【数１】
2006042307.tif 000004
【数２】
2006042307.tif 000005
【００５９】
例えば、連結部１２０の幅Ｗ＝４０ｍｍ、連結部１２０の半径Ｒ＝１．５ｍｍの円柱とし、０．５ピッチで接続されると仮定すれば、Φ≒６．７°、Ｓ≒４０．３ｍｍとなる。この場合、表１に示す相対光量損失から、光導波路フィルム２００の厚みが２００μｍでも損失なく光信号の伝達をできることがわかる。
【００６０】
以上述べたように、連結部１２０の回転軸１６０に対して、光導波路フィルム２００を斜めに配置することにより、光導波路フィルム２００の厚みが薄い場合、より連結部１２０の半径を小さくできるため、携帯機器のより薄型化を可能とする。また、連結部１２０の半径を現状（５ｍｍ）程度とすれば、厚みの厚い光導波路フィルム２００を用いることができるため、低コストで量産性に優れる携帯機器を実現できる。
【００６１】
なお、図１２（ａ）に示す光導波路フィルム２００を斜めに配置し携帯機器において、図１２（ｂ）のＡ部拡大図に示すように、光導波路フィルム２００の複数本の光導波路２１０に対して、直交する方向にアレイ型面発光素子やアレイ型面受光素子を配置する構成としてもよい。これにより、図１１に示すような光導波路フィルム２００の回転軸１６０に対する螺旋角Φに応じて、アレイ型面発光素子やアレイ型面受光素子の素子ピッチを変える必要がない。そのため、従来の光ファイバ列との結合に用いられる安価で量産性に優れたアレイ型面発光素子やアレイ型面受光素子のチップを活用できるので携帯機器の低コスト化を実現できる。
【００６２】
（実施の形態３）
図１３は、実施の形態３に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの形状を説明する透視斜視図である。実施の形態１とは、連結部１２０の開閉近傍における光導波路フィルム２００の形状が、あらかじめ曲げられた曲げ形状４６０で形成されているものであり、他の構成は同様である。
【００６３】
実施の形態３は、実施の形態１に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルム２００の曲げ応力による光量損失をさらに低減するものである。以下にその理由を説明する。実施の形態１で述べたように、曲げによる光量損失のメカニズムは、曲げ応力に起因する材料歪みによって、コア、クラッドの比屈折率差の変化により発生するものである。つまり、携帯機器の折り畳み動作により、例えば開いた状態の光導波路フィルム２００の応力を最小とすれば、折り畳まれた状態（１８０°折り曲げ時に相当）で最大の応力が発生することになる。
【００６４】
そこで、あらかじめ曲げられた曲げ形状４６０で形成された光導波路フィルム２００を、携帯機器の第１の筐体１００と第２の筐体１１０との光配線に用いることにより、上記最大の曲げ応力を下げることができるものである。つまり、あらかじめ曲げられた曲げ形状４６０での光導波路フィルム２００の応力が最小となるため、曲げられた位置を中心に開閉動作を行っても、上記最大の曲げ応力を超えることはない。例えば、実施の形態２の表１において、厚み２００μｍの光導波路フィルム２００を用い、螺旋角Φ４５°で折り畳んだ場合の相対光量損失は最大０．８ｄＢである。一方、実施の形態３により開閉角Ψを９０°で作製され曲げられた曲げ形状４６０の光導波路フィルム２００を用いて折り畳んだ場合、相対光量損失は０ｄＢであり、曲げ応力の緩和に充分な効果があることを確認している。
【００６５】
ここで、曲げられた曲げ形状４６０は、特に限定されないが、使用頻度の高い開閉位置での形状が好ましい。例えば、携帯電話の場合、通常第１の筐体１００と第２の筐体１１０とが開けられた状態での使用頻度高いため、第１の筐体１００と第２の筐体１１０との開閉角Ψが、１４５°〜１７５°に曲げられた曲げ形状４６０が好ましい。また、ノートパソコンやＰＤＡでは、第１の筐体１００と第２の筐体１１０との開閉角Ψが９０°〜１５０°に曲げられた曲げ形状４６０が好ましい。
【００６６】
以下に、あらかじめ曲げられた曲げ形状４６０を有する光導波路フィルム２００の作製方法について説明する。実施の形態１で述べたように、まず、例えば第１のクラッド層２２０となるシクロオレフィンポリマーのフィルムシートをヒータ上にセットし、約１５０〜２５０℃程度に加熱して軟化させた後、曲げ形状をしたニッケルの型をフィルムシートに押し付けて凸形状を転写する。これにより、曲げ形状４６０をしたシクロオレフィンポリマーフィルムシートの表面にコア２５０に相当する溝２４０形状が形成される。
【００６７】
次に、この溝２４０形状を埋め込むように紫外線硬化樹脂を塗布しコア２５０を形成する。次に、シクロオレフィンポリマーのフィルム状シートからなる第２のクラッド層２３０を第１のクラッド層２２０に貼り合わせることによって光導波路２１０を備えた曲げ形状４６０を有する光導波路フィルム２００が作製される。
【００６８】
この構成により、使用頻度の高い位置での形状で光導波路フィルム２００が形成されているため、通常の使用状態では、光導波路フィルム２００に応力が発生しない。そのため、コアとクラッドとの比屈折差の低下による光量損失がなく、通信品質を劣化させずに信号伝送ができる携帯機器を実現できる。
【００６９】
また、実施の形態３を、実施の形態２に係る光導波路フィルム２００に適用し、曲げられた曲げ形状４６０を有する光導波路フィルム２００を第１の筐体１００と第２の筐体１１０を連結する連結部１２０に対して斜めに配置する構成としてもよい。この構成により、光量損失をさらに低減できると共に、さらなる薄型化を実現した携帯機器を提供できる。
【００７０】
なお、上記各実施の形態では、第１の筐体１００と第２の筐体１１０を光導波路フィルム２００だけで接続する構成で述べたが、低速の信号を伝送するために通常の同軸線等の金属配線を光導波路フィルム２００に設けたり、または別のフレキシブル配線等で接続する構成としてもよい。この構成により、第１の筐体１００か第２の筐体１１０に設けられた制御回路や電源等を共用することができる。
【００７１】
また、低速で電磁干渉の少ない信号の場合は金属配線だけで行い、画像情報等の高速で大容量の信号を伝送する場合には光導波路フィルム２００を用いた光配線で行う構成としてもよい。
【００７２】
また、上記各実施の形態において、光伝送距離が問題とならない範囲内で螺旋状の光導波路フィルムを用いる構成としてもよい。また、第１の筐体１００と第２の筐体１１０を折り畳んだ形状で形成された光導波路フィルムと使用頻度の高い曲げ位置の形状で形成された光導波路フィルムを貼り合わせて、使用位置に応じて、光導波路を切り替える構成とした光導波路フィルム構成としてもよい。これにより、使用状態での光導波路フィルムに生じる曲げ応力が緩和され、光量損失を低減した携帯機器を実現できる。
【００７３】
また、図１４（ａ）に示すように、上記各実施の形態を開閉方向の第１の連結部４７０と第１の筐体１００または第２の筐体１１０を回転させる第２の連結部４８０を有する携帯電話等の情報機器に適用してもよい。この場合、例えば、図１４（ｂ）に示すように、光導波路フィルム２００を斜めに配置する角度が小さくできないので、厚みの薄い光導波路フィルム２００が好ましい。
【００７４】
（実施の形態４）
図１５は、実施の形態４に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの構成図である。図１５（ａ）は上面図、図１５（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、図１５（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図である。
【００７５】
光導波路フィルム５１０は、第１のクラッド層５１１と、第２のクラッド層５１２と、コア５１３と、金属配線５１４とを備える。第１のクラッド層５１１と第２のクラッド層５１２とが貼り合わされて、コア５１３の周囲を囲むように配置され、クラッド５１５を構成する。なお、第１のクラッド層５１１と第２のクラッド層５１２とは、いずれも可視光に対して透明であるので、図１５（ａ）は透過図として記載されている。コア５１３は、第１のクラッド層５１１に形成された溝パターンに樹脂材料を埋め込んで形成される。第２のクラッド層５１２には、光信号が伝送される方向に沿って、金属配線５１４が形成されている。金属配線５１４は、Ａ−Ａ’断面部分ではコア５１３に直接的に接しているが、Ｂ−Ｂ’断面部分ではコア５１３から離れた位置に配置されている。
【００７６】
コア５１３は、エポキシ系の紫外線硬化樹脂からなる。また、第１のクラッド層５１１と第２のクラッド層５１２とはいずれも、屈折率約１．５の熱可塑性樹脂のシクロオレフィンポリマーからなる。熱可塑性樹脂のシクロオレフィンポリマーとしては、日本ゼオン社製シクロオレフィン樹脂「ゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ（登録商標））」、ＪＳＲ社製脂環式ポリオレフィン樹脂「アートン（登録商標）」、三井化学社製環状ポリオレフィン樹脂「アペル（登録商標）」などを用いることが出来る。
【００７７】
以上のように構成において、コア５１３の一方端から光信号を入射すると、光信号は、コア５１３内部に閉じこめられて伝搬する。光信号は、コア５１３内部を伝搬して他方端に到達し、他方端から出射する。なお、光信号は、半導体レーザなどの発光素子からコア５１３へ供給してもよいし、コア５１３から離れた位置にある発光素子から光ファイバ等で供給してもよい。また、光信号は、コア５１３からフォトダイオードなどの受光素子へ導光してもよいし、コア５１３から離れた位置にある受光素子へ光ファイバ等で供給してもよい。また、光導波路フィルム５１０は、コア５１３を伝搬する光信号とは別に、金属配線５１４により電気的な接続線として使用可能である。例えば、携帯情報機器の筐体間接続に光導波路フィルムを用いた場合、片側の筐体に電源を備えていれば、もう一方の筐体に電源がなくても金属配線を用いて電源供給を行うことができる。
【００７８】
次に、光導波路フィルム５１０を屈曲させた際の光信号の損失について図１６乃至図１８を用いて説明する。図１６は、光導波路フィルムを屈曲させた際の曲げ半径の定義を示す模式図である。図１６において、光導波路フィルム５１０は、１８０°屈曲しており、屈曲している部分に金属配線５１４が位置している。図１６のように、光導波路フィルム５１０を１８０゜屈曲させ、屈曲させた際の光導波路フィルム５１０の総厚を、曲げ半径×２と定義する。測定結果を、図１７及び図１８のグラフに示す。図１７は、光導波路フィルム５１０の厚みを１００ミクロン、１５０ミクロン、２００ミクロンの３段階に変化させたときの曲げ半径と相対光損失の関係（比屈折率差は５％に固定）を示すグラフである。図１８は、光導波路フィルム５１０の比屈折率差を４％、５％、６％の３段階に変化させたときの曲げ半径と相対光損失の関係（総厚は１００ミクロンに固定）を示すグラフ（白い記号で記載）である。また、比較のため、図４および図５で示した金属配線がない場合の曲げ半径と相対光損失の関係を同一のグラフに重ねて示す（黒い記号で記載）。
【００７９】
図１７及び図１８において、縦軸はともに、光導波路フィルム５１０を屈曲させた場合の光信号の損失を、屈曲させずに測定した場合に対する光信号の損失の増加分として表した光損失である。図１７より、光導波路フィルム５１０が厚くなるにつれて、同じ曲げ半径の屈曲による光損失が増大することがわかる。また、図１８より、光導波路フィルム５１０のコア５１３とクラッド５１５と間の比屈折率差が大きくなるにつれて、同じ曲げ半径の光損失が低減することがわかる。また、図１７及び図１８において、すべてのレベルにおいて、金属配線を設けたときの方が、金属配線を設けなかったときよりも、光損失が小さくなっていることがわかる。
【００８０】
屈曲させた場合に光損失が発生するメカニズムとしては、（１）曲げ応力による材料歪みによるコア及びクラッド屈折率の変化（光弾性効果）に基づく効果、（２）光は直進する性質を持っているので、曲げ半径が小さくなると光がコアからリークする効果、の２点が考えられる。図１７のように光導波路フィルムの厚みが厚くなるにつれて光損失が増大する理由は、主に（１）の理由であると考えられる。第２のクラッド層５１２及び第１のクラッド層５１１のフィルム厚みが厚いほど同じ曲げ半径で曲げると曲げ応力が発生するからである。材料が歪むことによる光弾性効果によって、コア５１３及びクラッド５１５の屈折率が変化し、光信号を閉じこめる効果が失われるものと考えられる。一方、比屈折率差が小さいほど同じ曲げ半径でも光損失が増大する理由は、主に（２）の理由であると考えられる。比屈折率差が大きければ、伝送する光信号はコア内に強く閉じこめられ、急な曲げ半径でコアが曲がっていても伝搬しやすくなる。すなわち、小さい曲げ半径でも光信号は、ロスなく伝達することになる。
【００８１】
折り畳み型の携帯情報機器において、折り畳み時の厚みが１０ｍｍレベルのものが要望されている。さらに、折り畳み時でも筐体同士の信号伝送が滞りなく行えることが要望されている。光導波路フィルム５１０をこのような携帯情報端末に搭載する場合、曲げ半径×２の値は、屈曲性を確保するために、８ｍｍ以下が望ましい。このことより、光導波路フィルム５１０は、厚みとして１００ミクロン以下、コアとクラッドの比屈折率差として５％以上にする必要がある。
【００８２】
実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルム５１０は、厚みとして１００ミクロン以下、コアとクラッドの比屈折率差として５％以上を達成している。この特性が可能であるのは、光導波路フィルム５１０が、ベースフィルムを用いずに、薄い樹脂シートを直接プレスして構成しているためである。樹脂材料としては、熱可塑性樹脂であればポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やアクリル樹脂やポリカーボネートなどが使用できる。しかしながら、複屈折が小さく、耐熱性が高く、汎用材料であるため安価なシクロオレフィンポリマーが望ましい。シクロオレフィンポリマーは、従来から光学樹脂として用いられているアクリル樹脂及びポリカーボネートと比較して、透明性が高く複屈折が低いという優れた光学特性を有している。また、熱可塑性樹脂のシクロオレフィンポリマーは、吸湿性が低く耐熱性が高いので、信頼性の高い光導波路フィルムを形成することができる。
【００８３】
なお、従来からフィルム状の光導波路材料としてフッ素化ポリイミドが提案されている。しかしながら、フッ素化ポリイミドは、厚み方向と水平方向との間に屈折率の差（複屈折）を持つ。このため、コア及びクラッドを共にフッ素化ポリイミドをベースにして製造することにより、複屈折の影響を低減させなければならない。例えば、従来のフッ素化ポリイミドを材料とする光導波路フィルムは、モノマーの比率を変えることでコアに用いる高屈折率フッ素化ポリイミドとクラッドに用いる低屈折率フッ素化ポリイミドを得ている。ところが、フッ素化ポリイミド材料同士でコアとクラッドとの間に屈折率に差を付ける場合、基本的に同一の材料であるため、比屈折率差を大きくすることには限界があった。このように、フッ素化ポリイミドは、比屈折率差を大きくすることができないため、実施の形態４に係る光導波路フィルム５１０のクラッド５１５の材料には不向きである。
【００８４】
コア５１３の材料としては、紫外線硬化樹脂がプロセス時間の短さから最も望ましい。材料としてはエポキシ系に限るものではなく、例えばアクリレート系やフルオレン系でもよい。また、必ずしも紫外線硬化樹脂でなくても熱硬化樹脂、常温で自然硬化する樹脂を用いてもよい。
【００８５】
実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルム５１０において、金属配線５１４は、Ａ−Ａ’断面部分ではコア５１３に直接接しているが、Ｂ−Ｂ’断面部分ではコア５１３から離れた位置に配置されている。金属配線５１４は金属を材料とするため、光信号が、コア５１３と金属配線５１４との境界面に到達すると、大部分は反射され一部は金属配線５１４の内部にリークし光信号を損失させる。通常は、コア５１３とクラッド５１５の比屈折率差により光信号を閉じこめた方が、コア５１３と金属配線５１４との境界面で光信号を反射して伝送するよりもはるかに損失は小さい。しかしながら、前述のように、光導波路フィルム５１０を屈曲させて使用する場合、（２）の曲げ半径が小さくなり光がコア５１３からリークする効果により、屈曲された部分でコア５１３とクラッドの比屈折率差により光信号を閉じこめることが困難になる。そこで、光導波路フィルム５１０は、屈曲される部分でコア５１３と金属配線５１４との境界面で光信号を反射して伝送することにより、その部分での光信号の損失を小さくしている。この結果、光導波路フィルム５１０は、Ａ−Ａ’断面付近で金属配線５１４がコアからの光信号の漏れを防止するので、Ａ−Ａ’断面付近で曲げ半径を十分小さくさせて、屈曲して使用することができる。
【００８６】
光導波路フィルム５１０の製造方法の一例を、以下に示す。なお、光導波路フィルムの製造方法は、以下に説明する方法に限るものではない。
【００８７】
はじめに、コア５１３に対応する凸形状が表面に形成された型を用意する。型材料としてはニッケルやシリコン、あるいは石英なども使用できる。これらのうち、特に低ロスの光導波路フィルム５１０を作製する場合、型材料としてニッケルなどの金属を母材とし、製造方法として電鋳を用いることが望ましい。型材料としてシリコンや石英を材料とすると、製造方法としてエッチングを用いる必要がある。ところが、紫外線硬化樹脂をスピンコートで塗布し、ドライエッチングを用いてコアをパターニングするとコア５１３の側面の荒れが大きくなる。したがって、光損失が小さいコア５１３を製造するためには、電鋳により加工されたニッケル等の金属型が望ましい。ニッケル型によるプレスを用いると、非常に平滑なコア５１３の側面が得られ、伝送する際の光信号の損失も０．１ｄＢ／ｃｍ以下という極めて低い値にできる。
【００８８】
次に、シクロオレフィンポリマーのフィルムシートをヒータ上にセットし、約１５０〜２３０°Ｃ程度に加熱して軟化させ、型を押し付けて型形状を転写する。これにより、フィルムシートの表面に、コア５１３に相当する溝パターンが形成され、第１のクラッド層５１１を得ることができる。さらに、溝パターンを埋め込むようにエポキシ系の紫外線硬化樹脂を塗布する。溝パターンにエポキシ系の紫外線硬化樹脂が充填された第１のクラッド層５１１に、予め金属配線５１４を形成したフィルムシート状の第２のクラッド層５１２を上から重ね合わせて接着する。第２のクラッド層５１２を重ね合わせた後、所定波長の紫外線をコア５１３に充填された樹脂が硬化する程度に照射して光導波路フィルムが完成する。
【００８９】
なお、必要に応じて、第２のクラッド層５１２を貼り合わせる前に、溝パターンからあふれた紫外線硬化樹脂を取り除く工程を加えてもよい。あるいは、紫外線硬化樹脂を第２のクラッド層５１２側の貼り合わせ面に塗布しておいてもよい。第２のクラッド層５１２に形成された金属配線５１４は、金や銅を材料とすることができる。必要に応じて、第２のクラッド層５１２と金属配線５１４との間に、中間膜を介してもよい。
【００９０】
なお、コア５１３は、使用するエポキシ系の紫外線硬化樹脂の材料によって、屈折率を変えることができる。例えば、光学用途の透明なエポキシ系の紫外線硬化樹脂は、イオウ等の含有量を増やすことにより屈折率を上昇させることができる。逆に、光学用途の透明なエポキシ系の紫外線硬化樹脂は、フッ素等の含有量を増やすことにより屈折率を降下させることができる。このように各材料組成を変更することにより、コア５１３の屈折率を１．５〜１．７の範囲にすることができる。従って、クラッドに屈折率１．５のシクロオレフィンポリマーを用いた場合、クラッドとコアの間の比屈折率を最大で１０数％の範囲の光導波路フィルムを得ることができる。さらに、屈折率の高い紫外線硬化樹脂も存在するため、比屈折率差がさらに大きい光導波路フィルムを得ることも可能である。
【００９１】
なお、コア５１３とクラッド５１５との間の比屈折率差を大きくすると、コア５１３内部に多数のモードが発生し、各モード間の光伝送速度差が通信上影響することを考慮する必要がある。一般に、光導波路フィルムに１０Ｇｂｐｓ程度のデジタルパルスの光信号を送った場合、光信号の時間間隔は０．１ｎｓｅｃとなる。例えば、開口数（ＮＡ）が０．４の光導波路で光信号を伝送する場合、５０ｃｍ伝送時のモード分散は、０．０８ｎｓｅｃである。光導波路フィルム５１０を携帯機器に搭載する場合、１０ｃｍ程度の伝送距離があれば十分であるため、光導波路フィルム５１０のように高い比屈折率差にしても、光信号が受ける通信上の影響は無視できる。発明者らは、実際にこのような条件で長さ１０ｃｍの光導波路フィルムを作製し、１０Ｇｂｐｓの光信号の伝送する実験を行った結果、十分な伝送性を確認することができた。実際に作成した光導波路フィルム５１０は、折り曲げて使用した場合も伝送ときの性能劣化も全く見られなかった。
【００９２】
光導波路フィルム５１０は、第１のクラッド層５１１と、第２のクラッド層５１２との材料となるフィルムシートのプレス前の初期厚みとプレス条件とにより、厚み（図１５のｔに相当）を変化させることができる。コア５１３を５０ミクロン正方形断面とする場合、第１のクラッド層５１１に用いるフィルム状シートは、厚みが８０ミクロン以上のものを用いる。このようなフィルム状シートに型でプレスを行うことにより、コア５１３に対応する溝パターンの転写が可能なフィルムの極薄化が可能になる。また、第２のクラッド層５１２に用いられるフィルムシートは、１０数ミクロン以上のものが使用可能である。なお、光導波路フィルムの総厚については第１のクラッド層５１１と第２のクラッド層５１２とを貼り合わせた後に、コア５１３が極端に変形しない程度でプレスすることによっても低減することができる。
【００９３】
光導波路フィルム５１０の実用可能な厚みの下限値は、コア５１３のサイズに応じて変わる。光はコアに閉じこめられて伝搬するが、実際には周辺のクラッドにも光がしみ出しており、クラッドが薄いと光損失の原因となる。このため、コア５１３を取り巻くクラッドの厚みは、１０ミクロン以上が望ましい。従って、光導波路フィルムの膜厚は、コア５１３とクラッドの厚みの上下方向とを考慮して、コア５１３のサイズ＋２０ミクロン以上が望ましい。
【００９４】
以上のように、実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルムは、金属配線の一部が前記コアに接することによりコアからの光信号の漏れを防止するので、コアとクラッドの比屈折率差により光信号を閉じこめることが困難になる屈曲部分でも金属配線により光信号のリークを防止する。したがって、実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルムは、より小さな曲げ半径で屈曲することが可能になる。
【００９５】
また、実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルムは、コアと前記クラッドとの間の比屈折率差が５％以上であり、総厚が１００μｍ以下であるので、屈曲させても十分薄く光信号の伝送を滞りなく行うことができる。
【００９６】
また、実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルムは、クラッドがシクロオレフィンポリマーからなるので、透明性が高く複屈折が低いという優れた光学特性を持ち、吸湿性が低く耐熱性が高いため信頼性の高い光導波路フィルムである。さらに、実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルムは、コアが紫外線硬化樹脂からなるので、比屈折率差が高い光導波路フィルムを提供することができる。
【００９７】
また、実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルムは、クラッドは、第２のクラッド層と、コアに対応した形状を持つ溝パターンを有する第１のクラッド層とを含み、コアは、第１のクラッド層の溝パターンに充填された樹脂からなるので、屈曲させても十分薄く製造が簡単な光導波路フィルムを提供することができる。
なお、実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルムは、十分な比屈折率差を有し、厚さを薄いものから厚いものまで設計可能であるため。マルチモード用及びシングルモード用のいずれにも対応することができる。
【００９８】
（実施の形態５）
図１９は、実施の形態５に係る光導波路フィルムの構成図である。図１９（ａ）は上面図、図１９（ｂ）は側面図、図１９（ｃ）はＡ−Ａ’断面図である。光導波路フィルム５５０は、実施の形態４の携帯機器に用いられる光導波路フィルム５１０と、ほぼ同様の構成を示し、コア５５３、第１のクラッド層５５１、第２のクラッド層５５２及び金属配線５５４の概略の構成は等しい。ただし、両端部が斜めに切断されている点が異なる。光導波路フィルム５５０のコア５５３は、両端部の斜めに切断された部分にミラー５５５を形成している。コア５５３に入射する光信号は、ミラー５５５により伝搬方向に垂直な方向から伝搬方向へ９０°折り曲げられる。また、コア５５３の内部を伝送される光信号の光路は、ミラー５５５により９０°折り曲げられる。２個のミラー５５５に併せて、第１のクラッド層５５１と、第２のクラッド層５５２と、金属配線５５４とのそれぞれの端部は、斜めに切断されている。
【００９９】
このように、光導波路フィルム５５０は、光信号の伝送方向に対して垂直な方向から光信号を入射させ、ミラー５５５で反射させてコア５５３に光信号を結合する。また、光導波路フィルム５５０は、コア５５３の内部を伝送した光信号を、ミラー５５５で反射させてコア５５３から光信号を出射する。このように構成することにより、発光素子として面発光型の素子を、受光素子として面受光型の素子を用いることができる。面発光型の素子や面受光型の素子は、いずれも位置合わせの許容幅が広く実装が容易であるため、製造しやすい光導波路フィルムを提供することができる。
【０１００】
光導波路フィルム５５０は、実施の形態４で述べた光導波路フィルム５１０の製造方法において、第１のクラッド層５１１を型により形成する際に、ミラー５５５を同時に成形することにより製造可能である。この製造方法では、コア５５３を成型により製造した後に、第１のクラッド層５５１と、第２のクラッド層５５２と、金属配線５５４とを、両端部が平面になるように切断する。また、別の製造方法として、先に説明した実施の形態４に係る光導波路フィルム５１０を製造した後、断面が９０°のＶ字ブレードで切断して端部に４５°ミラーを作成してもよい。光導波路フィルム５５０において、ミラー５５５は全反射を用いているが、金などの金属膜をコーティングしてもよい。
【０１０１】
図２０は、実施の形態５に係る光導波路フィルム５５０に、面発光素子及び面受光素子を実装した状態を示す側面図である。面発光素子５６２は、光導波路フィルム５５０の一方の端部のミラー５５５に対応する位置に固定される。面受光素子５６３は、光導波路フィルム５５０の他方の端部のミラー５５５に対応する位置に固定される。光導波路フィルム５５０を用いることにより、面発光素子５６２や面受光素子５６３との接続が非常に容易となる。光導波路フィルム５５０に面発光素子５６２や面受光素子５６３を実装する場合、光導波路フィルム５５０又は面発光素子５６２もしくは面受光素子５６３のいずれかに、光信号に対して光学的に透明な接着剤５６４を塗布した後、両者を接触させて固定する。接着剤は、紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【０１０２】
図２１は、実施の形態５の変形例に係る光導波路フィルムに、発光ダイオードアレイを接着する様子を示す斜視図である。図２１において、光導波路フィルム５７３は、実施の形態５で説明した光導波路フィルム５５０と概略構成は等しく、クラッド内部に、複数のコア５７４がそれぞれ独立に形成されている点が相違する。光導波路フィルム５７３の各コア５７４は、それぞれの端部にミラーを持つ。発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ５７１は、ウェハー５７２上に所定間隔を隔てて複数形成される。このとき、発光ダイオードアレイ５７１上の発光点の数及び間隔と、コア５７４の数及び間隔とをほぼ一致させることにより、発光ダイオードアレイ５７１の複数の発光点から放射された光信号を各コア５７４に結合することができる。このような光導波路フィルムは、コア５７４と各ＬＥＤの位置合わせを行ってから接着固定して製造される。
【０１０３】
図２０及び図２１に記載したような面発光素子や面受光素子は、端面発光素子や端面受光素子に比べて、光導波路との位置合わせの際の調整精度が１桁程度緩和できる。このため、面発光素子や面受光素子を、光導波路フィルムに実装する際の調整が容易となり、実装コストの削減することができる。また、面発光型素子の一つである面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は低電流駆動、高速駆動が可能であり、アレイ化も容易である。したがって、面発光素子としてＶＣＳＥＬを用いることにより、数Ｇｂｐｓ〜数１０Ｇｂｐｓの光伝送を、低い消費電力で実現することができる。図２１を用いて説明した発光ダイオードアレイ５７１をＶＣＳＥＬアレイとしても、同様の方法を用いて実装することができる。
【０１０４】
光導波路フィルム５５０は、ＶＣＳＥＬを光源に用いる場合、特に有効である。ＶＣＳＥＬは、光出力を上げるにつれてビーム広がり角が大きくなるという性質を持つ。ところが、前述したフッ素化ポリイミドを光導波路フィルムの材料に採用した場合、コアとクラッドの比屈折率差を大きくすることができないので、光導波路フィルムの全反射条件は、より厳しくなってしまう。このため、フッ素化ポリイミドからなる従来の光導波路フィルムの場合、開口数（ＮＡ）は０．２〜０．３程度しかとれなかった。したがって、ＶＣＳＥＬの光出力を上げても、伝搬方向に対して大きな角度で光導波路フィルムに入射する光信号を取り込むことができず、ＶＣＳＥＬとコアの結合ロスはＶＣＳＥＬの光出力とともに増大していた。これに対して、実施の形態５の光導波路フィルム５５０は、コアとクラッドの屈折率差を極めて大きくとれるため、ＶＣＳＥＬの光出力を上げてもＶＣＳＥＬと光導波路の結合ロスはほぼ一定である。発明者らは、実施の形態５に係る光導波路フィルム５５０を製造し、ＶＣＳＥＬからの光信号を光導波路フィルムに結合する実験を行ったところ、ＶＣＳＥＬの光出力を上げてもＶＣＳＥＬと光導波路の結合ロスが一定であることが確認された。
【０１０５】
このように、実施の形態５の光導波路フィルムは、コアが、端部に光信号の光路をほぼ９０°折り曲げる反射面持つので、光源側に形成した場合は光源として面発光素子を用いることができ、受光側に形成した場合は受光部として面受光素子を用いることができる。したがって、光導波路フィルムを製造する際、特に受発光素子を実装する調整が容易となり、コストの削減することができる。特に、実施の形態５の光導波路フィルムは、光源としてＶＣＳＥＬを用いた場合、ＶＣＳＥＬの持つ長所である低電流駆動、高速駆動を行うことができ、有効である。
【０１０６】
（実施の形態６）
図２２（ａ）は、実施の形態６に係る光導波路フィルムの第１のクラッド層の製造工程の途中段階を示す要部の上面図であり、図２２（ｂ）は、実施の形態６に係る光導波路フィルムの第１のクラッド層のＡ−Ａ’断面図である。実施の形態６に係る光導波路フィルム５８０の第１のクラッド層５８１は、実施の形態５の第１のクラッド層５５１と概略等しい構造を有するが、第１のクラッド層５８１の溝パターン５８２が形成される表面に切断加工用マーカ５８３が形成されている点と、溝パターン５８２が形成される表面とは反対の裏面に位置決め用マーカ５８４が形成されている点で相違する。
【０１０７】
切断加工用マーカ５８３は、十字形状を持つ凹部である。切断加工用マーカ５８３は、コアに対応する溝パターンを形成する際に、予め型に形成しておいた凸部を転写して形成される。切断加工用マーカ５８３は、コアの端部にミラーを形成するために光導波路フィルム５８０を斜めに切断する際のブレードの位置を決定する基準となる。また、位置決め用マーカ５８４は、所定の深さを有する凹部である。位置決め用マーカ５８４も、コアに対応する溝パターンを形成する際に、予め型に形成しておいた凸部を転写して形成される。位置決め用マーカ５８４は、光導波路フィルムに面発光素子又は面受光素子を実装する際の位置決め基準となる。したがって、位置決め用マーカ５８４は、実装する面発光素子又は面受光素子の入射側の形状に合わせて形成される。
【０１０８】
切断加工用マーカ５８３及び位置決め用マーカ５８４は、第１のクラッド層５８１にコアに対応する溝パターン５８２を形成する際に、同時に形成される。したがって、切断加工用マーカ５８３及び位置決め用マーカ５８４は、溝パターン５８２に対して相対的な位置ずれが生じない状態で成形することができ、容易に高い精度の第１のクラッド層５８１を形成することができる。また、第２のクラッド層を貼り合わせた後に、切断加工用マーカ５８３を目印にブレード加工でミラーを形成するので、コア及びクラッドと、ミラー及び受発光素子との間の位置決めが容易に高精度で可能になる。したがって、光導波路フィルム５８０を製造する際の実装コストを大幅に低減することができる。
【０１０９】
なお、切断加工用マーカ５８３に換えて、光導波路フィルムを所定の伝送長に切断するための基準となるマーカを形成したり、コアを形成する際の樹脂の充填を開始する位置を決める基準となるマーカを形成してもよく、要は後加工のための基準となるマーカであればよい。また、位置決め用マーカ５８４に換えて、光信号を入出力するための光ファイバの位置合わせの基準となるマーカを形成したり、光導波路フィルムにより接続されるべき基板の位置を決定する基準となるマーカを形成してもよい。さらに、これらのマーカを適宜組み合わせて複数形成してもよい。
【０１１０】
このように、実施の形態６の光導波路フィルムは、第１のクラッド層が、接続されるべき素子の位置及び／又は後加工の基準となるマーカを有しているので、後加工や組立調整を容易に行うことができる。したがって、実施の形態６の光導波路フィルムは、実装コストを低減することができる。
【０１１１】
（実施の形態７）
図２３は、実施の形態７に係る光導波路フィルムの断面図である。実施の形態７に係る光導波路フィルム５９０は、実施の形態５の光導波路フィルム５５０と概略等しい構造を有するが、光導波路フィルム５９０と面発光素子５６２との間にレンズ素子５９２が配置されている点が相違する。
【０１１２】
光導波路フィルム５９０は、面発光素子５６２から放射された光信号がレンズ素子５９２により集光され概略平行光として光導波路フィルム５９０に入射する。入射した光信号は、ミラー５５５により光路が９０°折り曲げられてコア５５３の内部を伝送されていく。レンズ素子５９２は、第１のクラッド層５５１にホルダー部５９１を介して固定される。ホルダー部５９１は、第１のクラッド層５５１の一部の肉厚を厚くし一体的に形成しても別部品を取り付けてもよいが、一体で形成する方が調整の容易さや製造工程の削減から望ましい。また、レンズ素子５９２は、例えば複数のコア５５３を有する場合は、各コアの数と同じ数だけ形成される。レンズ素子５９２は、面発光素子５６２の間に予め決定された距離をおいて対向している。面発光素子５９３は使用波長で透明な接着剤５６４を介して固定されている。レンズ素子５９２が形成される部分は、端部であるので光導波路フィルム５９０の屈曲には何ら影響は生じない。
【０１１３】
実施の形態７のように、面発光素子５６２とコア５５３との間にレンズ素子５９２を設けると、高結合効率で光信号をコア５５３へ導くことができる。また、レンズ素子５９２を介することによって面発光素子５６２とミラー５５５の位置ずれ許容誤差も緩和することができる。さらに、レンズ素子５９２やホルダー部５９１を、第１のクラッド層５５１に溝パターンを形成する際に、同時にプレスによって一括成形すれば大量生産が容易である。
【０１１４】
なお、実施の形態７において、レンズ素子５９２は、球面、あるいは非球面形状のレンズ素子を図示したが、これに限るものではない。例えば、集光作用を持つ回折格子やフレネルレンズでもかまわない。また、本実施の形態では光導波路フィルムと面発光素子について説明したが、面受光素子側にレンズを設けても同様の効果が得られる。
【０１１５】
（実施の形態８）
図２４は、実施の形態８に係る光導波路モジュールの側面図である。実施の形態８の光導波路モジュール６００は、光導波路フィルム６０１と、第１のサブボード６０３と、第２のサブボード６０５とを含む。光導波路フィルム６０１は、図１９及び図２０を用いて説明した光導波路フィルム５５０と同一構成を有しており、面発光素子６０２及び面受光素子１０４が実装されている。第１のサブボード６０３は、発光素子６０２を含む所定の素子を搭載する。第１のサブボード６０３は、電気コネクタ６０６を持つ。第２のサブボード６０５は、受光素子６０４を含む所定の素子を搭載する。第２のサブボード６０５は、電気コネクタ６０７を持つ。また、第１のサブボード６０３は、光導波路フィルム６０１に設けられた金属配線により、第２のサブボード６０５と電気的に接続される。金属配線は、電源からの電圧供給に用いられる。面発光素子６０２及び面受光素子６０４は、フリップチップ実装、あるいはワイヤボンディングによりそれぞれのサブボードに実装される。面発光素子６０２及び面受光素子６０４は、前述したように、光導波路フィルム６０１の両端部に、使用波長に対して透明な接着剤で固定されている。
【０１１６】
図２５は、実施の形態８に係る光導波路モジュールの使用態様を示す側面図である。図２５において、光導波路モジュール６００は、２つのメインボード６１２及び６１３の間を接続する。光導波路モジュール６００は、各サブボードに設けられた電気コネクタによって各メインボードにそれぞれ取り付けられる。メインボード６１２及びメインボード６１３は、各サブボードを介して、光導波路モジュール６００に含まれる光導波路フィルムのコアを伝送される光信号により接続される。また、メインボード６１２及び６１３は、各サブボードを介して、光導波路モジュール６００に含まれる金属配線によっても電気的に接続される。すなわち、光導波路モジュール６００は、第１のサブボード６０３と、第２のサブボード６０５とを、光導波路フィルムが伝送する光信号と金属配線とによりそれぞれ独立に電気的に接続する。
【０１１７】
光導波路モジュール６００は、実施の形態５で説明した光導波路フィルム５５０と同様の構成を持つ光導波路フィルム６０１を含んでいるので、屈曲して使用しても金属配線の一部がコアに接することによりコアからの光信号の漏れを防止する。したがって、コアとクラッドの比屈折率差により光信号を閉じこめることが困難になる屈曲部分でも金属配線により光信号のリークを防止できる。このため、光導波路モジュール６００は、より小さな曲げ半径で屈曲することが可能になる。
【０１１８】
また、光導波路モジュール６００を用いることにより、メインボード６１２及びメインボード６１３に光学的な結合を設ける必要がない。したがって、メインボード６１２及びメインボード６１３は、従来のプリント基板と同様の材料、プロセスを用いればよく、光／電気の両素子が混載することによる回路配線上の制約は生じない。この場合、メインボード６１２及びメインボード６１３は、受発光素子に付帯する電気回路及び電源供給ラインのみを付加しておくだけでよい。なお、受発光素子に付帯する回路、例えば駆動回路や信号増幅回路は、サブボード、メインボードのどちらに設けても構わない。ただし、Ｇｂｐｓ以上の高速伝送を行う場合には短配線化の観点から、各サブボードをガラスエポキシ材料やセラミックなどの高周波向け基板により作成し、このサブボード上に受発光素子の駆動回路、信号増幅回路、処理回路等を設ける方が望ましい。
【０１１９】
光導波路モジュール６００は、電気コネクタを有しているが、各電気コネクタを用いずにメインボードにサブボードを直接実装しても良い。ただし、電気コネクタを用いれば、サブボードとメインボードの間で自由に着脱できるため利便性は高い。また、光導波路モジュール６００は、各電気コネクタ６０６、６０７をサブボード上の裏面に配置しているが、受発光素子と同じ側に設けても構わない。電気コネクタを受発光素子とは異なる側の裏面に設ける際には表裏を貫通するビアで電気コネクタとの電気的な導通を取ることが望ましい。
【０１２０】
光導波路モジュール６００は、各サブボードに発光素子や受光素子、電気コネクタを実装した後、最後に光導波路フィルム６０１と発光素子、受光素子を透明な接着剤で固定する製造方法により製造することが望ましい。このような手順によれば半田リフロー工程を通らないため、光導波路フィルムに求める耐熱性を低くできる。半田リフロー工程を通過しない工程を採用した場合、光導波路フィルム６０１は、通常の使用環境に耐えうる耐熱性を備えていればよい。これにより、コア及びクラッドの材料としては汎用の熱可塑性材料を用いることができ、高耐熱性をもつが高価なフッ素化ポリイミドや無機有機ハイブリッド材料などの光導波路材料を用いる必要がない。
【０１２１】
光導波路モジュール６００は、メインボードの材料や電気回路レイアウトにほとんど変更を行うことなく、メインボード間の光配線が可能である。また、光導波路フィルムは、屈曲性と高速性を備えている上に、光信号の接続であるから耐ＥＭＣ性（Electro-Magnetic Compatibility：電磁環境適合性）を兼ね備えている。したがって、係る光導波路モジュール６００は、メインボードの間を高速に接続でき、接続部を屈曲して使用できる。また、光導波路フィルムは、金属配線を持つため、光信号とは別に装置を電気的に接続することもできる。以上のような特徴から、光導波路モジュール６００は、折り畳みが可能な携帯電話や、折り畳みが可能なノート型パーソナルコンピュータにおける筐体間接続用途として最も好適である。また、メインボード内での任意位置に光配線を導入する用途に用いても、レイアウトの自由度を高くすることができる。
【０１２２】
光導波路モジュール６００において、第１のサブボード６０３と第２のサブボード６０５とのそれぞれに、受光素子及び発光素子の両方を搭載し、対応するコアを複数形成してもよい。このように構成すると、第１のサブボード６０３の発光素子から出た光信号を第２のサブボード６０５の受光素子へ導き、逆に第２のサブボード６０５の発光素子から出た光信号を第１のサブボード６０３の受光素子へ導くことができ、双方向の通信が可能となる。さらに望ましくは、異なる波長を独立して発信する発光素子を光導波路フィルム６０１の異なる端部に配置して、波長多重で双方向通信を行ってもよい。この構成により、光導波路フィルムのコアが１本であっても双方向通信が可能となり、配線太さを極端に細くすることができる。特に、限られたスペースしか許されない機器への搭載に対して非常に有効である。
【０１２３】
なお、実施の形態８の光導波路モジュール６００は、実施の形態５の光導波路フィルム５５０を備える例を示したが、各実施の形態のいずれの光導波路フィルムを用いてもよいことはいうまでもない。
【０１２４】
ここで、各実施形態のような光導波路フィルムを用いた光配線と、従来の同軸配線とを比較する。従来の同軸配線の場合、伝送速度を高めるためには、モード分散への考慮から配線径を細くするほうが望ましい。しかしながら、同軸配線の配線径を細くすると損失が大きくなり消費電力も増してしまう。したがって、伝送速度と消費電力のバランスをとるための最適な配線径が存在している。一般的には、同軸配線の配線径は数百ミクロンであり、隣接する配線との干渉を防ぐため、数百ミクロン以上の間隔を置いて配線を配置する必要がある。したがって、同軸配線を用いる場合には必然的に配線幅が大きくなる。
【０１２５】
一方、光導波路フィルムは、コアのサイズは３０〜５０ミクロン、隣接する光導波路間の距離は２０ミクロン程度あれば干渉を起こさない。したがって、光導波路フィルムは、同じ本数の配線数であっても、従来同軸配線に比べて少なくとも１／５〜１／１０の配線太さにすることができる。
【０１２６】
したがって、光導波路モジュールを配線に適用した携帯電話は、連結部に細い配線を通すだけで、従来の同軸配線と同等の信号をやりとり可能にすることができる。また、同軸配線により体積を必要とする電気コネクタが不要となり、機構上の制約も小さくすることができる。したがって、ヒンジ部自身を小型にすることができ、さらに自由度の高い連結部の機構の導入ができる。また、光導波路フィルムは、筐体間の高速伝送が可能で耐ＥＭＣ効果も極めて高いので、アンテナ感度を高めることができアンテナが小型化でき、電気シールド部品の削減も可能となる。
【０１２７】
（実施の形態９）
図２６乃至図２９は、上述の各実施の形態で説明した光導波路フィルムを用いた携帯機器の具体的な適用例である携帯電話の外観図である。以下、光導波路フィルムが適用可能な接続部の形状例について、図面を参照して説明する。
【０１２８】
図２６（ａ）は、実施の形態９に係る携帯電話の正面図、図２６（ｂ）は、実施の形態９に係る携帯電話の側面図である。この携帯電話１０００は、第１の筐体１０１０と、第２の筐体１０２０と、ヒンジである連結部１０３０とを備える。第１の筐体１０１０は、画像を表示するディスプレイ装置などを実装した第１のボード１０４０を内蔵する。第２の筐体は、入力キー、制御回路などを実装した第２のボード１０５０を内蔵する。連結部１０３０は、第１の筐体１０１０と第２の筐体１０２０とをＸ方向に回転可能に連結することにより、両筐体を折り畳み可能に接続している。携帯電話１０００は、先に図１、図１０及び図１２を用いて説明した機器と基本的に等しい構造を具備しており、第１のボード１０４０と第２のボード１０５０とを、各実施の形態で説明した光導波路フィルムによって接続している。
【０１２９】
図２７（ａ）は、実施の形態９の第１変形例に係る携帯電話の正面図、図２７（ｂ）は、実施の形態９の第１変形例に係る携帯電話の側面図である。この携帯電話１１００は、第１の筐体１１１０と、第２の筐体１１２０と、ヒンジである連結部１１３０と、連結部１１４０とを備える。第１の筐体１１１０は、画像を表示するディスプレイ装置などを実装した第１のボード１１５０を内蔵する。第２の筐体１１２０は、入力キー、制御回路などを実装した第２のボード１１６０を内蔵する。連結部１１３０は、第１の筐体１１１０と第２の筐体１１２０とをＸ方向に回転可能に連結することにより、両筐体を折り畳み可能に接続している。また、連結部１１４０は、第１の筐体１１１０と第２の筐体１１２０とをＹ方向に回転可能に連結することにより、両筐体を平面内で回転可能に接続している。携帯電話１１００は、先に図１４を用いて説明した機器と基本的に等しい構造を具備しており、第１のボード１１５０と第２のボード１１６０とを、各実施の形態で説明した光導波路フィルムによって接続している。
【０１３０】
図２８（ａ）は、実施の形態９の第２変形例に係る携帯電話の正面図、図２８（ｂ）は、実施の形態９の第２変形例に係る携帯電話の側面図、図２８（ｃ）は、実施の形態９の第２変形例に係る携帯電話の筐体回転時の正面図である。この携帯電話１２００は、第１の筐体１２１０と、第２の筐体１２２０と、連結部１２３０とを備える。第１の筐体１２１０は、画像を表示するディスプレイ装置などを実装した第１のボード１２４０を内蔵する。第２の筐体１２２０は、入力キー、制御回路などを実装した第２のボード１２５０を内蔵する。連結部１２３０は、第１の筐体１２１０と第２の筐体１２２０とをＹ方向に回転可能に連結することにより、両筐体を折り畳み可能に接続している。携帯電話１２００は、第１のボード１２４０と第２のボード１２５０とを、各実施の形態で説明した光導波路フィルムによって接続している。
【０１３１】
図２９（ａ）は、実施の形態９の第３変形例に係る携帯電話の正面図、図２９（ｂ）は、実施の形態９の第３変形例に係る携帯電話の側面図である。この携帯電話１３００は、第１の筐体１３１０と、第２の筐体１３２０と、連結部１３３０とを備える。第１の筐体１３１０は、画像を表示するディスプレイ装置などを実装した第１のボード１３４０を内蔵する。第２の筐体１３２０は、入力キー、制御回路などを実装した第２のボード１３５０を内蔵する。連結部１３３０は、第２の筐体１３２０を第１の筐体１３１０上をＺ方向にスライド可能に連結することにより、両筐体の収納時の長辺方向の大きさを小さくしている。携帯電話１３００は、第１のボード１３４０と第２のボード１３５０とを、各実施の形態で説明した光導波路フィルムによって接続している。
【０１３２】
以上のように、実施の形態９に係る携帯電話は、いずれも第１の筐体と、第２の筐体と、第１の筐体と第２の筐体とを互いの相対的な位置を可変に接続する連結部とを備え、両筐体間の信号接続を光導波路フィルムで行っているので、収納時にコンパクトで薄型の携帯機器を実現している。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明の携帯機器は、特に携帯電話やノートパソコンといった多機能性と薄型化の両立が必要な携帯機器に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】（ａ）は、実施の形態１に係る携帯機器の概観図、（ｂ）は、実施の形態１に係る携帯機器の光導波路フィルムの配置を説明する概念図
【図２】（ａ）は、実施の形態１に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの上面図、（ｂ）は、実施の形態１に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムのＡ−Ａ’断面図
【図３】実施の形態１に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの厚みを変えたときの曲げ半径×２と光損失の関係を示すグラフ
【図４】実施の形態１に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの比屈折率差を変えたときの曲げ半径×２と光損失の関係を示すグラフ
【図５】実施の形態１に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムにおいてフィルムのコアとクラッドの比屈折率差をパラメータとした時のフィルムの曲げ半径×２と相対光量損失の関係を示す図
【図６】実施の形態１に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの別の構成を示す断面図
【図７】実施の形態１に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの別の構成を示す断面図
【図８】実施の形態１に係る携帯機器に用いられる複数本の光導波路を有する光導波路フィルムの上面図
【図９】（ａ）は、実施の形態１に係る携帯機器に用いられる別の例の光導波路フィルムの第１のクラッド層の上面透視図、（ｂ）は、実施の形態１に係る携帯機器に用いられる別の例の光導波路フィルムの（ａ）−（ａ）’断面図、（ｃ）は、実施の形態１に係る携帯機器に用いられる別の例の光導波路フィルムの第１のクラッド層を用いて、ミラーと発光素子を配置した光導波路フィルムの断面図、（ｄ）は、実施の形態１に係る携帯機器に用いられる別の例の光導波路フィルムにおいて、光導波路とミラーの間に、球面または非球面のレンズや回折格子等を配置した場合の断面図
【図１０】（ａ）は、実施の形態２に係る携帯機器の概観図、（ｂ）は、実施の形態２に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの配置を説明する概念図
【図１１】（ａ）は、実施の形態２に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムと連結部との斜め配置を説明する図、（ｂ）は、実施の形態２に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの回転軸方向から見た図
【図１２】（ａ）は、実施の形態２に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムにおいて、アレイ型受発光素子と光導波路との配置関係を説明する図、（ｂ）は、実施の形態２に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムにおいて、図１２（ａ）におけるＡ部拡大図
【図１３】実施の形態３に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの形状を説明する透視斜視図
【図１４】（ａ）は、実施の形態１〜３に係る変形例の携帯機器の概観図、（ｂ）は、実施の形態１〜３に係る変形例の携帯機器の光導波路フィルムの配置を説明する概念図
【図１５】（ａ）は、実施の形態４に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの上面図、（ｂ）は、実施の形態４に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムのＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は、実施の形態４に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムのＢ−Ｂ’断面図
【図１６】実施の形態４に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムを屈曲させた際の曲げ半径の定義を示す模式図
【図１７】実施の形態４に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの厚みを変えたときの曲げ半径×２と光損失の関係を示すグラフ
【図１８】実施の形態４に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの比屈折率差を変えたときの曲げ半径×２と光損失の関係を示すグラフ
【図１９】（ａ）は、実施の形態５に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの上面図、（ｂ）は、実施の形態５に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの側面図、（ｃ）は、実施の形態５に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムのＡ−Ａ’断面図
【図２０】実施の形態５に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムに、面発光素子及び面受光素子を実装した状態を示す側面図
【図２１】実施の形態５の第１の変形例に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムに、発光ダイオードアレイを接着する様子を示す斜視図
【図２２】（ａ）は、実施の形態６に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの第１のクラッド層の製造工程の途中段階を示す要部の上面図、（ｂ）は、実施の形態６に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの第１のクラッド層のＡ−Ａ’断面図
【図２３】実施の形態７に係る携帯機器に用いられる光導波路フィルムの断面図
【図２４】実施の形態８に係る携帯機器に用いられる光導波路モジュールの側面図
【図２５】実施の形態８に係る携帯機器に用いられる光導波路モジュールの使用態様を示す側面図
【図２６】（ａ）は、実施の形態９に係る携帯電話の正面図、（ｂ）は、実施の形態９に係る携帯電話の側面図
【図２７】（ａ）は、実施の形態９の第１変形例に係る携帯電話の正面図、（ｂ）は、実施の形態９の第１変形例に係る携帯電話の側面図
【図２８】（ａ）は、実施の形態９の第２変形例に係る携帯電話の正面図、（ｂ）は、実施の形態９の第２変形例に係る携帯電話の側面図、（ｃ）は、実施の形態９の第２変形例に係る携帯電話の筐体回転時の正面図
【図２９】（ａ）は、実施の形態９に係る携帯電話の正面図、（ｂ）は、実施の形態９に係る携帯電話の側面図
【符号の説明】
【０１３５】
１００  第１の筐体
１１０  第２の筐体
１０４  面受光素子
１２０  連結部
１３０  第１のボード
１４０  第２のボード
１５０  表示部
１６０  回転軸
２００  光導波路フィルム
２１０  光導波路
２２０  第１のクラッド層
２３０  第２のクラッド層
２４０  溝
２５０  コア
３００  受光素子
３１０  第１のサブボード
３２０  発光素子
３３０  第２のサブボード
３４０、３５０  電気コネクタ
３６０  第１の光導波路群
３７０  第２の光導波路群
３９０  発光ダイオード
４００、４１０  フォトダイオード
４２０  位置決め用マーカ
４３０  位置決め用窪み部
４４０  ミラー
４５０  レンズ
４６０  曲げ形状
４７０  第１の連結部
４８０  第２の連結部
５１０  光導波路フィルム
５１１  第１のクラッド層
５１２  第２のクラッド層
５１３  コア
５１４  金属配線
５１５  クラッド
５５０  光導波路フィルム
５５１  第１のクラッド層
５５２  第２のクラッド層
５５３  コア
５５４  金属配線
５５４  ミラー
５６２  面発光素子
５６３  面受光素子
５６４  接着剤
５７１  発光ダイオードアレイ
５７２  ウェハー
５７３  光導波路フィルム
５７４  コア
５８０  フィルム
５８１  第１のクラッド層
５８２  溝パターン
５８３  切断加工用マーカ
５８４  位置決め用マーカ
５９０  光導波路フィルム
５９１  ホルダー部
５９２  レンズ素子
５９３  面発光素子
６００  光導波路モジュール
６０１  光導波路フィルム
６０２  面発光素子
６０３  第１のサブボード
６０４  面受光素子
６０５  第２のサブボード
６０６  電気コネクタ
６０７  電気コネクタ
６１２、６１３  メインボード
１０００  携帯電話
１０１０  第１の筐体
１０２０  第２の筐体
１０３０  連結部
１０４０  第１のボード
１０５０  第２のボード
１１００  携帯電話
１１１０  第１の筐体
１１２０  第２の筐体
１１３０  連結部
１１４０  連結部
１１５０  第１のボード
１１６０  第２のボード
１２００  携帯電話
１２１０  第１の筐体
１２２０  第２の筐体
１２３０  連結部
１２４０  第１のボード
１２５０  第２のボード
１３００  携帯電話
１３１０  第１の筐体
１３２０  第２の筐体
１３３０  連結部
１３４０  第１のボード
１３５０  第２のボード
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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