(57)【要約】【課題】本発明は、光を伝達する部品形状が光伝送構成に合わせて簡易に変形することができ、しかも組み立て時においてその形状を維持できる光伝送部品とその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の光伝送部品は、コア部とクラッド部からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部とを含んで構成され、更に光伝送部品の形状の自在な変形と形状維持の両方の機能を有する。そして、光伝送部品の形状が所定の温度以上にて自由に変形する。【選択図】　　　　図１
2004029365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部とクラッド部からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部とを含んで構成されている光伝送部品において、
光伝送部品の形状の自在な変形と形状維持の両方の機能を有することを特徴とする光伝送部品。
【請求項２】
前記光伝送部品の形状が所定の温度以上にて自由に変形する請求項１記載の光伝送部品。
【請求項３】
コア部とクラッド部からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部とを含んで構成されている光伝達部品の製造方法において、
前記保護部の底部を形成する第１の保護部形成工程と、前記クラッド部の底部を形成する第１のクラッド部形成工程と、前記コア部を形成するコア部形成工程と、前記コア部の全周に前記クラッド部を形成する第２のクラッド部形成工程と、前記導光部の全周に前記保護部を形成する第２の保護部形成工程とを有することを特徴とする光伝送部品の製造方法。
【請求項４】
前記第２のクラッド部形成工程では、未硬化の紫外線硬化樹脂材料を前記コア部の表面に塗布し、前記コア部の端部から紫外線を照射し、前記コア部の表面から所定の厚さに紫外線硬化樹脂材料を硬化させた後、未硬化の紫外線硬化樹脂材料を除去することで第２のクラッド部を形成する請求項３記載の光伝送部品の製造方法。
【請求項５】
前記第２の保護部形成工程後、前記保護部を所定の温度にて軟化させ、光伝送部品を任意の形状に変形させ、形状を維持したまま冷却固化する工程を行う請求項３記載の光伝送部品の製造方法。
【請求項６】
コア部とクラッド部からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部とを含んで構成され、該保護部は軟化温度が導光部より低い材料からなる光伝送部品であって、該保護部を所定の温度にて軟化させ、光伝送部品を任意の形状に変形させ、形状を維持したまま冷却固化することを特徴とする光伝送部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光伝送部品及びその製造方法に関し、詳細には光を伝送するためのプラスチック光導波路及び導光路を含む光伝送部品とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光導波路は光を伝送するためにコアとクラッドからなる光ファイバが主である。用途や使い勝手の良さからシート状の複数の光ファイバから構成されているものが出てきている。また、その材料はガラスとプラスチックに２分されるが、ファイバ間の接続の容易性からプラスチック性のＰＯＦ（プラスチックオプチカルファイバ）が実用され始めている。従来のＰＯＦの製造は光ファイバを一本ずつ束ねていたが、生産性が悪く、最近は金型にて直接ファイバシートを形成する方法（特開平１０−５０９６８号公報）やフィルム状のプラスチックシートにエンボス法にてファイバシートを形成する方法（特開平１０−５４９１８号公報）が発案されている。
【０００３】
また、ファイバ同士を容易に接続するためにその端部をテーパ状に広げた形状（特許第３，１５８，１０５号明細書）や光導波路縮小小型イメージセンサにおいて画像を縮小するためにテーパ状にしたもの（特開平１０−５０９６８号公報）が発案されている。その他、テーパ状への加工方法として、コア材のブロックにレーザにてテーパ状の穴を空けその部分にクラッド材を充填し製造する方法（特開平８−１７９１３１号公報）や、束ねたファイバを加熱振動することでテーパ状に加工する方法（特開昭６４−１１９２２号公報）がある。
【０００４】
更に、光伝送部品（導波路）の用途としては多数ある。例えば、コンピュータ等で電子回路が集積されているボード間、ボード内、チップ間の光インタコネクションなど、いわゆる電気配線に変わって光配線を用いて大容量の情報伝達を行うものである。
【０００５】
その中の一例として、ＬＤ（レーザダイオード）（またはＰＤ（フォトダイオード））の従来の光伝送装置の構成を図６に示す。コア７４及びクラッド７５を含んで構成されている通常の光伝送部品７６における長手方向の形状は直線的である。そこで、基板７１の高さを調整することでＬＤ７２の発光部７３（またはＰＤの受光部）と光伝送部品７６の位置合わせを行っている。詳細には、図６の（ａ）において、基板７１の所定の位置に光伝送部品７６の導波路７７の高さに一致するように孔７８を設け、当該孔７８にＬＤ７２を設置して位置合わせを行っている。または、図６の（ｂ）に示すように、反射型の光伝送部品７６であれば反射面７９を介した入射光と導波路７７とが一致するように基板７１に設けた孔７８に光伝送部品７６を設置して位置合わせを行っている。このように、光伝送部品７６が直線的であるため、各部品配置の自由度が狭まり、基板７１に孔７８を設けるために基板７１を削る工程が付加されてしまっている。
【０００６】
このように、光伝送構成、例えばボード内の電子回路等の配置に合わせて簡易に調整でき、その形状が維持できる構造の光伝送部品であれば、光伝送構成の設計自由度や部品組み立て速度が高くなり、非常に性能の高い光を使った機器が提供できることがわかってきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来によれば、自由に導光部の形状を変えられない。
本発明はこの問題点を解決するためのものであり、光を伝達する部品形状が光伝送構成に合わせて簡易に変形することができ、しかも組み立て時においてその形状を維持できる光伝送部品とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、コア部とクラッド部からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部とを含んで構成されている、本発明の光伝送部品は形状の自在な変形と形状維持の両方の機能を有することに特徴がある。よって、光伝送構成の設計自由度が高く、部品組み立て速度が速い光伝送部品を提供することができる。
【０００９】
また、光伝送部品の形状が所定の温度以上にて自由に変形することにより、光伝送構成の設計自由度が高い光伝送部品を提供できる。
【００１０】
更に、別の発明としての光伝達部品の製造方法によれば、保護部の底部を形成する第１の保護部形成工程と、クラッド部の底部を形成する第１のクラッド部形成工程と、コア部を形成するコア部形成工程と、コア部の全周にクラッド部を形成する第２のクラッド部形成工程と、導光部の全周に保護部を形成する第２の保護部形成工程とを有する。よって、光を伝達する部品形状が光伝送構成に合わせて簡易に変形することができ、しかも組み立て時においてその形状を維持できる光伝送部品を製造できる。
【００１１】
また、第２のクラッド部形成工程では、未硬化の紫外線硬化樹脂材料をコア部の表面に塗布し、コア部の端部から紫外線を照射し、コア部の表面から所定の厚さに紫外線硬化樹脂材料を硬化させた後、未硬化の紫外線硬化樹脂材料を除去することで第２のクラッド部を形成することが好ましい。
【００１２】
更に、第２の保護部形成工程後、保護部を所定の温度にて軟化させ、光伝送部品を任意の形状に変形させ、形状を維持したまま冷却固化する工程を行うことにより、組み立て時においてその形状を維持できる光伝送部品を製造できる。
【００１３】
また、コア部とクラッド部からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部とを含んで構成され、該保護部は軟化温度が導光部より低い材料からなる光伝送部品であって、該保護部を所定の温度にて軟化させ、光伝送部品を任意の形状に変形させ、形状を維持したまま冷却固化する。よって、光伝送構成の設計自由度が高く、部品組み立て速度が速い光伝送部品を製造できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の光伝送部品は形状の自在な変形と形状維持の両方の機能を有する。
【００１５】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係る光伝送部品の構成を示す図である。同図の（ａ）は斜視図、同図の（ｂ）は同図の（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。同図に示すように、本実施例の光伝送部品１０は、コア１１とクラッド１２からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部１３とを含んで構成されている。また、この保護部１３には、軟化温度が導光部材より低い材料を使用している。このような構成を有する本実施例の光伝送部品によれば、保護部１３の軟化温度以上まで温度を上げることで、使用状況に応じた形状へ自在に変形が可能である。なお、保護部１３の部材として金属も考えられるが、折り曲げたりすると、導光部を破損する可能性がある。また、スプリングバックにて狙いの形状加工が難しい。変形時、保護部１３は軟化状態にあるため、導光部に大きな負荷がかかり難く、導光部の破損を低減することができる。また、本実施例の光伝送部品の形状変形方法としては、後述するが光伝送部品１０を加熱加圧できる形状変形装置にて変形させることができる。
【００１６】
次に、本実施例の光伝送部品の形状変形装置について説明する。図２は光伝送部品の形状変形装置の構成を示す断面図である。同図に示す形状変形装置は、複数の加熱加圧金型２１〜２６を含んで構成されている。各加熱加圧金型２１〜２６は図示していない加熱手段で加熱され、更に外部からの圧力により加圧可能となっている。
【００１７】
このような構成を有する形状変形装置を用いて本実施例の光伝送部品を所望の形状に変形させる動作について説明すると、先ず、図２の（ａ）に示すように、形状変形装置内に光伝送部品１０をセットする。そして、光伝送部品１０を保護部の軟化温度以上まで加熱する。その後、加熱加圧金型２２、加熱加圧金型２３，２５の順番で矢印方向に光伝送部品１０を加圧させて図２の（ｂ）に示すように光伝送部品１０を変形させる。この状態を維持したままで、保護部の軟化温度以下まで冷却する。硬化させた後金型から取り出す。図３の（ａ）に示す変形前の光伝送部品１０を、図３の（ｂ）のように多段形状に変形させたり、または図３の（ｃ）のように導光部の間隔を狭めたりする変形が可能となる。
【００１８】
次に、本実施例の光伝送部品を光伝送構成の光学系素子に取り付ける様子について説明する。図４は本実施例の光伝送部品をＬＤに取り付ける様子を示す図である。同図に示すように、基板７１やＬＤ７２の発光部７３の配置に合わせて光伝送部品１０の形状を変形させているため、基板７１やＬＤ７２等の部品を追加加工することなく簡易に取り付けることができる。また、部品仕様、例えばＬＤ発光部間隔の変更にも追従できる。その他、剛性がないフィルムシートの導波路が一般的であるが、光伝送部品は保護部にて剛性があるため、簡単に位置決めができる。
【００１９】
次に、本実施例の光伝送部品の製造方法について説明する。図５は本実施例の光伝送部品の製造工程を示す図である。同図において、先ず、本実施例の光伝送部品の製造工程は、▲１▼保護部底部を形成する第１の保護部形成工程、▲２▼クラッド底部を形成する第１のクラッド部形成工程、▲３▼コア部形成工程、▲４▼コア部全周にクラッド部を形成する第２のクラッド部形成工程、▲５▼導光部全周に保護部を形成する第２の保護部形成工程、そして▲６▼製造された光伝送部品を装置から剥離する工程とを含んでいる。このような▲１▼〜▲６▼の工程で光伝送部品を製造する。ここでの保護部材料は例えばＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂（熱変形温度７７℃）、コア材料は例えばアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）などの熱可塑性樹脂（熱変形温度９５℃）、クラッド材料はコア材料より屈折率が高いＵＶ（紫外線）硬化樹脂である。図５において、転写台５１はリング状になっており、駆動機５２と連動する機構となっている。転写台５１の上に各工程での形状を形成する装置が設置されている。駆動機５２は各工程に合わせた位置及びタイミングで回転、停止する。各材料を順次積層する工程において、その位置精度を高めるために、転写台５１から離さず全工程を行う装置構成とした。以下に各工程での装置構成とその動作を示す。
【００２０】
▲１▼保護部底部を形成する第１の保護部形成工程は、保護部底部形状の保護部材転写マスク５３と高さを調整するドクターブレード５４と保護材を塗布する保護材塗布機５５とを有している。そして、溶融した保護部材を保護材塗布機５５にて保護部材転写マスク５３内側に塗布する。ドクターブレード５４が保護部材転写マスク５３上を移動することで、保護部材転写マスク５３内側に保護部材を均等に充填させると共に、余分の保護部材を掻き出しながら高さ調整を行い、保護部底部形状を形成する。溶融した保護部材が冷却固化した時点で保護部材転写マスク５３を剥がし次工程へ移動させる。
【００２１】
▲２▼クラッド底部を形成する第１のクラッド部形成工程は、未硬化のＵＶ（紫外線）硬化樹脂を塗布するクラッド材塗布機（図示せず）と透明な材料からなるクラッド形状のクラッド材転写型５６とＵＶ硬化樹脂を硬化させるＵＶ（紫外線）照射装置５７とドクターブレード５８とを有している。そして、クラッド材塗布機からクラッド材（未硬化のＵＶ硬化樹脂）をクラッド材転写型５６に塗布する。ドクターブレード５８がクラッド材転写型５６上を移動することで、クラッド材転写型５６内にクラッド材を均等に充填させると共に、余分のクラッド材を掻き出しながら高さ調整を行い、クラッド部形状を形成する。クラッド材転写型５６を反転させ、保護部形状に位置合わせしながら乗せる。ＵＶ照射装置５７にてクラッド材を硬化させた時点でクラッド材転写型５６を離隔し次工程へ移動させる。
【００２２】
▲３▼コア部形成工程は、溶融したコア材を塗布するコア材塗布機（図示せず）とコア形状を転写するコア材転写型５９と高さ調整用のドクターブレード６０とを有している。そして、コア材塗布機からコア材（溶融した熱可塑性樹脂）を軟化温度以上に加熱したコア材転写型５９に塗布する。ドクターブレード６０がコア材転写型５９上を移動することで、コア材転写型５９内にコア材を均等に充填させると共に、余分のコア材を掻き出しながら高さ調整を行い、コア部形状を形成する。コア材転写型５９を反転させ、クラッド部形状に位置合わせしながら乗せる。コア材転写型５９をコア材の軟化温度以下まで冷却固化させた時点でコア材転写型５９を離隔し次工程へ移動させる。
【００２３】
▲４▼コア部全周にクラッド部を形成する第２のクラッド部形成工程は、クラッド形状のクラッド材転写マスク６１と高さを調整するドクターブレード（図示せず）とクラッドを塗布するクラッド材塗布機６２とＵＶ照射装置６３と除去機６４を有している。そして、クラッド塗布機６２からクラッド材（未硬化のＵＶ硬化樹脂）をクラッド材転写マスク６１内側に塗布する。クラッド材転写マスク６１をはずし、ＵＶ照射装置６３を導光部の入出射面に設置し、ＵＶ照射する。クラッド部表面から漏れたＵＶ光がコア材を照射し、硬化する。未硬化樹脂を除去機６４で除去する（例：液体による洗浄）。
【００２４】
▲５▼導光部全周に保護部を形成する第２の保護部形成工程は、保護部形状の保護部材転写マスク６５と高さを調整するドクターブレード６６と保護材を塗布する保護材塗布機６７とを有している。そして、溶融した保護部材を保護材塗布機６７にて保護部材転写マスク６５内側に塗布する。ドクターブレード６６が保護部材転写マスク６５上を移動することで、保護部材転写マスク６５内側に保護部材を均等に充填させると共に、余分の保護部材を掻き出しながら高さ調整を行い、保護部形状を形成する。溶融した保護部材が冷却固化した時点で保護部材転写マスク６５を剥がし次工程へ移動させる。
【００２５】
▲６▼製造された光伝送部品を装置から剥離する剥離工程は、上記▲１▼〜▲５▼の工程で形成された光伝送部品を転写台５１から剥離治具６８にて剥がし取る。
【００２６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、コア部とクラッド部からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部とを含んで構成されている、本発明の光伝送部品は形状の自在な変形と形状維持の両方の機能を有することに特徴がある。よって、光伝送構成の設計自由度が高く、部品組み立て速度が速い光伝送部品を提供することができる。
【００２８】
また、光伝送部品の形状が所定の温度以上にて自由に変形することにより、光伝送構成の設計自由度が高い光伝送部品を提供できる。
【００２９】
更に、別の発明としての光伝達部品の製造方法によれば、保護部の底部を形成する第１の保護部形成工程と、クラッド部の底部を形成する第１のクラッド部形成工程と、コア部を形成するコア部形成工程と、コア部の全周にクラッド部を形成する第２のクラッド部形成工程と、導光部の全周に保護部を形成する第２の保護部形成工程とを有する。よって、光を伝達する部品形状が光伝送構成に合わせて簡易に変形することができ、しかも組み立て時においてその形状を維持できる光伝送部品を製造できる。
【００３０】
また、第２のクラッド部形成工程では、未硬化の紫外線硬化樹脂材料をコア部の表面に塗布し、コア部の端部から紫外線を照射し、コア部の表面から所定の厚さに紫外線硬化樹脂材料を硬化させた後、未硬化の紫外線硬化樹脂材料を除去することで第２のクラッド部を形成することが好ましい。
【００３１】
更に、第２の保護部形成工程後、保護部を所定の温度にて軟化させ、光伝送部品を任意の形状に変形させ、形状を維持したまま冷却固化する工程を行うことにより、組み立て時においてその形状を維持できる光伝送部品を製造できる。
【００３２】
また、コア部とクラッド部からなる複数本の導光部と、該導光部間に配置した保護部とを含んで構成され、該保護部は軟化温度が導光部より低い材料からなる光伝送部品であって、該保護部を所定の温度にて軟化させ、光伝送部品を任意の形状に変形させ、形状を維持したまま冷却固化する。よって、光伝送構成の設計自由度が高く、部品組み立て速度が速い光伝送部品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る光伝送部品の構成を示す図である。
【図２】光伝送部品の形状変形装置の構成を示す断面図である。
【図３】光伝送部品の変形前と変形後を示す斜視図である。
【図４】本実施例の光伝送部品をＬＤに取り付ける様子を示す図である。
【図５】本実施例の光伝送部品の製造工程を示す図である。
【図６】従来の光伝送装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０；光伝送部品、１１；コア、１２；クラッド、１３；保護部、
２１〜２６；加熱加圧金型。
【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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