(57)【要約】【課題】小さなサイズの光伝送媒体でも位置決めを簡単かつ高精度に行うことができる光伝送装置を提供する。【解決手段】光伝送装置は、複数の光伝送媒体１１が、支持基板１２に設けられた対応する溝部１３にそれぞれ挿入され支持されている。光伝送媒体１１は、その一端に階段状の複数の段差部を備える。各段差部はそれぞれ光入出射部１４ａ〜１４ｄを有する。この光入出射部１４ａ〜１４ｄには、媒体内の光の伝搬方向に対して垂直な方向から光信号を入射または出射可能とする４５度の傾斜面が形成されている。支持基板１２は光伝送媒体１１ごとに突起部２６〜２８を有しており、これにより光伝送媒体１１の側面を押し付けて光伝送媒体１１を固定する。【選択図】      図１
2004198753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光入出射部を有する平板状の光伝送媒体と、前記光伝送媒体を支持するための溝部を有する支持基板とを備えた光伝送装置であって、前記支持基板が前記光伝送媒体の少なくとも１つの側面を押し付けて固定するための突起部を有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記光伝送媒体が、階段状の複数の段差部を備え、前記支持基板が前記光伝送媒体の段差部に対応した形状の溝部を有することを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記支持基板が、少なくとも前記光伝送媒体の最先端の段差部の側面に突起部を有することを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記支持基板が、前記光伝送媒体の複数の段差部の側面にそれぞれ突起部を有することを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
【請求項５】
前記支持基板が、溝部側の突起部を有する面と対向する側面に前記光伝送媒体を位置決めするための位置決め部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項６】
前記光伝送媒体が、媒体内の光の伝搬方向に対して垂直な方向から光信号を入射または出射可能とする４５度の傾斜面を前記光入出射部に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項７】
複数の光入出射部を有する平板状の光伝送媒体を支持するための溝部を有する光伝送媒体用支持基板であって、前記溝部側に前記光伝送媒体を固定するための突起部を有することを特徴とする光伝送媒体用支持基板。
【請求項８】
前記突起部が、前記光伝送媒体の一側面に対向する側に少なくとも２つ形成されていることを特徴とする請求項７記載の光伝送媒体用支持基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光信号の分岐や結合を光伝送媒体を用いて行う光伝送装置に係り、特に光伝送媒体が支持基板に固定される光伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光伝送装置は、光信号を複数に分岐する光分岐装置や複数の光ファイバからの光信号を複数の光ファイバへ分岐または結合する光カプラとして用いることができるものである。光伝送媒体としては、例えば平板状の導光路を用いたものが提案されている。
【０００３】
平板状導光路を用いた光伝送媒体は、例えば光入出射部として４５度の傾斜面（４５度面）が複数形成された導光路を有する。光伝送装置は、このような導光路と、これを支持する支持基板と、少なくとも１つの光入出射部に配置されたレーザダイオード等の発光素子と、別の少なくとも１つの光入出射部に配置されたフォトダイオード等の受光素子とを備える。発光素子および受光素子はそれぞれ光入出射部と光学的に結合されるように配置される。
【０００４】
この光伝送装置においては、例えば、少なくとも１つの発光素子から出射された光信号は、導光路の対応する光入出射部に入射したのち４５度面で反射され、その反射光が導光路内を伝送されて別の少なくとも１つの光入出射部へ進んで、対応する４５度面で再び反射を受け、これにより少なくとも１つの受光素子で受光される。導光路の構成としては、その一方の端部の幅方向に階段状の段差部を形成し、各段差部をそれぞれ光入出射部とすることもできる。このような光伝送装置によれば、各受発光素子が光入出射部に近接配置されるので、光の利用効率の向上を図ることができる。
【０００５】
ところで、この種の光伝送装置を作製する場合には、導光路の各光入出射部が正確に各受発光素子と光学的に結合されるように光伝送媒体を配置しなければならない。しかしながら、このような導光路を光軸方向に位置決めして受発光素子に精度よく結合することはなかなか困難なことである。その理由は、４５度面を有する光入出射部を用いて行う位置決めには、先端の形状精度の問題や４５度面での浮きの問題があるからである。特に、位置精度は、受発光素子および光伝送媒体に比較的大きいものを用いることができる場合にはあまり問題とならないが、高速化に伴い受発光素子および光伝送媒体のサイズが小さくなる場合には特に大きな問題となる。
【０００６】
光伝送媒体の位置決めに関連して、例えば次に示す特許文献１には、光伝送媒体を固定する固定基板が開示されている。
【特許文献１】
特開２００２−２９６４４５号公報
この固定基板は、光透過性樹脂からなる矩形の樹脂基板の長手方向に沿った一辺を階段状に形成し、且つ、その階段部分の長手方向一端側の各端面を板面に対して４５度傾斜させることにより信号光入出射部が形成された光データバス（光伝送媒体）を、各種信号処理回路間を接続する信号伝送媒体として簡単且つ効率よく利用できるようにするために、平板の上に光データバスを挿入可能な凹部を形成する。そして、凹部に挿入された光データバスの後端に反射型拡散板を備えた第１保持部材を配置し、この保持部材により光データバスを後端から押圧付勢すると共に、光データバスの側壁を板ばねを有する第２保持部材にて押圧付勢することで、光データバスを凹部内に固定する。これにより、接着剤を使うことなく、光データバスを固定基板に固定でき、光伝送効率の低下を防止できるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の固定基板は、板ばねを有する保持部材によって光伝送媒体の側壁を押圧付勢するものであり、光伝送媒体のサイズがある程度大きいものへの適用は可能であるが、光伝送媒体のサイズが小さくなると実際上その適用は困難となる。光伝送媒体のサイズが小さくなると板ばねを有する保持部材もそれに応じて小さくしなければならず、従ってその作製が構造的に難しくなり、また高コストとなるからである。
【０００８】
従って本発明の目的は、小さなサイズの光伝送媒体でも位置決めを簡単かつ高精度に行うことができる光伝送装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の光入出射部を有する平板状の光伝送媒体と、前記光伝送媒体を支持するための溝部を有する支持基板とを備えた光伝送装置であって、前記支持基板が前記光伝送媒体の少なくとも１つの側面を押し付けて固定するための突起部を有する光伝送装置により、達成される。
【００１０】
ここで、前記光伝送媒体は、階段状の複数の段差部を備え、前記支持基板が前記光伝送媒体の段差部に対応した形状の溝部を有することができる。この場合、前記支持基板は、少なくとも前記光伝送媒体の最先端の段差部の側面に突起部を有することができ、または前記光伝送媒体の複数の段差部の側面にそれぞれ突起部を有することもできる。前記支持基板は、溝部側の突起部を有する面と対向する側面を前記光伝送媒体を位置決めするための位置決め部とすることができる。また、前記光伝送媒体は、媒体内の光の伝搬方向に対して垂直な方向から光信号を入射または出射可能とする４５度の傾斜面を前記光入出射部に備えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る光伝送媒体用支持基板は、複数の光入出射部を有する平板状の光伝送媒体を支持するための溝部を有する光伝送媒体用支持基板であって、前記溝部側に前記光伝送媒体を固定するための突起部を有するものである。ここで、前記突起部は、前記光伝送媒体の一側面に対向する側に少なくとも２つ形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を説明するが、その前に本発明で用いられる光伝送媒体の一例とその動作について説明する。
【００１３】
図３は、本発明で用いられる光伝送媒体の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面図である。図３（ａ）に示すように、光信号を伝送する光伝送媒体３１は、その一端に形成された４５度の傾斜面（４５度面）を有する光入出射部３３ａと、他端の各段差部に形成された４５度面を有する光入出射部３３ｂ、３３ｃ、３３ｄと、一端に設けられた位置決め基準面３２とを備える。この基準面３２は、本例では、光伝送媒体３１の底面に対して垂直面を有する。また、光入出射部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれ４５度面を介して、底面に対して垂直な方向から、光信号を入射し、または出射し、または入射および出射することができる機能を有している。この光伝送媒体３１が後述する支持基板へ固定された後に、光ファイバ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄがそれぞれ光入出射部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに光学的に結合される。光伝送媒体３１の寸法は、例えば、厚さが０．５ｍｍ、各階段部の幅がそれぞれ１．５ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５ｍｍである。光ファイバのコア径は、例えばφ０．５ｍｍである。
【００１４】
このように、光伝送媒体３１の各光入出射部には光ファイバが結合され、これにより３分岐の光カプラが構成される。すなわち、図３（ｂ）で矢印に示すとおり、光ファイバ３６ａから垂直方向下方に入射された光信号は、光入出射部３３ａの４５度面を介して水平な方向に伝搬され、対向する各光入出射部３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの４５度面を介して垂直方向上方に伝搬され、これにより光信号を光ファイバ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに伝送することができる。光入出射部３３ａ〜３３ｄの４５度面では全反射により効率よく光信号の方向を変えることができるが、より広がった光を効率よく利用するために４５度面にミラーを形成しても良い。ここで、光入出射部３３ａの４５度面に、水平方向に光信号を広く拡散できる光拡散手段を設けることもできる。
【００１５】
光伝送媒体３１の材料は、例えば、シクロオレフィンポリマー、商品名：ＺＥＯＮＥＸ  ４８０Ｒ（日本ゼオン製）を用い、射出成形により形成することができる。射出成形において、例えば、成形機はＦＮ１０００（日精樹脂工業製）を用い、型締め圧力は８０ＫＮ（８０トン）、射出圧は１００ＭＰａ、射出速度は１００ｍｍ／ｓ、金型温度は８０℃、シリンダ温度は２７５℃である。
【００１６】
次に本発明の実施例を説明する。図１は、本発明に係る光伝送装置の一実施例を示す平面図である。この光伝送装置は、図示のように、複数の（本例では５つの）光伝送媒体１１が、支持基板（固定基板）１２に設けられた対応する溝部１３にそれぞれ挿入され支持されている。光伝送媒体１１は、図３で示したように平板状であり、また図１に示すとおり、その一端に形成された光入出射部１４ａと、階段状の複数の段差部５１ａ、５２ａ、５３ａにそれぞれ形成された光入出射部１４ｂ〜１４ｄとを有する。この光入出射部１４ａ〜１４ｄには、上述のとおり、媒体内の光の伝搬方向に対して垂直な方向から光信号を入射または出射可能とする４５度の傾斜面（４５度面）が形成されている。段差状の形態は出射側の光ファイバの間隔を一定以上離すためのもので、例えば、コネクタ構造で光ファイバを接続する場合に有効である。このような光伝送媒体を複数用いることで、多ビットの分岐装置を形成することが可能となる。図１は５ビットの例を示したものである。
【００１７】
支持基板１２は、光伝送媒体１１の少なくとも１つの側面を押し付けて固定するための突起部２６〜２８を有する。本実施例では、光伝送媒体１１の複数の段差部の側面５１ｂ、５２ｂ、５３ｂに対応してそれぞれ突起部２６〜２８を設けているが、少なくとも光伝送媒体１１の最先端の段差部の側面５３ｂに突起部を設けることが好ましい。最先端の段差部は細くてたわみやすいからである。また、突起部は少なくとも２つ形成されていることが好ましい。突起部が２つあれば光伝送媒体１１の側面を容易に位置決め部に平行に固定することができるからである。位置決め部としては、溝部１３側の突起部を有する面と対向する側面を用いることができる。
【００１８】
図２は、光伝送媒体の１ビット分の位置合わせを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は突起部の拡大図、（ｃ）はＸ−Ｘ断面図、（ｄ）はＹ−Ｙ断面図である。図示のように、光伝送媒体１１は、３分岐の階段状の段差部を有しており、長手方向に３つの溝部平行側面対２１、２２、２３を有する。図中、光伝送媒体１１の上辺端は共通面となっており、この面が光伝送媒体の幅方向の位置決め部２４とされる。一方、光伝送媒体１１の左端は光入出射部を除き垂直面を有しており、この面が光伝送媒体の長手方向の位置決め部２５とされる。位置決め部２４、２５はともに光伝送媒体１１の支持基板１２への付き当て面である。
【００１９】
本実施例では、溝部平行側面対２１、２２、２３の片側にそれぞれ突起部２６、２７、２８が設けられている。突起部の形状は、本例では図２（ｂ）に示すように半円状としているが、この形状に限定されることなく、例えば半楕円形や三角形でもよい。支持基板１１の溝部平行側面対２１、２２、２３の部分の幅は、突起部２６〜２８の設けられた部分ｘでは光伝送媒体１１の対応する階段部の幅よりも少し狭く、それ以外の部分ｙでは光伝送媒体１１の対応する階段部の幅よりも少し広くされている。この様子を図２（ｃ）、（ｄ）の断面図で示す。これにより光伝送媒体１１を支持基板１２にはめ込むときに、３つの突起部２６、２７、２８により光伝送媒体１１が幅方向の位置決め部２４に押しつけられる。このとき同時に光伝送媒体１１を長手方向の位置決め部２５にも押しつけながらはめ込むことによって、光伝送媒体１１の図中左上部を原点とする位置合わせが可能となる。
【００２０】
本実施例では階段状の段差部を有する光伝送媒体を用いて説明したが、これに限定されることなく、１対以上の平行面をもつ光伝送媒体であれば特に形状に制限はない。また、光伝送媒体の支持基板の材料としては、ＡＢＳ（スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体）樹脂、例えば商品名：トヨラック５０１（東レ製）を用いることができる。
【００２１】
このように、本発明に係る光伝送装置は、光伝送媒体と、それを保持するための溝部が設けられた支持基板とからなり、支持基板上の溝部の少なくとも１つの側面に突起部を有する。突起部は単なる突起ではなく、光伝送媒体を押し付けて固定するためのものである。この支持基板は、平行する少なくとも一対の側面を有する光伝送媒体を好適に支持し固定することができる。支持基板の溝部は、平行する少なくとも一対の側面を有し、一対の側面のどちらか一方に突起部を有することができる。支持基板の溝部の平行する少なくとも一対の側面において、一方の側面に突起部を有し、他方の側面を光伝送媒体との位置決めに用いることができる。
【００２２】
本発明の利点は、従来のようなバネ等の部品を用いる必要がなく、従って部品点数を削減することができ、低コストで光伝送装置を作製することができる。また、本発明における突起部は支持基板と一体に形成されているので、光伝送媒体の位置決めを簡単かつ精度よく行うことができる。光伝送媒体の支持基板への組み込みも簡単である。さらに、突起部は光伝送媒体のサイズに応じて小さく形成することができるので、小さなサイズの光伝送媒体にも容易に適用可能であり、これにより実装密度を高めることができる。すなわち、本発明に係る光伝送装置は小型化に極めて有効である。また、本発明は突起部を光伝送媒体の側面に押し付けて固定するものであるが、それにより本発明で用いる光伝送媒体およびその機能に悪い影響を与えることはない。突起部の支持基板における配置位置については、光伝送媒体の形状やサイズ等に従って適宜定めることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、小さなサイズの光伝送媒体でも位置決めを簡単かつ高精度に行うことができる光伝送装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光伝送装置の一実施例を示す平面図である。
【図２】光伝送媒体の１ビット分の位置合わせを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は突起部の拡大図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明で用いられる光伝送媒体の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面図である。
【符号の説明】
１１  光伝送媒体
１２  支持基板
１３  溝部
１４ａ〜１４ｄ  光入出射部
２６〜２８  突起部
【図１】
2004198753.tif 000003
【図２】
2004198753.tif 000004
【図３】
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