(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送構造体と光導波路とを光結合する光コネクタにおいて、
前記光導波路は、他の光伝送構造体と光結合可能なフィルム状導波路であり、
該フィルム状導波路の一部を積載する平坦部を有するとともに前記平坦部の両端からフィルム状導波路の短手方向を挟んで立設した立設部を有するコ字状の積載部と、
平面視において一方の端部から他方の端部にわたって途中に前記積載部を搭載するフィルム状導波路搭載部を有する支持台部と、
少なくともフィルム状導波路搭載部の前記他の光伝送構造体側の端部近傍で前記フィルム状導波路を前記支持台部に押し付ける凸部を備えるとともに前記支持台部と連結する蓋部と、を備え、
前記支持台部又は前記蓋部少なくとも一方は、側面から貫通して前記積載部の立設部まで開口した開口孔を両側面に備えたことを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記支持台部は、平面視において上面にアライメントマークを備えた請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記蓋部は、平面視において少なくとも前記凹部に面する箇所に開口領域を備えた請求項１又は２に記載の光コネクタ。
【請求項４】
前記支持台部は、前記フィルム導波路が前記他の光伝送構造体との光結合側とは反対側の端部に向かうにつれて傾斜した第１搭載部を備えるとともに、前記蓋部は、前記第１搭載部に対応した傾斜部を備えた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ等の光伝送構造体と光導波路とを光結合させるための光コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信インフラストラクチャの急速な広帯域化、コンピュータ等の情報処理能力の飛躍的な向上に伴い、非常に高速な情報伝送路を有する情報処理回路のニーズが高まっている。このような背景のもと、電気信号の伝送速度限界を突破する一つの手段として光信号による伝送が考えられており、プリント基板のような回路基板に光回路なるものを混載させた光電気混載配線板が提案されており、光回路を構成する光配線としては、例えば光導波路が採用されている。
【０００３】
なお、光ファイバ等の光伝搬構造体と光導波路とを光結合させる従来の光結合方法としては、例えば、光導波路が形成された導波路基板の端面から円柱状の光結合部（円柱形状部）を突設させ、光ファイバの一端部を保持したフェルールの先端面を光結合部の先端面と付き合わした形でフェルールを配置し、フェルールと光結合部とを囲む円筒状のスリーブをフェルール及び光結合部に装着するものを挙げることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平０８−３１３７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述のような光結合方法においては、導波路基板の端面に円柱形状部のような光結合部を形成する際に、十分な光結合効率を得るためにその形状をミクロンオーダーで高精度に加工する必要があり、非常に高度な加工技術を要するという問題があった。また、導波路基板の材質、構成に応じて加工条件の最適化が必要となる等の問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を改善するためになされたものであり、形成が容易であるとともに、他の光伝搬構造体と光導波路との光結合効率を十分に確保することができる光コネクタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る光コネクタは、光伝送構造体と光導波路とを光結合する光コネクタにおいて、前記光導波路は、他の光伝送構造体と光結合可能なフィルム状導波路であり、該フィルム状導波路の一部を積載する平坦部を有するとともに前記平坦部の両端からフィルム状導波路の短手方向を挟んで立設した立設部を有するコ字状の積載部と、平面視において一方の端部から他方の端部にわたって途中に前記積載部を搭載するフィルム状導波路搭載部を有する支持台部と、少なくともフィルム状導波路搭載部の前記他の光伝送構造体側の端部近傍で前記フィルム状導波路を前記支持台部に押し付ける凸部を備えるとともに前記支持台部と連結する蓋部と、を備え、前記支持台部又は前記蓋部少なくとも一方は、側面から貫通して前記積載部の立設部まで開口した開口孔を両側面に備えている。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る光コネクタは、請求項１に記載の光コネクタにおいて、前記支持台部は、平面視において上面にアライメントマークを備えている。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る光コネクタは、請求項１又は２に記載の光コネクタにおいて、前記蓋部は、平面視において少なくとも前記凹部に面する箇所に開口領域を備えている。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る光コネクタは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光コネクタにおいて、前記支持台部は、前記フィルム導波路が前記他の光伝送構造体との光結合側とは反対側の端部に向かうにつれて傾斜した第１搭載部を備えるとともに、前記蓋部は、前記第１搭載部に対応した傾斜部を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
このような構成の光コネクタは、容易に形成可能であるとともに、積載部をコ字状に形成し、更に積載部と支持台部とを別体で構成することで、光導波路であるフィルム状導波路の積載位置の微調整が平面内で容易にできるため、他の光伝搬構造体とフィルム状導波路との光結合効率を十分に確保することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。なお、各図において、同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示している。図１は積載部を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図である。図２は支持台部を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図であり、(ｄ)は底面図である。図３は蓋部を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図であり、(ｄ)は底面図である。図４は、フィルム状導波路を光コネクタに搭載した状態の一例を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図である。図５は、アライメントマークを示す説明図であり、（ａ）は支持台部側のものを、（ｂ）はフィルム状導波路側のものを示す。各図において、正面図における隠れ線（破線）は、図の簡略化のため、不図示とする。また、図４における隠れ線も一部簡略化のため不図示とする。
【００１３】
本実施形態の光コネクタは、光ファイバ等の光伝搬構造体（不図示）と光導波路とを光結合させるためのものであり、図１乃至図４に示すように、積載部１と、支持台部２と、蓋部３とを備えた構成である。なお、光コネクタを構成する各部１，２，３は、本実施形態においては、アルミで形成しているが、光伝搬構造体と接続する際に十分な剛性を有するとともに、加工容易な材料であればよく、他に例えばステンレス、真鍮といった金属や、ポリカーボネートや、アクリルや、エポキシ等のプラスチックでもよい。
【００１４】
ここで、光導波路は、他の光伝送構造体と光結合可能であるフィルム状導波路Ｆ（図４参照）であり、例えばエポキシ樹脂をベースとし、例えば断面が４０μｍの矩形、各々のピッチが２５０μｍである８本アレイ（不図示）を備え、フィルム幅が３ｍｍ、上クラッド層（不図示）、下クラッド層（不図示）は、各々２０μｍ厚みであり、トータル厚みが８０μｍの構成である。なお、フィルム状導波路Ｆの波長８５０ｎｍでの屈折率は、コア（不図示）で１．６、クラッド（不図示）で１．４である。
【００１５】
積載部１は、図１に示すように、フィルム状導波路Ｆの一部を積載する平坦部１１と、平坦部１１の両端からフィルム状導波路Ｆの短手方向を挟んで例えば９０°で立設した立設部１２とを備えたコ字状形状をなした構成であり、例えば、平坦部１１幅Ｘは３ｍｍ、平坦部１１長さＹは４ｍｍ、立設部１２高さｔは２ｍｍ、平坦部１１厚み、立設部１２厚みは０．５ｍｍとしている。なお、積載面幅Ｘは、積載するフィルム状導波路Ｆの幅に応じて決められるが、既存の定格コネクタのサイズを考慮すると、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましい。また、積載面長さＹは、ハンドリング性を考慮すると、４ｍｍ〜８ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１６】
なお、立設部１２は、平坦部１１の法線方向から平坦部１１に向かって１０°の範囲で傾けるような構成であってもよい。このように平坦部１１側に向かって立設部１２を傾けることで、フィルム状導波路Ｆの仮止めの必要も無くフィルム状導波路Ｆを積載部１内に安定して積載させることが可能となる。
【００１７】
支持台部２は、図２に示すように、平面視において一方の端部から他方の端部にわたってフィルム状導波路搭載部２１を備えている。
【００１８】
本実施形態においては、フィルム状導波路搭載部２１は、他の光伝送構造体と光結合する側の端面側に形成された第２搭載部２１ｂと、その反対の端面側に形成された第１搭載部２１ａを備えている。なお、支持台部２は、第２搭載部２１ｂと第１搭載部２１ａとの間に、積載部１の平坦部１１が底面となるようにして搭載する凹部２１ｃを備えている。
【００１９】
フィルム状導波路Ｆは、図４に示すように、第２搭載部２１ｂ、凹部２１ｃに搭載された積載部１、第１搭載部２１ａ上に配置される。
【００２０】
第１搭載部２１ａは、図２に示すように、凹部２１ｃ側から端部側に向かうにつれて滑らかに例えばＳ字状に傾斜し形成している。第２搭載部２１ｂは、第１搭載部２１ａの凹部２１ｃ側の高さと同一高さで構成されている。第１搭載部２１ａの傾斜は、フィルム状導波路Ｆの放射損失をできる限り緩和するために設けるもので、フィルム状導波路Ｆの放射損失が許容できる範囲でＳ字状の傾斜であればよい。本実施形態においては、図３、図４に示すように、端部側では支持台部２の底面へ到達するように例えば半径Ｒ＝４の円弧を２つ組み合わせ形成している。
【００２１】
なお、凹部２１ｃは、平面視において積載部１の底面積よりも若干（例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度）広く形成されており、積載部１を搭載した際に、平坦部１１が第１搭載部２１ａ、第２搭載部２１ｂと同一高さとなる、つまり、第１搭載部２１ａ、第２搭載部２１ｂ及び凹部２１ｃに配置する積載部１の平坦部１１が同一高さとなるようにその深さを設定することが好ましい。なお、凹部２１ｃの深さは、積載部１を搭載した際に、平坦部１１が第１搭載部２１ａと第２搭載部２１ｂとに対して、フィルム状導波路Ｆが上下に波打ったとしても放射損失が許容できる範囲であれば略同一高さであればよい。
【００２２】
ここで、支持台部２は、図２、図５（ａ）に示すように、第２搭載部２１ｂの表面側の所望の位置にアライメントマーク２３を備えている。また、フィルム状導波路Ｆにも、図５（ｂ）に示すような支持台部２側のアライメントマーク２３に整合するアライメントマークＦ１を設けておく。
【００２３】
積載部１の平坦部１１に積載されたフィルム状導波路Ｆは、積載部１を凹部２１ｃに搭載する際に、お互いのアライメントマーク２３、Ｆ１が整合するように積載部１を後述する最適な位置まで微調整して移動させる。
【００２４】
本実施形態においては、図５（ａ）に示すように、第２搭載部２１ｂのうち、斜線部を１００μｍ突起させており、サイズＬ１＝１．０ｍｍ、Ｍ１＝０．２３ｍｍである。また、フィルム状導波路Ｆでは、図５（ｂ）に示すように、斜線部をコア樹脂で形成してその周囲をクラッド樹脂で覆っており、サイズＬ２＝０．７ｍｍ、Ｍ２＝０．２ｍｍである。この場合、第２搭載部２１ｂ側に合わせると、斜線部に接しないようにお互いのアライメントマーク２３、Ｆ１位置を合わせれば、両アライメントマーク２３、Ｆ１のＭ１、Ｍ２の差から、±１５μｍの範囲で位置決めできるようになっている。
【００２５】
なお、支持台部２側、フィルム状導波路Ｆ側のアライメントマーク２３、Ｆ１の形状は、お互いの配置関係を一致させて整合することができるものであれば、形状は特に限定するものではない。なお、支持台部２に設けたアライメントマーク２３とフィルム状導波路Ｆに設けたアライメントマークＦ１とは、お互いの屈折率の違いから視認可能である。
【００２６】
また、支持台部２は、ある規格に基づいたコネクタや規格外のコネクタと接続するための嵌合穴２４を第２搭載部２１ｂの端面に備えている。
【００２７】
本実施形態においては、ＭＴコネクタ（ＪＩＳ  Ｃ５９８１）（不図示）とフィルム状導波路Ｆを挟み込んだ光コネクタを光結合するため、嵌合穴２４としてはガイドピン穴２４を用いている。
【００２８】
ガイドピン穴２４の高さは、第２搭載部２１ｂの高さよりもフィルム状導波路Ｆの下側クラッド厚み分だけ高くなるよう設定しておくことで、フィルム状導波路Ｆを最適な位置に自然とセットされやすくなる。なお、フィルム状導波路Ｆの下クラッド層は、一般にスピンコート、金型等で形成されるため厚み精度は出やすいものである。ここで、フィルム状導波路Ｆの最適な位置とは、他の光伝搬構造体との間で最低の損失にて光りの受け渡しができる位置をいう。
【００２９】
支持台部２には、後述の蓋部３との連結（固定）に用いるための例えばＭ２のネジ穴２５を上面のフィルム状導波路搭載部２１の両側方向に４ヶ所設けており、また後述の基板４との固定に用いるための例えば直径２．５ｍｍの貫通孔２６を長手方向の両側方に４ヶ所設けている。
【００３０】
蓋部３は、図３に示すように、少なくとも支持台部２の第２搭載部２１ｂの端部近傍に面する凸部３１を備え、凸部３１と第２搭載部２１ｂの端部近傍でフィルム状導波路Ｆを挟みこむ。
【００３１】
また、蓋部３は、図３に示すように、支持台部２の第１搭載部２１ａの傾斜に対応する形状の傾斜部３２を備えている。本実施形態においては、蓋部３は、更に支持台部２のネジ穴２５に対応する直径２．５ｍｍの貫通孔３３を備え、嵌合、ネジ止めにより支持台部２に固定されている。
【００３２】
ここで、本実施形態においては、蓋部３は、支持台部２の凹部２１ｃに直上の領域と支持台部２側に設けたアライメントマーク２３とが見えるように開口した開口領域３４を備えている。この開口領域３４を設けることで、積載部１に積載したフィルム状導波路Ｆを凹部２１ｃに搭載し、蓋部３と支持台部２とを仮固定した後に、フィルム状導波路Ｆの位置を観察しながら微調整可能である。
【００３３】
また、開口領域３４は、最終位置決め後のフィルム状導波路Ｆに対して接着剤を流し込むことができるため、フィルム状導波路Ｆを最適な位置で固定することができる。
【００３４】
蓋部３は、側面から貫通して開口領域３４内において積載部１の立設部１２まで到達する開口孔３５を両側面に備えている。本実施形態においては、開口孔３５は、例えばＭ２のネジ切孔であり、回転方向の調整を可能とするために各側面に例えば３ｍｍずつ離間して２ヶ所ずつ備えた構成である。
【００３５】
蓋部３に設けた開口孔３５から立設部１２に対して到達可能な長さのネジを嵌合させて、積載部１の位置を微調整することでフィルム状導波路Ｆの位置を微調整することができる。なお、開口孔３５は、貫通した孔であればネジ切りされていなくてもよく、この場合、良性ピンをネジの代わりに使用すればよい。
【００３６】
以下、フィルム状導波路Ｆを光コネクタに搭載する方法の一例を図４に基づいて説明する。まず、例えば所望の基板４の表面にフィルム状導波路Ｆを積層成形する。このとき、フィルム状導波路Ｆと基板４との積層成形は、Ｂステージ化（半硬化）されたプリプレグ（不図示）を敷き、一般的なプリント基板で使用される加熱加圧成形を用いて行った。なお、フィルム状導波路Ｆは、光コネクタの積載部１、第１搭載部２１ａ、第２搭載部２１ｂに積載する領域が必要であり、基板４表面から遊離した遊離領域を形成するために、プリプレグを除去して、この遊離領域に圧力がかからないように使用する熱板（不図示）のサイズを選択している。なお、フィルム状導波路Ｆは、基板４の表面に積載されるような構成の他に、前述の遊離領域さえ確保できれば、基板４内に埋め込まれた状態の構成であってもよい。
【００３７】
フィルム状導波路Ｆと一体化した基板４と、支持台部２とは、基板４に予め形成しておいたスルーホール４１と支持台部２の貫通孔２６とボルト、ナット２７、４２を用いて固定する。
【００３８】
フィルム状導波路Ｆの遊離領域を積載部１の平坦部１１に乗せ、例えば瞬間的に固定可能な接着剤にて仮固定する。この状態の積載部１を、フィルム状導波路Ｆの遊離領域の端面が支持台部２の第２搭載部２１ｂ側の端面に合うように位置調整しながら凹部２１ｃに搭載し、更に蓋部３を支持台部２に対して覆い被せてネジ３７でネジ止め固定を行った。この際、ネジ止め固定は、フィルム状導波路Ｆの位置を微調整可能な範囲で若干緩めにしておく。フィルム状導波路Ｆの一方の端部（遊離領域の端部）は、図４に示すように、支持台部２と蓋部３の凸部３１で挟み込まれながら、他の光伝送構造体と光結合可能に光コネクタ端部から露出されている。
【００３９】
次に、蓋部３の表面の開口領域３４から実体顕微鏡（不図示）を通して、支持台部２側、フィルム状導波路Ｆ側双方に形成したアライメントマーク２３、Ｆ１を視認して、蓋部３の側面に設けたネジ切孔からネジを挿入し、双方のアライメントマーク２３、Ｆ１が整合する位置に積載部１を微調整する。
【００４０】
更に、支持台部２側、フィルム状導波路Ｆ側双方に形成したアライメントマーク２３、Ｆ１自身の作製上等の誤差を考慮すると、光コネクタへ配置されたフィルム状導波路Ｆと、光源（不図示）及び光伝搬構造体である光ファイバ（不図示）と接続されたＭＴコネクタとを接合させて実際に光を通して、お互いの光結合の状態を光パワーメータ（不図示）でモニタリングしながら、フィルム状導波路Ｆを最適な位置へ最終調整する。
【００４１】
そして、フィルム状導波路Ｆは、最適な位置に調整されると、ネジ止めを仮固定状態から本固定し、蓋部３の開口領域３４からクラッドと同じ材料であるＵＶ硬化樹脂（不図示）を流し込み、超高圧水銀灯を約１０００ｍＪ照射することで硬化させてフィルム状導波路Ｆを最適な位置に固定する。
【００４２】
なお、蓋部３に設けた開口領域３４が、アライメントマーク２３を視認できないような大きさである場合や、蓋部３に開口領域３４を設けない場合は、支持台部２の凹部２１ｃに積載部１を搭載した時点で、支持台部２側、フィルム状導波路Ｆ側双方に形成したアライメントマーク２３、Ｆ１を視認して微調整し、その場で前述のＵＶ硬化樹脂を凹部２１ｃへ流し込んで硬化させれば良い。
【００４３】
本実施形態に係る光コネクタは、容易に形成可能であるとともに、積載部１をコ字状に形成し、更に積載部１と支持台部２とを別体で構成することで、フィルム状導波路Ｆの積載位置の微調整が平面内で容易にできるため、他の光伝搬構造体とフィルム状導波路Ｆとの光結合効率を十分に確保することができる。
【００４４】
また、光コネクタと、基板と一体化されたフィルム状導波路Ｆとを備える光導波路部品も容易に形成可能である。
【００４５】
ここで、本実施形態においては、積載部１の立設部１２まで開口した開口孔３５は、蓋部３に設けているが、支持台部２に設けるような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態に係る積載部を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２】本実施形態に係る支持台部を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、(ｄ)は底面図である。
【図３】本実施形態に係る蓋部を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図であり、(ｄ)は底面図である。
【図４】本実施形態に係るフィルム状導波路を光コネクタに搭載した状態の一例を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図である。
【図５】本実施形態に係るアライメントマークを示す説明図であり、（ａ）は支持台部側のもの、（ｂ）はフィルム状導波路側のものを示す。
【符号の説明】
【００４７】
１  積載部
２  支持台部
３  蓋部
４  基板
１１  平坦部
１２  立設部
２１  フィルム状導波路搭載部
２１ａ  第１搭載部
２１ｂ  第２搭載部
２１ｃ  凹部
２３  アライメントマーク
３１  凸部
３２  傾斜部
３４  開口領域
３５  開口孔
【図１】
0004661392.tif 000002
【図２】
0004661392.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004661392.tif 000005
【図５】
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