(57)【要約】【課題】光損失が少なく、組付け性及び組付け精度の良好な光配線基板を提供する。【解決手段】本発明の光配線基板は、電気信号を光に変換する発光素子４と光を電気信号に変換する受光素子５とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板１と、一方のミラー面６と他方のミラー面７とが間隔を開けて形成されかつ一方のミラー面６により反射された光を他方のミラー面７に向けて伝送する光導波路８が一方のミラー面６と他方のミラー面７との間に形成された光導波路シート３と、電装基板１と光導波路シート３との間に介在されかつ発光素子４からの光を平行光束に変換して一方のミラー面６に導くコリメートレンズ９が形成されたコリメートレンズシート２とが積層して形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートと、前記電装基板と前記光導波路シートとの間に介在されかつ前記発光素子からの光を平行光束に変換して前記一方のミラー面に導くコリメートレンズが形成されたコリメートレンズシートとが積層して形成されている光配線基板。
【請求項２】
前記コリメートレンズシートには、前記受光素子に対向する貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光配線基板。
【請求項３】
前記光導波路シートが複数枚積層して設けられ、前記発光素子と前記受光素子とは該複数枚の光導波路シートのそれぞれに対応して設けられ、前記コリメートレンズシートには前記各発光素子にそれぞれ対応するコリメートレンズが設けられ、前記各光導波路シートのうち前記コリメートレンズシートから遠い側に存在する光導波路シートの間に存在する中間光導波路シートには、前記コリメートレンズシートから遠い側の光導波路シートに対応して設けられた発光素子から発せられかつ該発光素子に対応するコリメートレンズにより平行光束に変換された光束を前記コリメートレンズシートから遠い側の光導波路シートの一方のミラー面に導く貫通穴と、当該一方のミラー面により反射されかつ当該一方のミラー面が臨む光導波路を伝搬されしかも当該光導波路に臨む他方のミラー面により反射された光を当該遠い側の光導波路シートに対応して設けられた受光素子に導く貫通穴とが形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光配線基板。
【請求項４】
電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートとを備え、前記光導波路シートの一方のミラー面が前記発光素子からの光を平行光束に変換して前記他方のミラー面に導く湾曲面とされていることを特徴とする光配線基板。
【請求項５】
前記光導波路シートが複数枚積層して設けられ、前記発光素子と前記受光素子とは該複数枚の光導波路シートのそれぞれに対応して設けられ、前記各光導波路シートのうち前記電装基板から遠い側に存在する光導波路シートの間に存在する中間光導波路シートには、前記電装基板よりも遠い側の光導波路シートに対応して設けられた発光素子から発せられた光束を当該電装基板よりも遠い側の光導波路シートの一方のミラー面に導く貫通穴と、前記電装基板よりも遠い側の光導波路シートの一方のミラー面により反射されて平行光束に変換されかつ当該一方のミラー面が臨む光導波路を伝搬されしかも当該光導波路に臨む他方のミラー面により反射された平行光束を前記電装基板よりも遠い側の光導波路シートに対応して設けられた受光素子に導く貫通穴とが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光配線基板。
【請求項６】
前記電装基板がフレキシブル基板からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光配線基板。
【請求項７】
前記発光素子が面発光レーザであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光配線基板。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光配線基板を搭載した超高速光通信システム。
【請求項９】
電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートと、前記電装基板と前記光導波路シートとの間に介在されかつ前記発光素子からの光を平行光束に変換して前記一方のミラー面に導くコリメートレンズが形成されたコリメートレンズシートとが積層して形成されている光配線基板の前記光導波路シートに一方のミラー面と他方のミラー面とを形成する光配線基板のミラー面形成装置であって、
一方のミラー面に対応する転写面が形成されかつ回転軸を有ししかも該回転軸にヒータが設けられた一方のミラー金型と、他方のミラー面に対応する転写面が形成されかつ回転軸を有ししかも該回転軸にヒータが設けられた他方のミラー金型と、両ミラー金型を軸方向に可動させると共に該軸と互いに直交する二次元座標方向に両ミラー金型を可動させる移動ステージと、前記発光素子から発せられかつ両転写面を経由して前記受光素子に導かれた光束の光量をモニターするモニター装置とを有する光配線基板のミラー面形成装置。
【請求項１０】
前記光導波路シートが複数枚であり、各光導波路シートのそれぞれに前記各ミラー面が転写可能であることを特徴とする請求項９に記載の光配線基板のミラー面形成装置。
【請求項１１】
電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートとを備え、前記光導波路シートの一方のミラー面が前記発光素子からの光を平行光束に変換して前記他方のミラー面に導く湾曲面とされている光配線基板の前記光導波路シートに一方のミラー面と他方のミラー面とを形成する光配線基板のミラー面形成装置であって、
一方のミラー面に対応する転写面が形成されかつ回転軸を有ししかも該回転軸にヒータが設けられた一方のミラー金型と、他方のミラー面に対応する転写面が形成されかつ回転軸を有ししかも該回転軸にヒータが設けられた他方のミラー金型と、両ミラー金型を軸方向に可動させると共に該軸と互いに直交する二次元座標方向に両ミラー金型を可動させる移動ステージと、前記発光素子から発せられかつ両転写面を経由して前記受光素子に導かれた光束の光量をモニターするモニター装置とを有する光配線基板のミラー面形成装置。
【請求項１２】
前記光導波路シートが複数枚であり、各光導波路シートのそれぞれに前記各ミラー面が転写可能であることを特徴とする請求項１１に記載の光配線基板のミラー面形成装置。
【請求項１３】
電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートとを有する光配線基板の前記光導波路シートに一方のミラー面と他方のミラー面とを形成する光配線基板のミラー面形成方法であって、
前記電装基板と前記各ミラー面が未形成の光導波路シートとを積層するステップと、
一方のミラー面に対応する転写面が形成された一方のミラー金型と他方のミラー面に対応する転写面が形成された他方のミラー金型とを該光導波路シートに接近させる接近ステップと、
前記両ミラー金型の転写面を介して得られた光束の光量をモニターするモニターステップと、
前記光束の光量が大きくなる方向に両ミラー金型を調整する調整ステップと、  前記両ミラー金型を加熱すると共に前記光導波路シートに押しつけてミラー面を形成するミラー面形成ステップと、
前記両ミラー金型を前記光配線基板から離反させる離反ステップと、
を含むことを特徴とする光配線基板のミラー面形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光配線基板及びこの光配線基板のミラー面形成装置及びこの光配線基板のミラー面形成方法及びこれを用いた超高速光通信システムに関し、例えば、PC基板、モバイル用基板、その他の通信機器用基板等の電気回路基板上の電気素子チップ間や電気回路基板相互間等の信号を光学的に接続するための光導波路シートと光学素子とを含む光配線基板（光導波路装置）、その光配線基板を用いた超高速光通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットに代表されるInternet  Protocolトラフィックの量は、安価なADSLに牽引されながら、その加入者は１７００万人を越えるまでに達している。
【０００３】
最近では、ADSLやCATVに加えて、より高速のFTTH(Fibwer to the HOME)が急速に伸びており、光ファイバーを用いた写真のブロードバンド環境が実現されつつある。また、西暦２００１年より始まった「第二期科学技術基本計画」においては「情報通信」は重点分野の一つとして取り上げられており、IP・デジタル化、ブロードバンド化の波は着実に進展している。
【０００４】
このような状況において、このブロードバンドサービスを支えるのは超高速の基幹系であり、低消費電力・省スペース・高利用効率な新システム創世への期待が大きい。
【０００５】
なかでも、超高速光通信システムは、電気変換を使わない全光高速信号処理等による低消費電力化、WDM(Wavelength Division Multiplexing:波長分割多重)ノードにおける信号制御の簡素化等、時代に即した光技術として注目を浴びつつある。
【０００６】
また、公衆光通信網ばかりでなく、コンピュータやルータのバックプレーン、構内LAN(Local Area Network)／SAN(Strong Area Network)等にも高速化の波が押し寄せている。更に、超高解像度の画像を圧縮せずにON−LINEリアルタイムで伝送したり、携帯可能で高画質なテレビ電話をする等、放送や医療の分野からも超高速ネットワークの実現に向けてのニーズが高い。
【０００７】
近年の光通信国際会議では、１６０Gｂ/ｓ  OTDM（Optica  TIME  Division  Multiplexing）伝送実験の報告はあたりまえのようになっており、更に、フェムト秒領域の超短パルスを用いた３２０Gｂ/ｓ―１Tb/ｓ  OTDM伝送やコンピュータ間の超高速コネクト等、色々な方面での研究開発が展開されている。
【０００８】
また、その一方で１００Gｂ/ｓで動作する電子デバイスやEA(Electroabsorption)変調器が既に報告されており、一挙に１６０Gｂ/ｓ  ETDM（Electrical  Time  Division  Multiplexing）の伝送は無理にしても、１００Gｂ/ｓを超えるETDM伝送は数年後には実現される可能性が高い。
【０００９】
ここで、プロセッサーの処理能力の向上とメモリの大容量化が、コンピューターシステムの飛躍的な性能向上をもたらしてきたが、その結果、LSI間を接続する配線のスピードがシステム全体の性能を制限する、いわゆる「配線ボトルネック問題」が新たな課題として捉えられるようになってきた。
【００１０】
また、近年携帯電話機やデジタルAV機器名などの性能の飛躍的な向上により、その相互接続が、無線、有線を混合してあらゆる周波数で実現してきている。  そのため、電気基板からの電磁放射ノイズ（Electromagnetic Interference:EMI）や外界からの電波混入に対する耐性（Immunity）、不完全接合による信号の乱れ等によるデジタル機器の誤動作に対する対策が急務となってきている。
【００１１】
こうした電磁波問題については近年増加してきており、基本的に電磁波無誘導である光配線が、このボトルネックを根本から解消できるものとして期待されている。
【００１２】
これらの光配線基板として、従来から、信号光が入射される信号光入射部と、入射しかつ伝播された信号光を出射する信号光出射部とを有し、信号光入射部から入射した信号光の光路上に、信号光を光伝送層内に向けて拡散させる光拡散体を備えるとともに、光拡散体で拡散した後の信号光のうち少なくとも一部の信号光の光路を、シート面に対してより平行な角度で進むように変更する光路変更部を備えた光バスが知られている（特許文献1参照）。
【００１３】
また、電気配線を有する電装基板と、電装基板上に設けられて光電気変換素子を有する光電気複合素子と、電装基板上に設けられてこの電装基板の面と平行に光信号が伝送される光導波路が形成された光配線と、電装基板上に設けられて光導波路を搬送される光信号とこの光信号に対して交差する向きに搬送されて光電気変換素子に入出力する光信号とを結合する光偏向素子を有する光素子とを有する光配線基板も知られている（特許文献２参照）。
【００１４】
更に、情報処理装置の複数の電気回路基板間のバス接続に光導波路シートを用いる方法が開示されている（特許文献３参照）。
【００１５】
この特許文献等３には、光導波路シートと電気回路基板とを独立して垂直に結合させ、光素子を電気回路基板の入出力ポートに実装し、光導波路シートと45度ミラーを介して結合させる構成となっている。
【００１６】
このものでは、光導波路シートが２次元スラブ導波路とされ、積層方向に信号多重化するようにされている。この場合、２次元的に光結合するために面入射した光をあらゆる方向に拡散させるために、円錐状の突起を光伝送層内に設けることも検討されている。
【特許文献１】特開平10-206677号公報
【特許文献２】特開2004-233894号公報
【特許文献３】特許第３５００８４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、その特許文献等３に記載の光素子は、電気回路基板や光導波路に対して光を垂直に出入射させて結合するので、45度ミラー等の光路変換手段が必要になる。そこで、効率良く光素子を光導波路と結合させるために、アライメント作業あるいはアライメントのためのガイド部材等が必要である。
【００１８】
これが光配線のコストアップにつながり、光導波路を電気回路と混載させる上で大きな障害となっている。また、従来のように、光素子と光導波路を別々に設計して組み合わせる方法の場合、回路毎に最適化した光導波体が必要で、45度ミラーや光素子の位置の設計変更があった場合の対処が問題になる。
【００１９】
すなわち、回路基板に応じた多品種の光導波路シートを作製することになり、生産コストが上昇する。
【００２０】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、光損失が少なく、組付け性及び組付け精度の良好な光配線基板、この光配線基板のミラー面形成装置及びこの光配線基板のミラー面形成方法及びこれを用いた超高速光通信システムを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１に記載の光配線基板は、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートと、前記電装基板と前記光導波路シートとの間に介在されかつ前記発光素子からの光を平行光束に変換して前記一方のミラー面に導くコリメートレンズが形成されたコリメートレンズシートとが積層して形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項２に記載の光配線基板は、前記コリメートレンズシートに、前記受光素子に対向する貫通穴が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の光配線基板は、前記光導波路シートが複数枚積層して設けられ、前記発光素子と前記受光素子とは該複数枚の光導波路シートのそれぞれに対応して設けられ、前記コリメートレンズシートには前記各発光素子にそれぞれ対応するコリメートレンズが設けられ、前記各光導波路シートのうち前記コリメートレンズシートから遠い側に存在する光導波路シートの間に存在する中間光導波路シートには、前記コリメートレンズシートよりも遠い側の光導波路シートに対応して設けられた発光素子から発せられかつ該発光素子に対応するコリメートレンズにより平行光束に変換された光束を前記コリメートレンズシートから遠い側の光導波路シートの一方のミラー面に導く貫通穴と、当該一方のミラー面により反射されかつ当該一方のミラー面が臨む光導波路を伝搬されしかも当該光導波路に臨む他方のミラー面により反射された光を当該遠い側の光導波路シートに対応して設けられた受光素子に導く貫通穴とが形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の光配線基板は、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートとを備え、前記光導波路シートの一方のミラー面が前記発光素子からの光を平行光束に変換して前記他方のミラー面に導く湾曲面とされていることを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載の光配線基板は、前記光導波路シートが複数枚積層して設けられ、前記発光素子と前記受光素子とは該複数枚の光導波路シートのそれぞれに対応して設けられ、前記各光導波路シートのうち前記電装基板から遠い側に存在する光導波路シートの間に存在する中間光導波路シートには、前記電装基板よりも遠い側の光導波路シートに対応して設けられた発光素子から発せられた光束を当該電装基板よりも遠い側の光導波路シートの一方のミラー面に導く貫通穴と、前記電装基板よりも遠い側の光導波路シートの一方のミラー面により反射されて平行光束に変換されかつ当該一方のミラー面が臨む光導波路を伝搬されしかも当該光導波路に臨む他方のミラー面により反射された平行光束を前記電装基板よりも遠い側の光導波路シートに対応して設けられた受光素子に導く貫通穴とが形成されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項６に記載の光配線基板は、前記電装基板がフレキシブル基板からなることを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の光配線基板は、前記発光素子が面発光レーザであることを特徴とする。
【００２８】
請求項８に記載の超高速光通信システムは、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光配線基板を搭載していることを特徴とする。
【００２９】
請求項９に記載の光配線基板のミラー面形成装置は、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートと、前記電装基板と前記光導波路シートとの間に介在されかつ前記発光素子からの光を平行光束に変換して前記一方のミラー面に導くコリメートレンズが形成されたコリメートレンズシートとが積層して形成されている光配線基板の前記光導波路シートに一方のミラー面と他方のミラー面とを形成するものであって、
一方のミラー面に対応する転写面が形成されかつ回転軸を有ししかも該回転軸にヒータが設けられた一方のミラー金型と、他方のミラー面に対応する転写面が形成されかつ回転軸を有ししかも該回転軸にヒータが設けられた他方のミラー金型と、両ミラー金型を軸方向に可動させると共に該軸と互いに直交する二次元座標方向に両ミラー金型を可動させる移動ステージと、前記発光素子から発せられかつ両転写面を経由して前記受光素子に導かれた光束の光量をモニターするモニター装置とを有することを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に記載の光配線基板のミラー面形成装置は、前記光導波路シートが複数枚であり、各光導波路シートのそれぞれに前記各ミラー面が転写可能であることを特徴とする。
【００３１】
請求項１１に記載の光配線基板のミラー面形成装置は、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートとを備え、前記光導波路シートの一方のミラー面が前記発光素子からの光を平行光束に変換して前記他方のミラー面に導く湾曲面とされている光配線基板の前記光導波路シートに一方のミラー面と他方のミラー面とを形成するものであって、
一方のミラー面に対応する転写面が形成されかつ回転軸を有ししかも該回転軸にヒータが設けられた一方のミラー金型と、他方のミラー面に対応する転写面が形成されかつ回転軸を有ししかも該回転軸にヒータが設けられた他方のミラー金型と、両ミラー金型を軸方向に可動させると共に該軸と互いに直交する二次元座標方向に両ミラー金型を可動させる移動ステージと、前記発光素子から発せられかつ両転写面を経由して前記受光素子に導かれた光束の光量をモニターするモニター装置とを有することを特徴とする。
【００３２】
請求項１２に記載の光配線基板のミラー面形成装置は、前記光導波路シートが複数枚であり、各光導波路シートのそれぞれに前記各ミラー面が転写可能であることを特徴とする。
【００３３】
請求項１３光配線基板のミラー面形成方法は、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を前記他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が前記一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートとを有する光配線基板の前記光導波路シートに一方のミラー面と他方のミラー面とを形成するものであって、
前記電装基板と前記各ミラー面が未形成の光導波路シートとを積層するステップと、一方のミラー面に対応する転写面が形成された一方のミラー金型と他方のミラー面に対応する転写面が形成された他方のミラー金型とを該光導波路シートに接近させる接近ステップと、
前記両ミラー金型の転写面を介して得られた光束の光量をモニターするモニターステップと、
前記光束の光量が大きくなる方向に両ミラー金型を調整する調整ステップと、  前記両ミラー金型を加熱すると共に前記光導波路シートに押しつけてミラー面を形成するミラー面形成ステップと、
前記両ミラー金型を前記光配線基板から離反させる離反ステップと、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
請求項１、請求項２に記載の光配線基板によれば、ミラー面とミラー面との間に光導波路が存在する光導波路シートと、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板との間に、発光素子からの光を平行光束に変換して一方のミラー面に導くコリメートレンズが形成されたコリメートレンズシートを介在させる構成としたので、組み付け調整が容易で、かつ、発光素子から発せられた光の平行光束への変換が容易となり、光損失の少ない光配線基板を提供できる。
【００３５】
請求項３に記載の光配線基板によれば、複数枚の光導波路シートを積層する構成としたので、各光導波路を曲げて形成する必要がなくなり、光損失を低減できる。
【００３６】
請求項４に記載の光配線基板によれば、請求項１に記載の効果の他、光導波路シートに形成された一方のミラー面を、発光素子からの光を平行光束に変換して他方のミラー面に導く湾曲面としたので、コリメートレンズシートを電装基板と光導波路シートとの間に介在させる必要がなくなり、光配線基板の薄型化を図ることができる。
【００３７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３と同様の効果を奏する。
【００３８】
請求項６に記載の光配線基板によれば、電装基板をフレキシブル基板により構成したので、この光配線基板を搭載する超高速光通信システム等の設計の自由度を向上させることができる。
【００３９】
請求項７に記載の光配線基板によれば、発光素子として面発光レーザを用いたので、消費電力の抑制を図ることができる。
【００４０】
請求項８に記載の超高速光通信システムによれば、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光配線基板を搭載しているので、
電装基板からの電磁放射ノイズ（Electromagnetic Interference:EMI）や外界からの電波混入に対する耐性（Immunity）、不完全接合による信号の乱れ等によるデジタル機器の誤動作等の電磁波問題については、基本的に電磁波無誘導である光配線を用いているので、解消できる。
【００４１】
請求項９、請求項１０に記載の光配線基板のミラー面形成装置によれば、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ前記一方のミラー面により反射された光を他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が一方のミラー面と他方のミラー面との間に形成された光導波路シートと、電装基板と光導波路シートとの間に介在されかつ発光素子からの光を平行光束に変換して一方のミラー面に導くコリメートレンズが形成されたコリメートレンズシートとが積層して形成されている光配線基板を形成する際に、両ミラー面が未形成の光導波路シートを電装基板に積層した状態で、かつ、両ミラー面形成用のミラー金型の転写面により反射された光束の光量をモニターして、発光素子と受光素子とに対して適正な位置関係のミラー面を形成できるので、光量損失を抑制可能な光配線基板の製作が容易である。
【００４２】
請求項１０に記載の光配線基板のミラー面形成装置も請求項９に記載の効果と同様の効果を奏する。
【００４３】
請求項１１、請求項１２に記載の光配線基板のミラー面形成装置によれば、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ一方のミラー面により反射された光を他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が一方のミラー面と他方のミラー面との間に形成された光導波路シートとを備え、光導波路シートの一方のミラー面が発光素子からの光を平行光束に変換して他方のミラー面に導く湾曲面とされている光配線基板を形成する際に、両ミラー面が未形成の光導波路シートを電装基板に積層した状態で、かつ、両ミラー面形成用のミラー金型の転写面により反射された光束の光量をモニターして、発光素子と受光素子とに対して適正な位置関係のミラー面を形成できるので、光量損失を抑制可能な光配線基板の製作が容易である。
【００４４】
請求項１３光配線基板のミラー面形成方法によれば、電気信号を光に変換する発光素子と光を電気信号に変換する受光素子とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板と、一方のミラー面と他方のミラー面とが間隔を開けて形成されかつ一方のミラー面により反射された光を他方のミラー面に向けて伝送する光導波路が一方のミラー面と前記他方のミラー面との間に形成された光導波路シートとを有する光配線基板を形成する際に、両ミラー面が未形成の光導波路シートを電装基板に積層した状態で、かつ、両ミラー面形成用のミラー金型の転写面により反射された光束の光量をモニターして、発光素子と受光素子とに対して適正な位置関係のミラー面を形成できるので、光量損失を抑制可能な光配線基板の製作が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に、本発明に係わる光配線基板及びこの光配線基板のミラー面形成装置及びこの光配線基板のミラー面形成方法を図面を参照しつつ説明する。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
図１は本発明に係わる光配線基板の構成を示す断面図である。この図１において、１は電装基板、２はコリメートレンズシート、３は光導波路シートである。この電装基板１、コリメートレンズシート２、光導波路シート３は積層されている。
【００４７】
電装基板１には、電気信号を光に変換する発光素子４と光を電気信号に変換する受光素子５とが間隔を開けて設けられている。この電装基板１にはその発光素子４、受光素子５を図示を略す回路素子に配線接続するための電気配線が形成されている。
【００４８】
光導波路シート３には一方のミラー面６と他方のミラー面７とが間隔を開けて形成されていると共にその一方のミラー面６により反射された光を他方のミラー面７に向けて伝送する光導波路８が一方のミラー面６と他方のミラー面７との間に形成されている。
【００４９】
コリメートレンズシート２は、電装基板１と光導波路シート３との間に介在されている。このコリメートレンズシート２には発光素子４からの光を平行光束Ｐに変換して一方のミラー面６に導くコリメートレンズ９が形成されている。コリメートレンズ９の焦点位置は発光素子４の発光点４’に一致されている。電装基板１、コリメートレンズシート２には、受光素子５に対向する貫通穴１０が形成されている。また、電装基板１には発光素子４の光束をコリメートレンズ９に導く貫通穴が形成されている。この貫通穴にも符号１０を付する。
【００５０】
この実施例１によれば、電装基板１と光導波路シート３との間にコリメートレンズ９を有するコリメートレンズシート２を介在させたので、発光素子４からの出射光を平行光束Ｐとして一方のミラー面６で光導波路８の方向へ光を偏向することが容易になると共に、光配線基板の製造工程の簡略化が容易になる。
【００５１】
また、光導波路シート３とコリメートレンズシート２とを図示を略すアライメントマーク等を用いて容易に位置決めできるので、光配線基板の製作精度の向上を図ることもできる。
【００５２】
この実施例１によれば、図２に示すように、光導波路シート３に光導波路８と、ミラー面６、７とを形成したので、発光素子４から発せられた信号光の光損失を低減できる。なお、この図２にはミラー面７のみが示されている。
【００５３】
電装基板１はポリイミド樹脂等を積層して形成したフレキシブル基板であっても良い。フレキシブル基板を用いた場合、光配線基板を反らせたり曲げたりできるので、搭載するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のシステムの設計自由度が向上する。また直角に曲げたりすることがない限り、光損失の増大を招くことは少ない。
【００５４】
この光配線基板は超高速光通信システムの各構成装置に搭載可能である。この光配線基板を超高速光通信システムに用いると、光配線基板からの電磁放射ノイズ（Electromagnetic Interference:EMI）や外界からの電波混入に対する耐性（Immunity）、不完全接合による信号の乱れなどによるデジタル機器の誤動作等、基本的には電磁波無誘導の光配線であるので、電磁波問題については解消できる。
【００５５】
その発光素子４に、消費電力の少ない面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser :VCSEL）を用いると、発光素子４を光配線基板に複数個搭載しても光配線基板の全体としての消費電力を低く抑えることができる。
（実施例２）
図３は本発明の実施例２に係わる光配線基板の断面図、図４は図３に示す光配線基板の分解斜視図である。この図３において、図１と同一構成要素については同一符号が付されている。
【００５６】
この実施例２は、光導波路シート３を複数枚積層して設ける構成を説明するためのものであり、この図３、図４では、光導波路シート３は２枚の光導波路シート３Ａ、３Ｂから構成されている。光導波路シート３Ａはコリメートレンズシート２に近い側に存在し、光導波路シート３Ｂはコリメートレンズシート２から遠い側に存在している。
【００５７】
この図３では、その光導波路シート３Ａが各光導波路シート３のうちコリメートレンズシート２から遠い側に存在する光導波路シート３Ｂの間に存在する中間光導波路シートである。
【００５８】
発光素子４と受光素子５とは複数枚の光導波路シート３のそれぞれに対応して設けられている。光導波路シート３Ａに対応する発光素子、受光素子にそれぞれ符号４Ａ、符号５Ａを付する。光導波路シート３Ｂに対応する発光素子、受光素子にそれぞれ符号４Ｂ、符号５Ｂを付する。
【００５９】
コリメートレンズシート２には各発光素子４Ａ、４Ｂにそれぞれ対応するコリメートレンズ９Ａ、９Ｂと各受光素子５Ａ、５Ｂにそれぞれ対応する貫通穴１０Ａ、１０Ｂとが設けられている。
【００６０】
光導波路シート３Ａには、コリメートレンズシート２よりも遠い側の光導波路シート３Ｂに対応して設けられた発光素子４Ｂから発せられかつ発光素子４Ｂに対応するコリメートレンズ９Ｂにより平行光束に変換された光束を光導波路シート３Ｂの一方のミラー面６に導く貫通穴１１と、光導波路シート３Ｂの一方のミラー面６により反射されかつこの光導波路シート３Ｂの光導波路８を伝搬されしかもこの光導波路８の他方のミラー面７により反射された平行光束Ｐを光導波路シート（中間光導波路シート）３Ａよりも遠い側の光導波路シート３Ｂに対応して設けられた受光素子５Ｂに導く貫通穴１２とが形成されている。
【００６１】
この実施例２によれば、複数枚の光導波路シート３を積層する構成としたので、各光導波路８を曲げて形成する必要がなくなり、光損失を低減できる。
【００６２】
この実施例２では光導波路シート３を２枚構成としたが、図５に示すように、３枚以上の構成とすることもできる。
【００６３】
この図５において、符号３Ｃはコリメートレンズシート２に対して光導波路シート３Ｂよりもより遠い側に存在する光導波路シート、符号９Ｃはこの光導波路シート３Ｃに対応するコリメートレンズ、符号４Ｃはこの光導波路シート３Ｃに対応する発光素子、符号５Ｃはこの光導波路シート３Ｃに対応する受光素子、符号１０Ｃはその受光素子５Ｃに対応する貫通穴である。、
この図５では、光導波路シート３Ａ、３Ｂは、各光導波路シート３Ａ、３Ｂ、３Ｃのうちコリメートレンズシート２から遠い側に存在する光導波路シート３Ｃの間に存在する中間光導波路シートとなっている。
【００６４】
この光導波路シート３Ａ、３Ｂには、コリメートレンズシート２から遠い側の光導波路シート３Ｃに対応して設けられた発光素子４Ｃから発せられかつこの発光素子４Ｃに対応するコリメートレンズ９Ｃにより平行光束に変換された光束を光導波路シート３Ｃの一方のミラー面６に導く貫通穴１３、１４と、光導波路シート３Ｃの一方のミラー面６により反射されかつこの光導波路シート３Ｃの光導波路８を伝搬されしかもこの光導波路８に臨む他方のミラー面７により反射された光をこの光導波路シート３Ｃに対応して設けられた受光素子５Ｃに導く貫通穴１５、１６とがそれぞれ形成されている。その光導波路シート３は４枚以上の構成であっても良い。
【００６５】
すなわち、光導波路シート３を複数枚積層して設け、発光素子４と受光素子５とをこの複数枚の光導波路シート３のそれぞれに対応して設け、そのコリメートレンズシート２に各発光素子にそれぞれ対応するコリメートレンズ９を形成し、各光導波路シート３のうちコリメートレンズシート２から遠い側に存在する光導波路シート３Ｃとコリメートレンズシート２との間に存在する各中間光導波路シート３Ａ、３Ｂに、コリメートレンズシート２から遠い側の光導波路シート３Ｃに対応して設けられた発光素子４Ｃから発せられかつこの発光素子４Ｃに対応するコリメートレンズ９Ｃにより平行光束Ｐに変換された光束をコリメートレンズシート２よりも遠い側の光導波路シート３Ｃの一方のミラー面６に導く貫通穴１３、１４と、この一方のミラー面６により反射されかつこの一方のミラー面６が臨む光導波路８を伝搬されしかもこの光導波路８に臨む他方のミラー面７により反射された平行光束Ｐをこの遠い側の光導波路シート３Ｃに対応して設けられた受光素子５に導く貫通穴１５、１６とを形成する構成としても良い
（実施例３）
図６は本発明の実施例３に係わる光配線基板の断面図である。この実施例３では、コリメートレンズシート２が設けられておらず、光導波路シート３が電装基板１に直接接合されている。
【００６６】
その光導波路シート３は、互いに間隔を開けて設けられた一方のミラー面６と他方のミラー面７とを有する。その一方のミラー面６は、発光素子４からの光を平行光束に変換して他方のミラー面７に導く湾曲面とされている。そのミラー面６の焦点は発光素子４の発光点４’に一致されている。このミラー面６はミラー金型２０によって形成される。このミラー金型２０の構成については後述する。
【００６７】
この実施例３によれば、発光素子４から出射される光束を光導波路シート３の一方のミラー面６により平行光束Ｐに変換できるので、コリメートレンズシート２を省くことができることになり、実施例１の光配線基板よりも光損失を低減できる。
【００６８】
また、コリメートレンズシート２を電装基板１と光導波路シート３との間に介在させる必要がなくなり、光配線基板の薄型化を図ることができる。
【００６９】
この実施例３では、光導波路シート３を１枚の構成としたが、光導波路シート３を複数枚積層する構成とすることもできる。
【００７０】
すなわち、光導波路シートを複数枚積層して設け、発光素子と受光素子とをこの複数枚の光導波路シートのそれぞれに対応して設け、各光導波路シートのうち電装基板から遠い側に存在する光導波路シートの間に存在する中間光導波路シートに、電装基板よりも遠い側の光導波路シートに対応して設けられた発光素子から発せられた光束をこの電装基板よりも遠い側の光導波路シートの一方のミラー面に導く貫通穴と、その電装基板よりも遠い側の光導波路シートの一方のミラー面により反射されて平行光束に変換されかつこの一方のミラー面が臨む光導波路を伝搬されしかもこの光導波路に臨む他方のミラー面により反射された平行光束をその電装基板よりも遠い側の光導波路シートに対応して設けられた受光素子に導く貫通穴とを形成する構成としてもよい。
（実施例４）
図７は光配線基板の光導波路シートにミラー面を形成するミラー面形成装置の一例を示す断面図である。ここでは、このミラー面形成装置は、電気信号を光に変換する発光素子４と光を電気信号に変換する受光素子５とが設けられかつ電気配線が形成された電装基板１と、一方のミラー面６と他方のミラー面７とが間隔を開けて形成されかつ一方のミラー面６により反射された光を他方のミラー面７に向けて伝送する光導波路８が一方のミラー面６と他方のミラー面７との間に形成された光導波路シート３と、電装基板１と光導波路シート３との間に介在されかつ発光素子４からの光を平行光束に変換して一方のミラー面６に導くコリメートレンズ９が形成されたコリメートレンズシート２とが積層して形成されている光配線基板を形成するのに用いられる。
【００７１】
このミラー面形成装置は、移動ステージ２１を有する。この移動ステージ２１には、図８に示すように、一方のミラー面６に対応する転写面２２が形成されかつ回転軸２３を有ししかも回転軸２３にヒータ（ニクロム線等の発熱部材）２４が設けられた一方のミラー金型２５と、他方のミラー面７に対応する転写面２６が形成されかつ回転軸２７を有ししかも回転軸２７にヒータ（ニクロム線等の発熱部材）２８が設けられた他方のミラー金型２９とが設けられている。
【００７２】
両ミラー金型２５、２９は移動ステージ２１に対して回転可能な構成とされている。移動ステージ２１は回転軸２３、２７の延びる方向及びこの方向に対して互いに直交する二次元座標方向に移動可能な構成とされている。
【００７３】
受光素子５は発光素子４から発せられかつ両転写面２２、２６を経由して受光素子５に導かれた光束の光量をモニターするモニター装置３０に接続されている。
【００７４】
この光配線基板のミラー面形成装置による光導波路シート３へのミラー面の形成は、例えば、以下に説明する手順を踏んで行う。
【００７５】
まず、図７に示すように、電装基板１とコリメートレンズシート２と各ミラー面が未形成の光導波路シート３とを積層する。
【００７６】
次に、移動ステージ２１を回転軸の延びる方向に駆動して、一方のミラー面６に対応する転写面２２が形成された一方のミラー金型２５と他方のミラー面７に対応する転写面２６が形成された他方のミラー金型２９とを図９に示すように光導波路シート３に接近させる。
【００７７】
これにより、発光素子４から出射されかつコリメートレンズ９により平行光束とされた光束が転写面２２に導かれる。この光束は転写面２２により反射され、転写面２６に導かれる。この転写面２６に導かれた平行光束はこの転写面２６により反射されて受光素子５に導かれる。
【００７８】
ついで、両ミラー金型２５、２９の転写面２２、２６を介して得られた光束の光量をモニターする。ついで、受光素子５の光束の受光光量が大きくなる方向に両ミラー金型２５、２９を調整する。この調整は移動ステージ２１を二次元座標方向（Ｘ−Ｙ方向）に可動すると共に、両ミラー金型２５、２９をそれぞれ独立に回転させることにより行う。光束の受光光量が適正であると判断された時点で、両ミラー金型２５、２９の駆動を停止する。
【００７９】
このようにして、ミラー金型２５が発光素子４、コリメートレンズ９の光軸にアライメントされると共に、ミラー金型２９が貫通穴１０の中心、受光素子５の光軸にアライメントされる。
【００８０】
ついで、両ミラー金型２５、２９を加熱すると共に光導波路シート３に両ミラー金型２５、２９を図１０に示すように押しつける。これにより、光導波路シート３に図１に示すようにミラー面６、７が転写される。ついで、両ミラー金型２５、２９を光配線基板から離反させる。
【００８１】
これにより、光導波路シート３に両ミラー面６、７が形成される。この実施例４では、両ミラー金型２５、２９を移動ステージ２１により三次元座標方向に一体に可動させる構成として説明したが、これは、説明の便宜のためであって、両ミラー金型２５、２９を別々に三次元座標方向に可動させる構成とすることもできる。
【００８２】
この実施例４によれば、発光素子４から出射される光の傾きや位置ズレを移動ステージ２１によって調整してミラー面を形成することができるので、最適角度で光導波路シート３のミラー面６に入射した平行光束を、受光素子５に臨むミラー面７に導くことができ、従って、光損失をより一層低減できる。
【００８３】
一般に、発光素子４から出射される光は発光素子４の電装基板１上の取り付け基準面（図示を略す）に対して、垂直精度誤差が±３度程度はあるので、このようなミラー金型２５、２９によるアライメント調整が望ましい。
【００８４】
なお、ミラー面６、７が予め形成された光導波路シート３を電装基板１に先に積層し、発光素子４を二次元座標方向及び発光素子４の光軸回りに回転調整し、このアライメント調整後に、発光素子４を電装基板１に半田付けして、光配線基板を作成することもできる。
【００８５】
この場合、発光素子４の電装基板１に対する半田付けの容易化を図るため、かつ、アライメント調整の容易化を図るため、電装基板１と発光素子４との間に、クリアランスを設けておくことが望ましい。
【００８６】
この実施例４では、コリメートレンズシート２が電装基板１と光導波路シート３との間に形成された光配線基板のミラー面形成装置について説明したが、このミラー面形成装置は、電装基板１と光導波路シート３とからなる図６に示す構成の光配線基板にも適用できるものである。
【００８７】
この図６に示す光配線基板の光導波路３の一方のミラー面６を形成するミラー金型２０は、一方のミラー面６の湾曲形状に対応する転写面３０を有する。このミラー金型２０の回転軸３１には、ヒータ３２が設けられている。他方のミラー面７のミラー金型には、図８に示すミラー金型２９を用いる。これらのミラー面の成形方法は、既述の方法と大略同一なので、その詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１に係わる光配線基板の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す光導波路シートの部分斜視図である。
【図３】本発明の実施例２に係わる光配線基板の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３に示す光配線基板の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施例２に係わる光配線基板の概略構成を示す断面図であって、光導波路シートを三枚以上積層した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例３に係わる光配線基板の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の光配線基板のミラー面形成方法及びミラー面形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図８】図７に示すミラー金型の概略構成を示す斜視図である。
【図９】ミラー金型をミラー面形成前の光配線基板に接近させた状態を示す説明図である。
【図１０】図７に示すミラー金型を光導波路シートに押し込んだ状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…電装基板
２…コリメートレンズシート
３…光導波路シート
４…発光素子
５…受光素子
６、７…ミラー面
８…光導波路
９…コリメートレンズ
【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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