(57)【要約】【課題】反射ミラー間の光軸がずれにくく、安定して光通信を行うことが可能な回転型光配線を提供する。【解決手段】固定側基板２と回転側基板３とを対向させると共に、固定側基板２に対して回転側基板３を回転自在に連結し、その固定側基板２と回転側基板３間で光を伝搬するための回転型光配線において、固定側基板２と回転側基板３とを、両基板２，３の回転中心Ａに光路１２が形成された回転連結部材１３で回転自在に連結し、固定側基板２と回転側基板３の対向面Ｆと反対側の面Ｒに光導波路６，９を設けると共に、両光導波路６，９を回転中心Ａと交差するように設け、その両光導波路６，９の回転中心Ａと交差した位置に、両光導波路６，９を光結合するための反射ミラー１０，１１を配置したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側基板と回転側基板とを対向させると共に、前記固定側基板に対して前記回転側基板を回転自在に連結し、その固定側基板と回転側基板間で光を伝搬するための回転型光配線において、前記固定側基板と前記回転側基板とを、両基板の回転中心に光路が形成された回転連結部材で回転自在に連結し、前記固定側基板と前記回転側基板の対向面と反対側の面に光導波路を設けると共に、両光導波路を回転中心と交差するように設け、その両光導波路の回転中心と交差した位置に、両光導波路を光結合するための反射ミラーを配置したことを特徴とする回転型光配線。
【請求項２】
前記回転連結部材は、前記固定側基板と前記回転側基板のいずれか一方に設けられ、中心に前記光路が形成されたオス回転軸筒と、その他方に設けられ前記オス回転軸筒を回転自在に嵌合するメス回転軸筒とからなる請求項１記載の回転型光配線。
【請求項３】
前記オス回転軸筒は、一方の基板から立設される中心に前記光路が形成された内側軸筒部とその内側軸筒部からそれぞれ径方向外方に延びる一対の舌片からなる拡径部とから形成され、前記メス回転軸筒は、前記オス回転軸筒の拡径部と嵌合する外側軸筒部とその外側軸筒部から径方向内方に延びて、前記内側軸筒部と嵌合すると共に、前記拡径部の裏面と係合する外側リング部とから形成される請求項２記載の回転型光配線。
【請求項４】
前記オス回転軸筒は、その拡径部の表面が他方の基板と当接し、その拡径部の裏面が前記メス回転軸筒の外側リング部に係合するように形成され、両基板間の距離を一定に保持する請求項３記載の回転型光配線。
【請求項５】
前記メス回転軸筒の径方向には、前記オス回転軸筒の拡径部を係脱するための切り欠き溝が形成される請求項３または４記載の回転型光配線。
【請求項６】
前記回転連結部材の光路に、固定側と回転側の反射ミラーを光結合する光ファイバを設けた請求項１〜５いずれかに記載の回転型光配線。
【請求項７】
前記回転連結部材の光路に、固定側と回転側の反射ミラーを光結合する中実の樹脂棒を設けた請求項１〜５いずれかに記載の回転型光配線。
【請求項８】
前記回転連結部材の光路に、少なくとも１つ以上のレンズを設けた請求項１〜５いずれかに記載の回転型光配線。
【請求項９】
前記両光導波路、前記両基板、および上記回転連結部材の回転中心の光路に沿って貫通する貫通穴を形成し、その貫通穴の両側から貫通穴と同じ径に形成された固定側と回転側の結合光導波路を対向するように挿入すると共に、その結合光導波路の光導波路側に前記反射ミラーを取り付けた請求項１〜５いずれかに記載の回転型光配線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定側基板と回転側基板間で光を伝搬するための回転型光配線に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットやマルチメディアの急速な普及に伴う情報量の増大に対応するため、処理装置のデバイス間の信号伝送に光信号を用いる光インタコネクション技術の開発が進められている。
【０００３】
携帯電話などの携帯端末では、ディスプレイなどが装置本体に対して回転自在に設けられることがあり、ディスプレイなどの回転側に設けられた回転側基板と、装置本体などの固定側に設けられた固定側基板との間で光通信を行う回転型光配線が求められている。
【０００４】
従来の回転型光配線としては、固定側基板（固定体）と回転側基板（回転体）を対向させ、これら両基板の対向面に発光素子、受光素子、ハーフミラーからなる光カプラをそれぞれ設け、それら光カプラを、そのハーフミラーが両基板の回転中心で対向するように配置して、固定側基板と回転側基板間で光を伝搬するようにしたものがある。この回転型光配線では、固定側の発光素子からの光を固定側のハーフミラーで反射させ、対向した回転側のハーフミラーを透過した光を受光素子で受光するように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４９７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の回転型光配線では、固定側基板と回転側基板の対向面に光カプラを設けるために、固定側基板と回転側基板間の距離が長くなってしまい、これらを回転自在に連結するには、光カプラを含む回転機構を構成しなければならないため、外力により光カプラ間の光軸がずれやすく、安定して光通信を行うことができないという問題があった。
【０００７】
また、従来の回転型光配線では、ハーフミラー付近に発光素子や受光素子を配置した光カプラを用いており、他のデバイスから光カプラまでの配線は電気配線とする必要があるため、光を伝搬させる距離が短くなってしまい、光インタコネクション技術を用いるメリットが少ないという問題があった。
【０００８】
ところで、光カプラを両基板の対向面と反対側の面に配置すれば、固定側基板と回転側基板間の距離を短くすることができるが、回転型光配線を携帯電話などの小型の携帯端末に用いる場合、両基板の対向面と反対側の面にはディスプレイなど他のデバイスが隙間なく配置されており、光カプラを配置するスペースがない。よって、基板の対向面と反対側の面に光カプラを配置するのは不可能である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、反射ミラー間の光軸がずれにくく、安定して光通信を行うことが可能な回転型光配線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、固定側基板と回転側基板とを対向させると共に、前記固定側基板に対して前記回転側基板を回転自在に連結し、その固定側基板と回転側基板間で光を伝搬するための回転型光配線において、前記固定側基板と前記回転側基板とを、両基板の回転中心に光路が形成された回転連結部材で回転自在に連結し、前記固定側基板と前記回転側基板の対向面と反対側の面に光導波路を設けると共に、両光導波路を回転中心と交差するように設け、その両光導波路の回転中心と交差した位置に、両光導波路を光結合するための反射ミラーを配置した回転型光配線である。
【００１１】
本発明は、前記回転連結部材は、前記固定側基板と前記回転側基板のいずれか一方に設けられ、中心に前記光路が形成されたオス回転軸筒と、その他方に設けられ前記オス回転軸筒を回転自在に嵌合するメス回転軸筒とからなる回転型光配線である。
【００１２】
本発明は、前記オス回転軸筒は、一方の基板から立設される中心に前記光路が形成された内側軸筒部とその内側軸筒部からそれぞれ径方向外方に延びる一対の舌片からなる拡径部とから形成され、前記メス回転軸筒は、前記オス回転軸筒の拡径部と嵌合する外側軸筒部とその外側軸筒部から径方向内方に延びて、前記内側軸筒部と嵌合すると共に、前記拡径部の裏面と係合する外側リング部とから形成される回転型光配線である。
【００１３】
本発明は、前記オス回転軸筒は、その拡径部の表面が他方の基板と当接し、その拡径部の裏面が前記メス回転軸筒の外側リング部に係合するように形成され、両基板間の距離を一定に保持する回転型光配線である。
【００１４】
本発明は、前記メス回転軸筒の径方向には、前記オス回転軸筒の拡径部を係脱するための切り欠き溝が形成される回転型光配線である。
【００１５】
本発明は、前記回転連結部材の光路に、固定側と回転側の反射ミラーを光結合する光ファイバを設けた回転型光配線である。
【００１６】
本発明は、前記回転連結部材の光路に、固定側と回転側の反射ミラーを光結合する中実の樹脂棒を設けた回転型光配線である。
【００１７】
本発明は、前記回転連結部材の光路に、少なくとも１つ以上のレンズを設けた回転型光配線である。
【００１８】
本発明は、前記両光導波路、前記両基板、および上記回転連結部材の回転中心の光路に沿って貫通する貫通穴を形成し、その貫通穴の両側から貫通穴と同じ径に形成された固定側と回転側の結合光導波路を対向するように挿入すると共に、その結合光導波路の光導波路側に前記反射ミラーを取り付けた回転型光配線である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、固定側基板と回転側基板とを回転連結部材で回転自在に連結し、それら両基板の対向面と反対側の面に光導波路を設け、両光導波路の回転中心と交差した位置に、両光導波路を光結合する反射ミラーを配置することにより、回転機構と光路とを独立して形成できるため、反射ミラー間の光軸をずれにくくでき、両基板間で安定して光通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る回転型光配線の断面図である。
【００２２】
図１に示すように、回転型光配線１は、固定側基板２と回転側基板３間で光を伝搬するためのものである。固定側基板２は、例えば、携帯電話本体などの固定側に取り付けられ、回転側基板３は、例えば、ディスプレイなどの回転側に取り付けられる。固定側基板２および回転側基板３は、固定側基板２と回転側基板３間で伝搬する光に対して透明であればよく、例えば、ガラスエポキシなどからなる。
【００２３】
回転型光配線１は、これら固定側基板２と回転側基板３を対向させると共に、これら固定側基板２と回転側基板３とを回転連結部材１３で回転自在に連結して構成される。
【００２４】
回転連結部材１３は、回転側基板３に設けられたオス回転軸筒１５と、固定側基板２に設けられオス回転軸筒１５を回転自在に嵌合するメス回転軸筒１６とからなる。
【００２５】
オス回転軸筒１５は、図１および図２（ａ）に示すように、回転側基板３から立設され、中心に光路（穴）１２が形成された内側軸筒部１７と、その内側軸筒部１７からそれぞれ径方向外方に延びる一対の舌片からなる拡径部１４とからなる。
【００２６】
メス回転軸筒１６は、図１および図２（ｂ）に示すように、オス回転軸筒１５の拡径部１４と嵌合する外側軸筒部１８と、その外側軸筒部１８から径方向内方に延びる外側リング部１９とからなる。
【００２７】
外側リング部１９は、その内径が内側軸筒部１７の外径と略同一に形成され、オス回転軸筒１５の内側軸筒部１７と嵌合するように形成される。外側リング部１９は、回転中心Ａがずれないようにオス回転軸筒１５を保持する。
【００２８】
メス回転軸筒１６の径方向には、オス回転軸筒１５の拡径部１４を係脱するための切り欠き溝２０が形成され、その切り欠き溝２０にオス回転軸筒１５の拡径部１４を挿入し、これを回転させることにより、拡径部１４の裏面と外側リング部１９が係合する。外側リング部１９には、拡径部１４の回転を規制するためのストッパを設けてもよい。
【００２９】
さらに、オス回転軸筒１５は、その拡径部１４の表面が固定側基板２と当接するようにされ、両基板２，３間の距離を一定に保持する。
【００３０】
固定側基板２の回転側基板３との対向面Ｆと反対側の面Ｒには、コア４とクラッド５からなる光導波路６が設けられる。同様に、回転側基板３の固定側基板２との対向面Ｆと反対側の面Ｒにも同様に、コア７とクラッド８からなる光導波路９が設けられる。これら光導波路６，９は、そのコア４，７が両基板２，３の回転中心Ａと交差するように設けられる。
【００３１】
両光導波路６，９の回転中心Ａと交差した位置には、両光導波路６，９を光結合するための反射ミラー１０，１１が配置される。反射ミラー１０，１１は、コア４，７を伝搬する光を基板２，３側に９０度反射するように形成される。
【００３２】
固定側の光導波路６を伝搬する光は、図１の実線矢印に示すように、固定側の反射ミラー１０で反射され、固定側基板２、回転連結部材１３の光路１２、回転側基板３を通過して、回転側の反射ミラー１１で反射され、回転側の光導波路９のコア７に伝搬する。
【００３３】
本実施形態では、光導波路６，９のコア４，７の幅（紙面方向の幅）を１５０μｍ程度とした。これは、従来の５０μｍ程度のコア幅では、安定した光通信を行うためには光軸のズレが１０μｍ程度しか許されないため、回転連結部材１３を精密に作製しなければならず、コストがかかるためである。コア４，７の幅を１５０μｍ程度とすることで、３０μｍ程度のズレまで許されるようになる。
【００３４】
よって、オス回転軸筒１５の内側軸筒部１７の外径とメス回転軸筒１６の外側リング部１９の内径との差は、３０μｍ以下となるように形成するとよい。
【００３５】
本実施形態の作用を説明する。
【００３６】
回転型光配線１では、固定側基板２と回転側基板３とを回転連結部材１３で回転自在に連結し、それら両基板２，３の対向面Ｆと反対側の面Ｒに光導波路６，９を設け、その両光導波路６，９の回転中心Ａと交差した位置に、両光導波路６，９を光結合するための反射ミラー１０，１１を配置している。
【００３７】
これにより、回転連結部材１３で両基板２，３の回転中心Ａがずれないようにし、さらに回転中心Ａと交差した位置に配置された反射ミラー１０，１１で両光導波路間を光結合し、回転機構と光路とを独立して形成できる。
【００３８】
回転型光配線１では、従来の回転型光配線のように両基板２，３の対向面に光カプラを設ける必要がないため、両基板２，３間の距離を短くすることができ、反射ミラー１０，１１間の光軸がずれるのを抑制でき、両基板２，３間で安定して光通信を行うことができる。
【００３９】
光導波路６，９は薄くスペースをとらないため、回転型光配線１を携帯電話などの携帯端末に用いた場合でも、基板２，３の対向面Ｆと反対側の面Ｒに光導波路６，９を設けることが可能である。
【００４０】
さらに、回転型光配線１では、固定側および回転側で光導波路６，９を用いて光を伝搬させているため、反射ミラー１０，１１付近に光素子を配置する必要がなくなり、従来よりも光信号が伝搬する距離を長くすることができる。よって、デバイス間の通信速度を向上させることができる。
【００４１】
一般的に、携帯電話などの携帯端末では、装置本体などの固定側に対してディスプレイなどの回転側が回転する角度は９０度程度であるため、メス回転軸筒１６の径方向に切り欠き溝２０を形成してオス回転軸筒１５を係脱自在としても、回転の際にメス回転軸筒１６からオス回転軸筒１５が脱落することはない。
【００４２】
また、回転型光配線１では、オス回転軸筒１５の拡径部１４の表面を固定側基板２に当接させ、その裏面をメス回転軸筒１６の外側リング部１９で係合しており、さらに外側リング部１９で内側軸筒部１７を嵌合しているため、回転連結部材１３にガタが生じることがない。
【００４３】
さらに、光導波路６，９のコア４，７の幅を１５０μｍ程度とし、オス回転軸筒１５の内側軸筒部１７の外径とメス回転軸筒１６の外側リング部１９の内径の差を３０μｍ以下としているため、反射ミラー１０，１１間の光軸がずれて光通信が行えなくなることがなく、基板２，３間で安定して光通信を行うことができる。
【００４４】
以下、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００４５】
図３に示す回転型光配線３１は、基本的に図１の回転型光配線１と同じ構成であり、回転連結部材１３の光路１２に、固定側と回転側の反射ミラー１０，１１を光結合する光ファイバ３２を設けたものである。
【００４６】
回転型光配線３１では、両基板２，３に回転連結部材１３の光路１２を延長するように穴３３を形成し、その穴３３および光路１２に光ファイバ３２を設けている。光ファイバ３２は、そのコア３４が両基板２，３の回転中心Ａに位置するように配置される。
【００４７】
光ファイバ３２は、回転側基板３および回転連結部材１３に固定される。固定側基板２の穴３３は、その径が光ファイバ３２の径よりも大きく形成され、回転する光ファイバ３２の側面に接触しないようにされる。
【００４８】
図３では、光ファイバ３２を拡大して描いてあるが、光ファイバ３２は十分に細いので、光ファイバ３２をロッドなどに挿入して径を大きくし、そのロッドを光路１２および穴３３に挿入するようにしてもよい。
【００４９】
回転型光配線３１では、反射ミラー１０，１１間の光を光ファイバ３２で伝搬させているため、反射ミラー１０，１１間で光が広がるのを抑制でき、光損失を抑えることができる。
【００５０】
回転型光配線３１では、光ファイバ３２を回転側基板３側に固定したが、固定側基板２側に固定してもよいし、光ファイバ３２を固定せず両基板２，３の回転に対してフリーとなるように設けてもよい。
【００５１】
図４に示す回転型光配線４１は、基本的に図１の回転型光配線１と同じ構成であり、回転連結部材１３の光路１２に、固定側と回転側の反射ミラー１０，１１を光結合する中実の樹脂棒４２を設けたものである。
【００５２】
回転型光配線４１では、両基板２，３に回転連結部材１３の光路１２を延長するように穴４３を形成し、その穴４３と光路１２に樹脂棒４２を設けている。
【００５３】
樹脂棒４２に用いる樹脂としては、両基板２，３および回転連結部材１３よりも屈折率の高い樹脂を用いるとよい。
【００５４】
樹脂棒４２は、光路１２と同じ径となるように形成され、回転側基板３および回転連結部材１３に固定される。固定側基板２の穴４３は、その径が樹脂棒４２２の径よりも大きく形成され、回転する樹脂棒４２の側面に接触しないようにされる。
【００５５】
樹脂棒４２に両基板２，３および回転連結部材１３よりも屈折率の高い樹脂を用い、この樹脂棒４２で反射ミラー１０，１１間の光を伝搬させることにより、反射ミラー１０，１１間を伝搬する光が外部に漏れることがなくなり、光損失を抑えることができる。
【００５６】
回転型光配線４１では、樹脂棒４２を回転側基板３側に固定したが、固定側基板２側に固定してもよいし、樹脂棒４２を固定せず両基板２，３の回転に対してフリーとなるように設けてもよい。
【００５７】
図５に示す回転型光配線５１は、基本的に図１の回転型光配線１と同じ構成であり、回転連結部材１３の光路１２に、少なくとも１つ以上（図５では２つ）のレンズ５２を設けたものである。
【００５８】
回転型光配線５１では、両基板２，３に回転連結部材１３の光路１２を延長するように穴５３を形成し、回転連結部材１３の光路１２に、両基板２，３の回転中心Ａが中心となるように２つのレンズ５２を設けている。
【００５９】
回転型光配線５１では、レンズ５２により反射ミラー１０，１１間の光が広がるのを抑制でき、光損失を抑えることができる。
【００６０】
レンズ５２は１つでもよいが、トレランスがよくなるため２つのレンズ５２を用いるのが望ましい。また、レンズ５２は、基板２，３に形成した穴５３に設けてもよい。
【００６１】
図６に示す回転型光配線６１は、基本的に図１の回転型光配線１と同じ構成であり、両光導波路６，９、両基板２，３、および回転連結部材１３の回転中心の光路１２に沿って貫通する貫通穴６２を形成し、その貫通穴６２の両側から結合光導波路６３，６４を対向するように挿入したものである。
【００６２】
結合光導波路６３，６４は、貫通穴６２と同じ径となるように形成され、そのコア６７，６８が両基板２，３の回転中心Ａに位置するように配置される。
【００６３】
結合光導波路６３，６４の光導波路６，９側には、反射ミラー６５，６６が取り付けられる。固定側の反射ミラー６５は、固定側の光導波路６と結合光導波路６３を光学的に接続する。同様に、回転側の反射ミラー６６は、回転側の光導波路９と結合光導波路６４を光学的に接続する。
【００６４】
固定側の結合光導波路６３は、固定側基板２および光導波路６に固定され、回転側の結合光導波路６４は、回転側基板３、光導波路９、および回転連結部材１３のオス回転軸筒１５に固定される。オス回転軸筒１５の固定側の光路１２は、固定側の結合光導波路６３の径よりも大きく形成され、回転する結合光導波路６３にオス回転軸筒１５が接触しないようにされる。
【００６５】
対向した結合光導波路６３，６４間の距離はできるだけ短くするとよい。これは、結合光導波路６３，６４間の距離が長いと、結合光導波路６３，６４間で光が広がってしまい、光損失が発生するためである。
【００６６】
回転型光配線６１では、固定側の光導波路６からの光を反射ミラー６５で反射させ、結合光導波路６３，６４を通し、回転側の反射ミラー６６で反射させて光導波路９に伝搬する。固定側の光導波路６からの光を結合光導波路６３，６４を通して回転側の光導波路９に伝搬させるため、光が広がって光損失が発生するのを抑制することができる。
【００６７】
図７の回転型光配線７１は、基本的に図１の回転型光配線１と同じ構成であり、光導波路６，９上にさらに第２光導波路７２，７３を形成したものである。
【００６８】
回転型光配線７１は、光導波路６，９により固定側から回転側へ光を伝搬させ、第２光導波路７２，７３により回転側から固定側へ光を伝搬させるように構成される。
【００６９】
光導波路６と回転中心Ａが交差する位置には、光導波路６を伝搬する光（図示点線矢印）を基板２側に反射し、第２光導波路７２，７３を伝搬する光（図示実線矢印）を透過するフィルタ７４が配置される。光導波路９と回転中心Ａが交差する位置には、フィルタ７４からの光（図示点線矢印）を反射して光導波路９のコア７に結合させ、第２光導波路７２，７３を伝搬する光（図示実線矢印）を透過するフィルタ７５が配置される。
【００７０】
第２光導波路７３と回転中心Ａが交差する位置には、第２光導波路７３を伝搬する光を基板３側に反射する反射ミラー７７が配置される。第２光導波路７２と回転中心Ａが交差する位置には、反射ミラー７７からの光を反射して第２光導波路７２のコアに結合させる反射ミラー７６が配置される。
【００７１】
固定側の光導波路６を伝搬する光は、固定側のフィルタ７４で反射され、固定側基板２、光路１２、回転側基板３を通過し、回転側のフィルタ７５で反射されて、回転側の光導波路９に伝搬する。
【００７２】
回転側の第２光導波路７３を伝搬する光は、回転側の反射ミラー７７で反射され、回転側のフィルタ７５、回転側基板３、光路１２、固定側基板２、固定側のフィルタ７４を通過し、固定側の反射ミラー７６で反射されて、固定側の第２光導波路７２に伝搬する。
【００７３】
回転型光配線７１では、光導波路６，９で固定側から回転側へ、第２導波路７２，７３で回転側から固定側へ光を伝搬することができ、固定側基板２と回転側基板３間で双方向の光通信が可能となる。
【００７４】
上記実施の形態では、基板２，３の対向面Ｆと反対側の面Ｒ上に光導波路６，９を設けたが、基板２，３の対向面Ｆと反対側の面Ｒに、光導波路を設けたフレキシブルプリント基板を貼り付けて、光導波路６，９を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の回転型光配線の断面図である。
【図２】図２（ａ）はオス回転軸筒の平面図、図２（ｂ）はメス回転軸筒の平面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る回転型光配線の断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る回転型光配線の断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る回転型光配線の断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る回転型光配線の断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る回転型光配線の断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  回転型光配線
２  固定側基板
３  回転側基板
６，９  光導波路
１０，１１  反射ミラー
１２  光路
１３  回転連結部材
Ａ  回転中心
【図１】
2009288515.tif 000003
【図２】
2009288515.tif 000004
【図３】
2009288515.tif 000005
【図４】
2009288515.tif 000006
【図５】
2009288515.tif 000007
【図６】
2009288515.tif 000008
【図７】
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