JP2000292656A - 光伝送装置および光伝送装置の製造方法 - Google Patents
光伝送装置および光伝送装置の製造方法Info
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Abstract
しかも放熱を行うことができる光伝送装置および光伝送
装置の製造方法を提供すること。 【解決手段】 発光素子12と、発光素子12に対して
位置決めして配置されている光導波路14と、発光素子
12が発生する光信号LSを光導波路14に導くために
光導波路14に設けられた反射手段16と、を備え、光
導波路14は、光信号LSを伝送するための複数のコア
部40と、コア部40を包囲するクラッド部42を有
し、発光素子12は、光信号LSを別々に発生する複数
の発光部30を有し、各発光部30は、それぞれ各コア
部40に対応して配置されている。
Description
からの光信号を光導波路のような光導光部に供給するた
めの光伝送装置および光伝送装置の製造方法に関するも
のである。
では、発光素子から発光する光信号は、光学レンズを介
して光ファイバの端部に集光することにより、光ファイ
バがこの光信号を伝送できるようになっている。すなわ
ち、発光素子から出た光信号は光学レンズにより集光さ
れて光ファイバに供給される。
送装置を用いると、次のような問題がある。発光素子と
光ファイバの間に光学レンズを配置する必要があるの
で、光学レンズを設けるためのスペースが必要であり、
部品点数が多く、しかも装置の小型化が難しい。使用す
る光ファイバの本数が多いと、やはり光伝送装置の小型
化を図るのが難しく、しかも本数の多い光ファイバを、
たとえば電子機器の筐体内において必要な形状に引き回
すことが難しくなり、実装的に不利である。また発光素
子は作動時に発熱することから、その熱を上手く外部に
熱伝達する必要がある。そこで本発明は上記課題を解消
し、小型化を図ることができ、部品点数を削減ししかも
放熱を行うことができる光伝送装置および光伝送装置の
製造方法を提供することを目的としている。
素子と、前記発光素子に対して位置決めして配置されて
いる光導光部と、前記発光素子が発生する光信号を前記
光導光部に導くために前記光導光部に設けられた反射手
段と、を備え、前記光導光部は、前記光信号を伝送する
ための複数のコア部と、前記コア部を包囲するクラッド
部を有し、前記発光素子は、前記光信号を別々に発生す
る複数の発光部を有し、前記各発光部は、それぞれ前記
各コア部に対応して配置されていることを特徴とする光
伝送装置である。
は、光導光部に設けられた反射手段により反射されて光
導光部に導かれる。これにより、従来光導光部とは別に
必要であった光学レンズを必要とせずに、発光素子の光
信号を光導光部に対して確実に供給することができる。
光導光部は複数のコア部とこれらのコア部を包囲するク
ラッド部から構成されているので、従来複数本の光ファ
イバを引き回していたのに比べて、その取り扱いが容易
になる。発光素子の各発光部は各コア部に対応して配置
されているので、各発光部から発生する光信号は各コア
部に対して反射手段を介して確実に供給することができ
る。反射手段に対して光導光部が設けられているので、
部品点数の削減が図れ、しかも従来用いられていた光学
レンズが不要であるので小型化を図ることができる。
送装置において、前記反射手段は、前記光導光部の端部
に配置されている。
送装置において、前記反射手段は、前記光導光部の途中
部分に配置されている。
送装置において、前記発光素子に対する前記光導光部の
位置を調整するために、前記光導光部の位置を前記発光
素子の光信号の発生方向に沿って調整するための位置調
整手段を備える。請求項4では、位置調整手段を用いる
ことにより、発光素子に対する光導光部の位置を発光素
子の光信号の発生方向に沿って正確に調整することがで
きる。
送装置において、前記発光素子は熱伝達部に対して直接
配置されている。請求項5では、発光素子が発生する熱
は熱伝達部に対して直接放熱することができるので、発
光素子の過熱を防ぎ発光素子の安定した動作を実現でき
る。
送装置において、前記熱伝達素子は、電子機器の筐体で
ある。
光素子を配置して、前記発光素子を第1方向に関しては
移動調整自在に保持し、かつ前記発光素子を前記第1方
向と直交する第2方向に関して前記基板により固定する
ステップと、前記基板に対して光導光部を位置決めする
ステップと、前記発光素子が発光する光信号を前記光導
光部に対して案内するために、前記発光素子を前記基板
の前記第1方向に沿って移動調整するステップと、前記
発光素子を前記基板の前記第1方向に沿って移動調整が
完了したら、前記発光素子を前記基板側に固定するステ
ップと、を備えることを特徴とする光伝送装置の製造方
法である。
この切り欠き部に発光素子を配置する。発光素子が切り
欠き部に配置された状態で、発光素子は第1方向に関し
ては移動調整自在であり、かつ発光素子は第1方向と直
交する第2方向に関して固定される。次に光導光部が基
板に対して位置決めされる。そして、発光素子が発光す
る光信号を光導光部に対して案内する為に、発光素子を
基板の第1方向に沿って移動調整する。その次に、発光
素子を基板の第1方向に沿って移動調整が完了したら、
発光素子を基板側に固定する。このようにすることで、
発光素子は第1方向に関してのみ移動調整するだけで、
基板、光導光部および発光素子の相対的な位置決めを正
確に行うことができる。このように作られた光伝送装置
は、従来用いられていた光学レンズが不要であるので、
装置の小型化が図れるとともに部品点数を削減できる。
送装置の製造方法において、前記発光素子は複数の発光
部を有し、前記複数の発光部は一体化されており、前記
基板の前記切り欠き部に配置される。
送装置の製造方法において、前記発光素子は複数の発光
部を有し、前記複数の発光部は別々になっており、前記
基板は複数の前記切り欠き部を有し、前記各発光部が前
記各切り欠き部に配置される。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。
しい実施の形態を示している。この光伝送装置10は、
光結合装置と呼ぶこともでき、概略的に発光素子12、
光導波路14、反射手段としての反射ミラー16および
基板18等を有している。この光導波路14は、光導光
部の一種である。基板18は、電子機器の筐体20に対
して取り付けられている。この筐体20は、熱伝導性の
良好な熱伝達部であり、筐体20はたとえば発光素子1
2が動作する際に発生する熱を伝達することで外部に放
出できる機能を有している。この筐体20は、たとえば
マグネシウム合金、鉄、アルミニウム等の熱伝導性の良
好な金属等により作られている。
配置されており、発光素子12は筐体20の上面20A
に対して直接配置されている。このように直接配置する
ことで、発光素子12の熱が筐体20に直接伝達され
て、外部に放出できることから、発光素子12の動作を
安定させることができる。基板18の上には、図2に示
すように、各種電子素子26,28や、発光素子12を
駆動するためのドライバ30等が配置されている。発光
素子12は、面発光レーザ等を採用することができる。
この面発光レーザとは、面発光レーザは、半導体基板と
垂直方向に光を出射して、二次元並列集積化が可能であ
る。発光素子12の発光部30からは、光信号LSを、
Z方向(図1では垂直方向)に沿って発生するようにな
っている。
の穴24の上にかけて配置されており、かつ発光素子1
2の上に光導波路14の端部34が配置されている。発
光素子12は、基板18に対して例えばワイヤボンディ
ング部36により固定されかつ電気的に接続されてい
る。光導波路14は、図2に示すように、複数本のコア
部40と、これらのコア部40を包囲するクラッド部4
2を備えている。各コア部40は、クラッド部42の中
で平行に間隔をおいて配列されている。コア部の光屈折
率はクラッド部の光屈折率より大きくなっている。光導
波路14の端部34は傾斜面44となっており、この傾
斜面44にはコア部40が露出している。傾斜面44に
は反射手段としての反射ミラー16が形成されている。
この反射ミラー16は、例えばアルミニウム等の薄膜で
ある。
信号LSは、反射ミラー16でたとえば反射角度90度
で反射することにより、光信号LSは各コア部40によ
り図示しない別の伝送対象物に対して伝送される。図1
と図2においては、発光素子12は、4つの発光部30
を備えており、光導波路14は4本のコア部40を備え
ている。しかしこれらのコア部および発光部の数は4つ
に限らず、1〜3あるいは5以上あっても構わない。い
ずれにしても発光部30は、コア部40に対応してそれ
ぞれ配置されている。傾斜面44の形成角度θは、たと
えば45°である。
ついて説明する。図2のドライバ30が指令により発光
素子12を作動すると、発光素子12の発光部30の一
つまたは複数あるいは全部の発光部30が光信号LSを
発生する。光信号LSの向きは、反射ミラー16により
90度変更されて図1において水平方向のコア部40に
沿って案内されて、伝送対象物に対して供給されること
になる。この時に、発光素子12が発生する熱は、筐体
20に対して直接伝達されることから、筐体20はその
熱を外部に効率よく放出することができる。もし、発光
素子12の放熱のために別途ヒートシンクを設けると装
置の大型化がさけられない。図1と図2における光伝送
装置10は、光結合装置とも呼んでいるが、このような
光伝送装置10では、反射ミラー16が光導波路14に
対して直接設けられており、発光部30が発生する光信
号LSは直接反射ミラー16で反射された後に光導波路
14のコア部40に導かれる。このことから、従来必要
であった光学レンズが不要となり、部品点数を減らすこ
とができるとともに、光学レンズの配置スペースが不要
なので、この種の装置の大幅な小型化を図ることができ
る。
の別の実施の形態について説明する。図3に示す光伝送
装置110が、図1の光伝送装置10と異なるのは、反
射手段としての反射プリズム116が、光導波路14の
途中の部位に設けられていることである。光伝送装置1
10のその他の部分については、図1の光伝送装置10
と同様であるので、同じ符号を記してその説明を援用す
る。図3の光伝送装置110では、反射プリズム116
が、光導波路14のクラッド部42とコア部40の切り
欠き部分130にはめ込まれて固定されている点が異な
る。この反射プリズム116は、図1における反射ミラ
ー16に代わるものであり、発光素子12の発光部30
が発生する光信号LSは、この反射プリズム116の反
射面117により反射されて、90度その方向が変更さ
れてコア部40に沿って図示しない伝送対象物に対して
供給されることになる。このように反射プリズム116
が光導波路14に対して一体に設けられており、しかも
従来必要であった光学レンズが不要であるので、部品点
数を削減し、この種の装置としては大幅な小型化を図る
ことができる。
り、光伝送装置210は、筐体20の上に基板18が直
接搭載されている。この基板18の穴224の中には発
光素子12が配置されている。この発光素子12の発光
部230は、その側面231から光信号LSを発生する
ようになっている。従ってこの側面231は光導波路1
4のコア部40の端部に直接配置されている。発光部2
30の上部には、反射プリズム216が配置されてい
る。この反射プリズム216は、発光素子12の発光部
230のもう一方の側面232から出力されるモニター
用の参照光を外部に漏れないように反射させる部分であ
る。
の光伝送装置10の製造方法(組立方法)について説明
する。図5と図6は、例えば図1の光伝送装置10の構
成例を示しており、基板18は、ほぼU字型を有してい
る。この基板18は切り欠き部60を備えている。その
他にこの基板18は例えば3つの位置決め用のマーカ
(位置決め用の標識)62を有している。基板18は、
例えばエポキシ系のプリント基板を用いることができ
る。図5と図6では、光導波路14、発光素子12、基
板18および電子機器の筐体20を示している。光導波
路14の配置方向をX軸方向(第1方向)とし、そのX
軸方向と垂直な方向をY軸方向(第2方向)に設定して
いる。図6に示すように、切り欠き部60の幅Wは、発
光素子12の幅W1とほぼ一致させており、図5のよう
に発光素子12が基板18の切り欠き部60にはめ込ま
れた状態では、発光素子12はY軸方向には移動できな
いようになっている。しかし、発光素子12は、切り欠
き部60の中において、X軸方向には移動させて位置調
整をすることができる。
10の製造方法(組立方法)について説明する。まず基
板18の切り欠き部60の中に発光素子12をはめ込ん
で配置する。このように発光素子12が切り欠き部60
にはめ込まれると、発光素子12はY軸方向にはその位
置が固定されているが、X軸方向には移動されることに
より位置の調整が可能である。次に、光導波路14に
は、例えば3つのマーカ14Aが設けられており、この
マーカ14Aを基板18のマーカ62にそれぞれ一致す
るようにして、光導波路14が基板18の上に位置決め
される。
ア部40の端面42Aに対応するように、発光素子12
をX軸方向に位置決めする。この場合には、発光部30
からの光信号LSを、コア部40を通して測定器により
モニターして、その光信号LSの値が最適値になるよう
に、発光素子12のX軸方向に関する位置調整を行う。
このように発光素子12のX軸方向に関する位置調整が
完了したら、図1に示すように発光素子12は、基板1
8に対してボンディング部36を用いて固定および電気
的な接続を行う。次に、このように作られた基板18、
発光素子12および光導波路14からなる光モジュール
は、図6の筐体20の上に搭載して固定する。なお、必
要に応じて、基板18と筐体20の間に機械的強度を考
慮して熱伝導材料を入れることもある。例えば、アルミ
ニウムでできたヒートシンクやヒートパイプを使った
り、シリコングリスの接着剤(例えば銅粉を入れたも
の)を使って良好な熱伝導を図る。
型を有しているが、図7と図8の例では、基板18が櫛
型形状を有している。すなわち基板18は、複数の切り
欠き部、例えば4つの切り欠き部160を有している。
これらの切り欠き部160には、それぞれ発光素子12
の発光部30が別々にはめ込まれるようになっている。
従って各切り欠き部60の幅W2は、各発光部30の幅
W3とほぼ同じになっている。これにより、各発光部3
0が切り欠き部60にはめ込まれると、各発光部30の
位置は、Y軸方向には固定されているが、X軸方向には
移動して調整可能になっている。
導波路14、発光素子12からなる光モジュールの組立
方法は図5と図6の場合と同じであるが、異なる点は、
各発光部30が、各対応するコア部40の端面42に対
してそれぞれ別個に位置決めされる点だけである。この
ように図5と図6の例では、発光素子12の複数の発光
部30が一体型であるが、図7と図8の例では、発光素
子12の複数の発光部30は独立型のものである。
11は、一例として図3の光伝送装置110を例にあげ
ており、その光伝送装置110の光導波路14が、Z軸
方向に関して位置調整できるようになっている。このた
めに光伝送装置110は、位置調整手段160を有して
いる。この位置調整手段160は、ネジ161、部材1
62,163を有している。ネジ161の下端部分16
4は、基板18の中に回転可能に取り付けられており、
ネジ161を回転しても、ネジ161が基板18から外
れないようになっている。ネジ161には部材162,
163がかみ合っている。これによりネジ161を回転
することで、図11の状態と図12の状態で示すよう
に、Z軸方向に沿って、光導波路14の高さ位置を調整
することができる。これによって、光信号LSを測定器
でモニターして光信号LSが最適になるように、光導波
路14から得られる光信号LSを最適な出力にする。
熱例を示している。すでに述べたように発光素子12
は、筐体20に直接配置されているので、発光素子12
が発する熱はこの筐体20を通じて外部に放出すること
ができる。同様にして、例えば発光素子12の駆動用の
ドライバ30は、基板18の上に搭載されているが、筐
体20に対しても直接接触している。筐体20の突出部
20Aが、基板18の穴18Eにはめ込まれており、こ
れにより突出部20Aがドライバ30に直接接触してい
る。このことから、ドライバ30が発光素子12を駆動
する時に発熱しても、この熱は突出部20Aを介して筐
体20の面から外部に放出されることになる。このよう
に、筐体20は、ドライバのような発熱素子や発光素子
12のような発熱素子のための熱伝達部あるいは熱伝達
部あるいは放熱部を構成している。
0が実際の電子機器に対して適用されている例を示して
いる。この光伝送装置10は、操作用の本体90に配置
されている。図13と図14に示す電子機器は、例えば
携帯型のコンピュータであり、本体90と表示部92を
有している。表示部92は、本体90に対して連結部9
4を介して折り畳むことができる。表示部92は液晶表
示装置(LCD)96を有している。この液晶表示装置
96には光信号を受信する側の光受信装置300が設け
られている。この光受信装置300と、光伝送装置10
の間に、光導波路14が配置されている。光伝送装置1
0は、本体90の筐体20に対して配置されている。光
伝送装置10からの光信号は光導波路14を通って、光
受信装置300の受光素子、例えばフォトダイオードに
より受光することができる。
受信装置300の一例を示している。光伝送装置10の
構成例は、光受信装置300の構成例に似ているが、光
伝送装置10の発光素子12に代えて、フォトダイオー
ドのような受光素子を配置することにより、光受信装置
300を構成することができる。すなわち光受信装置3
00では受光素子310が、光導波路14のコア部40
にそれぞれ対応して配置されている。
光レーザ)からの光信号の向きは光導波路の傾斜部にお
ける反射手段により変更する。光導波路及び基板(発光
/受光素子マウント済み)のX軸方向とY軸方向の位置
を決めるために、光導波路と基板にあらかじめ穴を設け
て、筐体の複数の位置決めダボをこれらの穴にはめ込む
ようにしてもよい。また、図示例では、基板の切り欠き
部(穴)に発光素子を位置決めして筐体に放熱するよう
にしているが、これに代えて受光素子を配置してもよ
い。
光伝送装置は光集積回路であるがその高さはたとえば2
mm以下にできる。本発明の光伝送装置は、従来の電線
による信号の伝送による接触信頼性の低下をなくし、E
MI(電磁干渉:Electromagnetic i
nterference)/EMC(電磁気的両立性:
ElectromagneticCompatibil
ity)対策や、高速伝送化が可能である。マグネシウ
ム合金等の金属筐体に放熱することにより、小型/薄型
化が可能で、ヒートシンクを用いる必要がなく、AV
(オーディオビジュアル)機器(PDA(個人向け携帯
用情報機器)機器)への展開可能である。
小型化を図ることができ、部品点数を削減ししかも放熱
を行うことができる。
す断面図。
図。
図。
分解斜視図。
ための平面図。
分解斜視図。
整方法の例を示す平面図。
を調整した例を示す断面図。
す図。
例を示す図。
信装置の例を示す平面図。
・光導波路(光導光部)、16・・・反射ミラー(反射
手段)、18・・・基板、20・・・筐体(熱伝導
部)、30・・・発光部、40・・・コア部、42・・
・クラッド部、60・・・切り欠き部、LS・・・光信
号
Claims (9)
- 【請求項1】 発光素子と、 前記発光素子に対して位置決めして配置されている光導
光部と、 前記発光素子が発生する光信号を前記光導光部に導くた
めに前記光導光部に設けられた反射手段と、を備え、 前記光導光部は、前記光信号を伝送するための複数のコ
ア部と、前記コア部を包囲するクラッド部を有し、 前記発光素子は、前記光信号を別々に発生する複数の発
光部を有し、前記各発光部は、それぞれ前記各コア部に
対応して配置されていることを特徴とする光伝送装置。 - 【請求項2】 前記反射手段は、前記光導光部の端部に
配置されている請求項1に記載の光伝送装置。 - 【請求項3】 前記反射手段は、前記光導光部の途中部
分に配置されている請求項1に記載の光伝送装置。 - 【請求項4】 前記発光素子に対する前記光導光部の位
置を調整するために、前記光導光部の位置を前記発光素
子の光信号の発生方向に沿って調整するための位置調整
手段を備える請求項1に記載の光伝送装置。 - 【請求項5】 前記発光素子は熱伝達部に対して直接配
置されている請求項1に記載の光伝送装置。 - 【請求項6】 前記熱伝達素子は、電子機器の筐体であ
る請求項5に記載の光伝送装置。 - 【請求項7】 基板の切り欠き部に発光素子を配置し
て、前記発光素子を第1方向に関しては移動調整自在に
保持し、かつ前記発光素子を前記第1方向と直交する第
2方向に関して前記基板により固定するステップと、 前記基板に対して光導光部を位置決めするステップと、 前記発光素子が発光する光信号を前記光導光部に対して
案内するために、前記発光素子を前記基板の前記第1方
向に沿って移動調整するステップと、 前記発光素子を前記基板の前記第1方向に沿って移動調
整が完了したら、前記発光素子を前記基板側に固定する
ステップと、を備えることを特徴とする光伝送装置の製
造方法。 - 【請求項8】 前記発光素子は複数の発光部を有し、前
記複数の発光部は一体化されており、前記基板の前記切
り欠き部に配置される請求項7に記載の光伝送装置の製
造方法。 - 【請求項9】 前記発光素子は複数の発光部を有し、前
記複数の発光部は別々になっており、前記基板は複数の
前記切り欠き部を有し、前記各発光部が前記各切り欠き
部に配置される請求項7に記載の光伝送装置の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11095259A JP2000292656A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 光伝送装置および光伝送装置の製造方法 |
| US09/532,433 US6490392B1 (en) | 1999-04-01 | 2000-03-23 | Optical transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11095259A JP2000292656A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 光伝送装置および光伝送装置の製造方法 |
Publications (1)
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|---|---|
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ID=14132779
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