JP2003255177A

JP2003255177A - 導光路

Info

Publication number: JP2003255177A
Application number: JP2002054898A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Yamada; 秀則山田; Junji Okada; 純二岡田; Shinya Kyozuka; 信也経塚; Takehiro Niitsu; 岳洋新津; Tsutomu Hamada; 勉浜田; Tadashi Takanashi; 紀高梨; Masao Funada; 雅夫舟田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で取扱いの容易な導光路を提供する。【解決手段】導光路は、平板形状を有する透光性媒体
１３と、透光性媒体の屈折率よりも小さい屈折率を有し
透光性媒体の少なくとも１つの面に密着し保持可能に形
成された支持基体１１とを備える。透光性媒体１３の光
入射面３１にはホログラム３２が形成されている。支持
基体１１は、光を反射する光反射材料から構成してもよ
い。透光性媒体１３が支持基体１１に一体的に接合され
ているので、支持基体１１を保持することで導光路のハ
ンドリングが容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光エネルギーまた
は光信号の伝送を担う透光性媒体を用いた導光路に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】光伝送は高速・高ファンアウトをＥＭＣ
ノイズなしに実現できるため、近年機器間および機器内
の伝送に、光伝送を担う導光路が採用されつつある。し
かしながら光伝送に用いられる従来の導光路には次のよ
うな欠点がある。すなわち、導光路の作製には従来から
半導体プロセスが用いられているが、この方法では作製
コストが高価となる。これは導光路が、リソグラフィー
プロセスやレーザー直接描画等、高価な装置を用いて、
複雑で高精度なプロセスによって作製されているからで
ある。このことが導光路の作製コストを下げるのが困難
な理由のひとつである。このような導光路は、例えば、
Ｔ．Ｌｉｅｔａｌ：“Ｐｏｌｙｍｅｒｗａｖｅｇｕ
ｉｄｅｂａｓｅｄｈｉｇｈｓｐｅｅｄｃｌｏｃ
ｋｓｉｇｎａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓ
ｔｅｍ”，ＳＰＩＥ，ｖｏｌ．３００５，ｐ．１２８、
に記載されている。

【０００３】一方、照明用導光板等は、低コスト化・大
量生産が可能な射出成形プロセスによって作製される
が、光の高速・長距離伝送に必要な導光路の薄型化およ
び長光路化は困難である。例えば、導光路厚が１ｍｍを
下回ると、樹脂の流れが著しく困難になり、長い導光路
を作製することはできない。これを克服するために、例
えば特開平１１−１２９３０５号公報には型を再加熱す
る技術が記載されているが、プロセス時間が長くなるた
め、低コスト化は困難である。また、射出成形では、ク
ラッド部をコア部と同時に形成することは困難で、空気
クラッドとして高ＮＡ（開口数）にするか、後工程でク
ラッド塗布が必要である。前者は高ＮＡのため高速長距
離伝送への対応が困難であり、後者はプロセスが複雑に
なり高価となる。また、例えば特開２００１−２７２５
６５公報には樹脂成形による導光路が記載されている
が、この導光路は位置決めに精度が必要で、多対多の伝
送が困難である。したがってこの導光路はバックプレー
ンタイプの多対多の伝送には適さない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように導光路の作
製は、半導体プロセスにより行うと高価となり、射出成
形により行うと薄型で長い導光路を作ることが困難とな
る。また、たとえ薄い導光路を作製できたとしても、薄
くて小さい導光路は成形後のハンドリングが容易でない
という問題がある。従って本発明の目的は、安価で取扱
いの容易な導光路を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、平板形状を
有する透光性媒体と、透光性媒体の屈折率よりも小さい
屈折率を有し透光性媒体の少なくとも１つの面に密着し
保持可能に形成された支持基体とを備えた導光路によ
り、達成される。また上記目的は、平板形状を有する透
光性媒体と、光を反射する光反射材料からなり透光性媒
体の少なくとも１つの面に密着し保持可能に形成された
支持基体とを備えた導光路により、達成される。

【０００６】ここで、透光性媒体の光入射部には光制御
部材を備えることができる。この光制御部材は光拡散素
子とすることができる。またこの光制御部材は、レン
ズ、マイクロレンズ、ホログラムおよび回折格子の少な
くとも１つを含むことができる。支持基体は、透光性媒
体に光学的に結合される光部品を位置決めする位置決め
部を有することができる。位置決め部は例えば支持基体
に形成された凹部または凸部である。透光性媒体はその
一端に複数の段差部を備えることができ、また段差部に
おいて光路の変更を行う光路変更機構を有することがで
きる。透光性媒体の他端には、好適には光反射部材また
は光拡散反射部材が備えられる。このように構成するこ
とにより、安価で取扱いの容易な導光路を得ることがで
きる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明に
係る導光路の作製工程の一例を示す図である。図１
（ａ）に示すように、支持基体としての基板型１１上に
側面型１２ａ、１２ｂを配置し、図示しない正面および
裏面を塞ぐ。これにより出来た空間に紫外線硬化樹脂１
３をシリンジ（注入器）１４により注入する。次に図１
（ｂ）に示すように、紫外線硬化樹脂１３上に上型１５
を配置し、その上から紫外線１６を照射する。これによ
り、紫外線硬化樹脂１３が硬化する。その後、側面型１
２ａ、１２ｂ、上型１５、および正面および裏面の塞ぎ
を取り除いて、図１（ｃ）に示すような導光路を完成す
る。図１（ｄ）は完成後の導光路の斜視図である。

【０００８】導光路完成後、紫外線硬化樹脂１３はコア
を構成する平板形状の透光性媒体となり、また基板型１
１はクラッドを構成する支持基体となる。支持基体１１
は透光性媒体１３の少なくとも１つの面に密着してお
り、かつ人の手で保持可能なように、その形状、幅、長
さ、厚さなどが決められる。完成後の透光性媒体１３の
屈折率は例えば１．５であり、支持基体１１の屈折率は
例えば１．４である。ここで、支持基体１１は光を反射
する光反射材料、例えば透光性媒体１３を伝搬する光を
反射できる金属でも良い。

【０００９】本発明に係る導光路は、図１（ｄ）に示す
ように、薄い透光性媒体１３（コア）が支持基体１１
（クラッド）と一体的に形成されているので、ハンドリ
ングが容易である。なお、ここでは紫外線硬化樹脂を用
いたが、高温にして解けた樹脂を流し込み冷やして成形
する射出成形技術を用いても良い。コアとなる樹脂をク
ラッドとなる基板にならって接合し成形できる他の成形
方式を用いることもできる。

【００１０】図２は、凹部が形成された支持基体を有す
る導光路の一例を示す図である。図示のように、支持基
体２１（クラッド）には凹部（角溝）２０が形成されて
おり、この角溝２０に、透光性媒体２３（コア）および
その両端に接続された複数の光ファイバ２２ａ、２２ｂ
が配置される。この導光路は図のように複数積層され
る。

【００１１】このように本例では、支持基体２１に、光
部品としてのファイバを位置決めするための角溝２０が
設けられている。導光路作製工程において透光性媒体２
３の一面は支持基体２１にならって成形され、その面の
み接合したままで、他の型からは離型される。その後、
支持基体２１に形成された角溝２０にファイバを整列す
ることによってファイバを位置決めする。これにより簡
単かつ低コストにカプラが実現できる。本発明に係る導
光路は、支持基体２１の側部を手で保持することができ
るのでハンドリング容易であり、しかも透光性媒体２３
が支持基体２１に接合されているので導光路を簡単に積
層することができる。

【００１２】図３は、透光性媒体の光入射部に光制御部
材を備えた導光路の一例を示す図である。本例は、図１
で作製した導光路の透光性媒体１３（コア）の光入射面
３１に、光制御部材としてホログラム３２を形成したも
のである。この導光路の寸法は、支持基体１１（クラッ
ド）の幅および長さが各２０ｃｍ、透光性媒体１３（コ
ア）の幅が１０ｃｍ、長さが２０ｃｍである。支持基体
１１が透光性媒体１３よりも大きく構成されているので
導光路のハンドリングが容易である。ホログラム３２は
波長オーダーの微細な凹凸を形成したものであり、計算
機等で形状を設計することができる。本例では、入射す
る光の波長に応じて出力場所を異なる方向に分光するホ
ログラムとなっている。これにより容易かつ安価に波長
多重通信用分波器を実現できる。本発明はこれに限定さ
れるものではなく、単に出力先を分配する分岐ホログラ
ムであってもよい。用途によっては、光を効率よく入力
する結合レンズ、またはマイクロレンズやレンズアレイ
であってもよい。

【００１３】図４は、凸部が形成された支持基体を有す
る導光路の一例を示す図である。図示のように、支持基
体４１（クラッド）には複数の凸部（ポスト）４０が一
体的に形成されており、それぞれ１対のポスト４０の間
に光ファイバ４２を通して配線する。透光性媒体４３
（コア）の一端には、複数の段差部４４が形成されてお
り、各段差部４４には光路の変更を行う光路変更機構４
５が備えられている。これは、例えば斜め反射面や光路
の向きを曲げる光路屈曲部により構成することができ
る。一方、透光性媒体４３の他端には、光拡散素子４６
を介して光ファイバ４２が接続される。

【００１４】透光性媒体４３は、一体となったミキシン
グ部４７と出力導光部４８からなり、支持基体４１に接
合されて形成される。光ファイバ４２を１対のポスト４
０の間に固定するように配線することで、簡単かつ低コ
ストに光分配配線回路を実現することができる。透光性
媒体４３は支持基体４１と一体に形成されているので積
層して多ビット化することが容易である。透光性媒体４
３の出力側および入力側の両方をファイバ配線としても
よい。逆に全てを透光性媒体４３と一体型の導光部とし
てもよい。本例においては、光ファイバ４２と透光性媒
体４３の間に光拡散素子４６が配置されている。これに
より、光ファイバ４２から入力された光は、透光性媒体
４３の出力導光部４８の各出力端からほぼ均一に出力さ
れる構成となっている。均一性が必要でない用途では光
拡散素子４６を省いてもよく、また光ファイバ４２の代
わりにミキシング部４７と一体となった入力導光部を形
成してもよい。また出力側導光部４８の代わりに出力フ
ァイバを用いてもよい。入力ファイバは１本に限定する
ものではない。

【００１５】図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ段差部に
光入出射部を形成した透光性媒体を備えた導光路の一例
を示す図である。図５（ａ）は、平板形状の透光性媒体
の上面に垂直な方向に光を入出射する構成である。支持
基体５１（クラッド）上には平板形状の透光性媒体５３
（コア）が密着されている。透光性媒体５３の一端の各
段差部には光入出射部５４が形成されている。また、図
５（ｂ）は、平板形状の透光性媒体の上面に平行な方向
に光を入出射する構成である。図５（ｃ）は（ｂ）の導
光路を４層積層した例である。いずれの例も、透光性媒
体と支持基体が一体なのでハンドリングが容易であり、
組立が簡単で導光路の作製が低コストにできる。また、
支持基体がクラッドの働きをするので多層化による多ビ
ット化が容易である。

【００１６】このように本発明では、薄型でかつ長い導
光路を安価に実現することができる。導光路が薄型なの
で、受光径の小さい高速な受光素子を使用できる。ま
た、単体ではハンドリングが難しい薄い透光性媒体を支
持基体と一体的に構成することにより、ハンドリングと
その後の組立および光部品の位置決めが容易にできるよ
うになる。導光路サイズが小さくてもハンドリングや組
立が容易となる。

【００１７】さらに、支持基体は光ファイバ等の光部品
を保持できる凹部や凸部を有するので、導光路と光ファ
イバの組合せが容易である。また、受発光素子等の電子
デバイスを容易に導光路に実装することができる。ま
た、導光路の入出力部に光路変更機構（斜め反射面等）
を安価に実現できる。

【００１８】導光路には、マイクロレンズや回折光学素
子やホログラムなどの機能を安価に付加できる。機能付
加部位は導光路の伝搬経路中であってもよいし、導光路
の入出力部に形成してもよい。後者の場合、光の入出力
結合効率の向上に有効である。また、位置決め精度が緩
和でき、多対多の伝送を実現する導光路を安価に作製で
きる。さらに、バックプレーン型の伝送を実現する階段
状の分岐導光路を安価に実現できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、安価で取扱いの容易な
導光路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る導光路の作製工
程の一例を示す図である。

【図２】凹部が形成された支持基体を有する導光路の一
例を示す図である。

【図３】透光性媒体の光入射部に光制御部材を備えた導
光路の一例を示す図である。

【図４】凸部が形成された支持基体を有する導光路の一
例を示す図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ段差部に光入出射部
を形成した透光性媒体を備えた導光路の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１１支持基体１３透光性媒体３１光入射面３２ホログラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者経塚信也神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者新津岳洋神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者浜田勉神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者高梨紀神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者舟田雅夫神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H037 BA31 CA33 CA37 DA02 DA04 DA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板形状を有する透光性媒体と、透光性
媒体の屈折率よりも小さい屈折率を有し透光性媒体の少
なくとも１つの面に密着し保持可能に形成された支持基
体とを備えたことを特徴とする導光路。
【請求項２】平板形状を有する透光性媒体と、光を反
射する光反射材料からなり透光性媒体の少なくとも１つ
の面に密着し保持可能に形成された支持基体とを備えた
ことを特徴とする導光路。
【請求項３】透光性媒体の光入射部に光制御部材を備
えたことを特徴とする請求項１または２記載の導光路。
【請求項４】光制御部材が光拡散素子であることを特
徴とする請求項３記載の導光路。
【請求項５】光制御部材がレンズ、マイクロレンズ、
ホログラムおよび回折格子の少なくとも１つを含むこと
を特徴とする請求項３記載の導光路。
【請求項６】支持基体が、透光性媒体に光学的に結合
される光部品を位置決めする位置決め部を有することを
特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導光路。
【請求項７】位置決め部が支持基体に形成された凹部
または凸部であることを特徴とする請求項６記載の導光
路。
【請求項８】透光性媒体がその一端に複数の段差部を
備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
の導光路。
【請求項９】透光性媒体が、段差部において光路の変
更を行う光路変更機構を有することを特徴とする請求項
８記載の導光路。
【請求項１０】透光性媒体の他端に光反射部材または
光拡散反射部材を備えたことを特徴とする請求項８また
は９記載の導光路。