JPH01113706A

JPH01113706A - 光回路

Info

Publication number: JPH01113706A
Application number: JP27113487A
Authority: JP
Inventors: Kohei Kodera; 小寺　孝兵; Masashi Nakamura; 正志中村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-10-27
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1989-05-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、光学測定、センシング等に利用される光回
路に関する。

〔背景技術〕

光学測定、センシング等に用いられる光学機器では、外
部光学系からの光を受光素子に導いたり、発光素子から
の光を外部光学系に導いたりするために、所望の光回路
が構成されている。光回路は、受光素子、発光素子、光
回路板、レンズ、反射板（または反射鏡）等の光学部品
を適宜組み合わせて配置することにより構成されている
。

光回路板は、従来、半導体結晶、誘電体結晶、ガラス、
プラスチック等の材料を用いたものが種々提案されてい
る。第９図は、従来の光回路板を用いた光回路の１例を
示す。図にみるように、この光回路板５１は、先導波路
となるコア５３が基板５２と平行に設けられていて、コ
ア５３の端面５４．５５がコア５３の長さ方向（図中、
横方向）に対し垂直になって外部へ臨んでいる。このた
め、光の入射および出射の方向は、光回路板を含む平面
内に限られる。たとえば、コア５３で光を導く場合、部
品点数を少なくするためには、コア５３の一方の端面５
４に光源５６を対面させるとともに、もう一方の端面５
５に受光器５７を対面させる必要がある。また、１つの
光源５６からの光５８を２経路に分けて、別々の受光器
５７，５９にそれぞれ入射させる場合には、分光器６０
や光の向きを変える反射板６１−等が必要であり、部品
点数の増加を招く。６２は、レンズである。

このように、従来の光回路板を用いて光回路を構成する
場合、光学部品の相対的な位置関係に制約があり、使用
する光学部品、特に発光素子、の点数が増加するという
問題点、あるいは、機器の小型化ができないという問題
点がある。これらの問題点は、機能の高い複雑な光学系
を構成する場合に、さらに大きくなる。

〔発明の目的〕

この発明は、以上のことに鑑みて、部品数が少なく、小
さいスペースで構成することができる光回路を提供する
ことを目的とする。

〔発明の開示〕゛この発明は、上記目的を達成するために、光導波路とな
るコアが傾斜端面を有していて、レンズ−および／また
は反射体と前記傾斜端面とがともに前記光源からの光を
受けるように配置されており、前記光源からの光の一部
が前記傾斜端面で反射されて前記コア内に導かれ、他の
一部が前記傾斜端面を通ることなく前記レンズおよび／
または反射体に直接導かれるようになっている光回路を
要旨とする。

以下に、この発明を、その実施例を表す図面を参照しな
がら詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる光回路の第１実施例を表す
。図にみるように、この光回路は、傾斜端面４が、光源
５とレンズ８を付設した反射板７とを結ぶ直線上から少
しわきにずれて位置し、光回路板１をその厚み方向が前
記直線の方向と一致するように配置してなっている。

この光回路板１は、第２図（ａ）および（ｂ）にもみる
ように、基板２の中に、光導波路となるコア３がその片
面を基板２表面に臨むように埋設されてなっている。コ
ア３は、はぼ逆ト字形となって基板２と平行になってい
る。コア３の３つの端面のうち、２つの端面ば、光回路
板１の１つの側面と１つの端面にそれぞれ向かう垂直な
端面３ａ、３ｂであり、他の１つの端面ば、基板２内に
埋没している傾斜端面４である。端面３ｂも基板２内に
埋没している。傾斜端面４は、光回路板１の厚み方向（
第２図（ｂ）中、縦方向）に４５°の角度をなすととも
に、コア３の直線部の長さ方向（第２図（ｂｌ中、横方
向）に４５°の角度をなしている。

第１図にみるように、コア３の傾斜端面４と、反射板７
とがともに光源５からの光９を受けるように配置されて
いる。光源５からの光９の一部は傾斜端面４で反射され
てコア３内に導かれ、その反射光がコア３内を伝播する
ようになっている。

光源５からの光９の他の一部は、傾斜端面４を通ること
なく、反射板７に直接導かれて反射され、レンズ８を通
る。

第３図は、第２実施例の光回路を表す。第２実施例は、
上記第１実施例と同じ光回路板１を使用している。この
光回路は、光回路板１、光源５、反射板７が付設された
レンズ８、受光器６．１６が、それぞれ、第３図に示す
ように配置されている。光源５から出た光９の一部は、
コア３の長さ方向に対して交差するようにコア３へ入射
し、その傾斜端面４で反射してコア３内を伝播し、端面
３ｂから外部に出て受光器６に達する。また、光源５か
らの光９の他の一部は、光回路板１の中を通らずに、傾
斜端面４の近傍に設置された反射板７に直接達し、これ
で反射されてレンズ８を通って受光器１６に達する。

従来、このような相対位置関係にある光回路板とレンズ
に光を入射させるには、光源を２つ用意するか、または
、第９図に示すように分光器６０を利用して光路を２つ
に分ける必要があった。このため、部品点数が多くなり
、光学系のスペースが大きくなっていた。しかも、光源
を光回路板の側方または斜め側方に配置することができ
ず、光回路板の端面に対向するようにしか配置できなか
った。

これに対し、この発明にかかる光回路は、傾斜端面を有
するコアを用いており、その傾斜端面が、反射機能を有
するので、分光器で反射させる必要がなく、しかも、光
源を光回路板の端面に対向させる必要がない。このため
、この光回路は、部品点数が少なくてすみ、スペースが
小さくてすむ。これにより、コストの低減、光回路を利
用した機器の小型化を図ることができる。また、この発
明にかかる光回路は、コアの長さ方向と交差する方向か
らの入射光をコアの傾斜端面によりコア内に導くことが
できるので、従来の光回路と異なって、コアの長さ方向
の側方または斜め側方に光源、レンズ等の光学部品を配
置することもできる。

このため、光回路を構成する光学部品の配置に対する制
約が少なくなり、光学機器の組立が便利になる。

なお、コアは、そのすべての端面が傾斜端面となってい
る必要はなく、少なくとも１つの傾斜端面を有していれ
ばよい。傾斜端面の向きは、特に限定はなく、構成しよ
うとする光回路に応じて適宜設定すればよい。また、コ
アが埋設されている基板に、レンズや反射板（または反
射鏡）などが付設されていれば、部品点数をさらに少な
くすることができ、スペースも小さくすることができる
。レンズは、光学部品相互の光学的結合性を高めるなど
のために設置され、基板との一体成形により形成されて
いると、これら両者の光軸を合わせやすくなり、外部光
学系との光学的結合性に優れる。なお、光源は、他の光
回路からの出力部分、たとえば、光ファイバーの先端な
どをも含めることとする。

第４図は、この発明にかかる光回路の第３実施例を表す
。この光回路で用いている光回路板１）は、コア１３の
傾斜端面１４例の基板１２の表面にレンズ１８が一体成
形により形成されているとともに、反射板１７が付設さ
れている。これら１４．１７．、．１８は、光回路板１
）の一端の側方に位置する光源５からの光９の一部が傾
斜端面１４で反射されてコア１３内に導かれ、光９の他
の一部が基板２を透過するが傾斜端面１４を通ることな
く反射板１７に直接導かれて反射されレンズ１８に入射
するように、配置されている。コア１３の傾斜端面１４
とは反対側の端面ば、垂直になっていて、基板２内に埋
没している。傾斜端面１４による反射光はコア１３内を
伝播し、他の端面からコア１３外へ出る。

第５図は、第４実施例を表す。この光回路は、第１実施
例においてレンズ８の付設された反射板７の代わりに、
互いに対称となるように別々の方向を向いて設置されて
いる２つの反射板２７ａ。

２７ｂを用いている以外は第１実施例と同じである。光
源５からの光９の一部が１つの反射板２７ａに直接導か
れて反射され、他の一部がもう１つの反射板２７ｂに直
接導かれて反対向きに反射され、さらに他の一部がコア
３の傾斜端面４に導かれて反射され、コア３内を伝播す
る。

第６図は、第５実施例を表す。この光回路で用いている
光回路板３１は、コア３３の傾斜端面３４例の基板３２
の表面に２つのレンズ３８ａ、３８ｂが一体成形により
形成されているとともに、反射板３７が付設されている
。これら３４．３７．３８ａ、３８ｂは、光源５からの
光９の一部が傾斜端面３４で反射されてコア３３内に導
かれ、光９の他の一部が傾斜端面３４を通ることなくレ
ンズ３８ａに直接導かれてこれを通って反射板３７で反
射されレンズ３８ｂに入射するように、配置されている
。コア３３の傾斜端面３４とは反対側の端面ば、垂直に
なっていて、基板３２内に埋没している。傾斜端面３４
による反射光はコア３３内を伝播し、他の端面からコア
３３外へ出る。

第７図は、第６実施例を表す。この光回路で用いている
光回路板４１）．４２１は、その長さ方向を同一直線上
になるよう一致させ、レンズ４８ａ、４３ｂの両側に対
称となるように設置されている。光回路板４１）の基板
４１２、光回路板４２１の基板４２２およびレンズ４８
ａ、４８ｂが一体成形により形成されている。これによ
り、光回路板４１）．４２１は一体になっている。コア
４１３．４２３の各傾斜端面４１４，４２４は、レンズ
４８ａ、４８ｂ側に形成されており、他の端面ば垂直に
なって外部へ臨んでいる。レンズ４８ａ、４８ｂと各傾
斜端面４１４，４２４とは、それぞれ、光源５からの光
９を受けるように配置されている。光源５からの光９の
一部が傾斜端面４１４で反射されてコア４１３内に導か
れ、光９の他の一部が傾斜端面４２４で反射されてコア
４２３内に導かれ、光９のさらに他の一部が傾斜端面４
１４，４２４を通ることなくレンズ４８ａ。

４８ｂに直接導かれてこれを通るように、配置されてい
る。傾斜端面４１４による反射光はコア４１３内を伝播
し、他の端面からコア４１３外へ出る。傾斜端面４２４
による反射光はコア４２３内を伝播し、他の端面からコ
ア４２３外へ出る。

第８図は、第７実施例を表す。この光回路で用いている
光回路板７１も、コア７３が基板７２に平行に埋設され
ている。コア７３は、その長さ方向の一端に傾斜端面７
４を、他端に垂直端面７５を有している。傾斜端面７４
と垂直端面７５はそれぞれ基板７２内に埋没している。

傾斜端面７４には、反射板７７ａが付設されている。基
板７２は、傾斜端面７４例の片面に一体成形により形成
された反射板担持部７２ａを有している。反射板担持部
７２ａには、反射板７７ｂが付設されている。基板７２
の垂直端面７５の対向端面にレンズ７８が一体成形によ
り形成されている。コア７３表面が臨んでいる基板７２
の面上にクラッド層７０が形成されている。光源５を出
た光９の一部は、クラッドＪｉｉ７０を透過して傾斜端
面７４で反射してコア７３内を伝播し、垂直端面７５か
らコア７３外に出て、レンズ７８を通って外部に出る。

光９の他の一部は、傾斜端面７４を通ることなく、反射
板７７ｂに直接導して反射される。

第３、第５ないし第７実施例によれば、レンズや反射板
が光回路板に付設されているので、より少ない部品点数
かつスペースで所望の光学系を形成することが可能とな
る。また、各光学部品相互の位置合わせも容易に行うこ
とができる。

この発明に光回路板を用いる場合、光回路板の基板は、
少なくともコアの傾斜端面倒の部分がコアと外部との間
で、光回路において使用される導波光の波長に対して実
質的に透明な材料からなっていればよい。光回路板は、
第３図にみるように、同一光学系において、その厚み方
向に進行する別の光９′を透過させる場合には、全体的
に、光回路において使用される導波光の波長に対して実
質的に透明な材料からなっていればよい。このようにす
れば、光回路板を透過する光回路も作ることができる。

基板を透明な材料から形成する場合、少なくともコアと
接する部分には屈折率がコアよりも低い材料を、コアに
使用する材料に応じて適宜選択して用いる。コアは、光
回路において使用される導波光の波長に対し、実質的に
透明な材料であって、屈折率が基板よりも高い材料から
なっている。光回路板をその厚み方向に貫く光を利用す
る光回路を作る場合には、基板、コア、コア表面に必要
に応じて形成されるクラッド層や保護層等を透明な材料
で形成する必要がある。このようにすれば、光源等の光
学部品の配置に対する制約がより一層少なくなる。

前記各透明な材料としては、特に限定はないが、たとえ
ば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、無機
質透明材料等からなる群の中から選ばれた少なくとも１
種が挙げられる。前記熱可塑性樹脂としては、特に限定
はないが、たとえば、ポリメチルメタクリレート等のア
クリル樹脂、ポリ−２−メチルペンテン等のポリオレフ
ィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル等が
挙げられる。前記熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂としては
、特に限定はないが、たとえば、エポキシ樹脂、エチレ
ングリコールビスアリルカーボネート樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシア
クリレート樹脂等が挙げられる。前記無機質透明材料と
しては、特に限定はないが、たとえば、ガラス等が挙げ
られる。

樹脂を用いる場合、たとえば、射出成形、圧縮成形、注
型成形などの成形法が利用できる。無機質透明材料を用
いる場合、たとえば、フォトリソグラフィー技術による
エツチングを利用する方法などが採用される。コアおよ
び基板の各製造方法には、特に限定はない。コアと基板
のいずれを先に製造してもよい。なお、基板は、光回路
板の厚み方向の透過光を利用しない場合などには、透明
である必要はない。コアは、基板内に埋設されていなく
てもよい。

コアを基板内に埋設する場合、基板のコアとの界面は、
コア内を伝播する導波光の波長の１／２以下の表面粗度
であることが好ましい。これは、その表面粗度が導波光
の波長の１／２を越えると、コア内を伝播する光が基板
の凹凸部分でモード変換されたり、部分的に全反射の臨
界角を越えた光が発生してコア外に放散されたりするこ
とがあるからである。

この発明にかかる光回路は、上記実施例に限定されない
。コア表面には、コアからの光の漏出を防ぐクラッド層
（第７実施例参照）や、コア表面が傷ついたり汚れたり
するのを防ぐ保護層等が形成されていてもよい。この場
合、なるべく各層の形成材料も透明であることが好まし
い。コアの傾斜端面と基板の厚み方向との成す角度、同
傾斜端面とコアの長さ方向との成す角度等は、光回路の
使用用途に応じて適宜設定すればよい。コアの傾斜端面
は、光回路板の厚み方向に対して傾斜している必要はな
く、光回路板の横方向に対してのみ−傾斜していてもよ
い。コアおよび基板の形成方法は、コアが少なくとも１
つの傾斜端面を有するようにすれば、従来の方法が種々
利用可能である。

反射体は、反射鏡、反射板に限らない。

〔発明の効果〕

この発明にかかる光回路は、先導波路となるコアが傾斜
端面を有していて、レンズおよび／または反射体と前記
傾斜端面とがともに前記光源からの光を受けるように配
置されており、前記光源からの光の一部が前記傾斜端面
で反射されて前記コア内に導かれ、他の一部が前記傾斜
端面を通ることなく前記レンズおよび／または反射体に
直接導かれるようになっている。このため、この光回路
は、使用する光学部品の点数を削減したり、小さいスペ
ースで構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる光回路の第１実施例を表す断
面図、第２図（ａ）はそれに用いた光回路板を表す斜視
図、第２図（ｂ）はそのＩ−Ｉ’断面図、篤３図は第２
実施例の断面図、第４図は第３実施例の断面図、第５図
は第４実施例の断面図、第６図は第５実施例の断面図、
第７図は第６実施例の断面図、第８図は第７実施例の断
面図、第９図は従来の光回路の１例の説明図である。３．１３．３３，４１３，４２３．７３・・・コア４．
１４，３４，４１４，４２４．７４・・・傾斜端面　５
・・・光源　７．１７．２７ａ、２７ｂ、３７．７７ｂ
・・・反射板　３８ａ、４８ａ、４８ｂ・・・レンズ代理人　弁理士　　松　本　武　彦第１図゛（ｂ）第７図第９図手続補正書（並 ■訓６２年１２月　１日昭和６２乍梶犠藻２７１）３４号３、補正をする者羽生との関係　　　　　特許出願人性　　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
名　称　（５８３）松下電工株式会社代表者　（（ＪＩＭＪ役藤井　貞　夫４、代理人な　　　し６、補正の対象明細書７、補正の内容 ■　明細書の特許請求の範囲欄の全文を下記のとおりに
訂正する。一記一［（１）光導波路となるコアが傾斜端面を有していて、
レンズおよび／または反射体と前記傾斜端面とがとも泣
土源からの光を受けるように配置されており、前記光源
からの光の一部が前記傾斜端面で反射されて前記コア内
に導かれ、他の一部が前記傾斜端面を通ることなく前記
レンズおよび／または反射体に直接導かれるようになっ
ている光回路。」 ■　明細書第３頁第１８行、および、第１６頁第５行に
、それぞれ、「前記光源」とあるを、「光源」と訂正す
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光導波路となるコアが傾斜端面を有していて、レ
ンズおよび／または反射体と前記傾斜端面とがともに前
記光源からの光を受けるように配置されており、前記光
源からの光の一部が前記傾斜端面で反射されて前記コア
内に導かれ、他の一部が前記傾斜端面を通ることなく前
記レンズおよび／または反射体に直接導かれるようにな
っている光回路。