JP7322405B2 - 光配線部品、光配線部品の製造方法および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、光配線部品、光配線部品の製造方法および電子機器に関するものである。

光通信において光信号を複数に分配するため、分岐構造を備えた光導波路が用いられることがある。

例えば、特許文献１には、１本のコア部を３つに分岐する分岐構造を備えた光導波路基板と、光導波路基板の一方の面に配された１本の光ファイバーと、他方の面に配された３本の光ファイバーと、を備える光モジュールが開示されている。このような光モジュールは、例えば光回線における回線分岐部品として用いられる。

特開２００４－２９２１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光モジュールでは、光ファイバーの直径に応じて光導波路を大きくする必要がある。すなわち、光導波路基板の他方の面は、３本の光ファイバーの光入出射面に対向している必要がある。このため、光導波路基板の他方の面は、３本の光ファイバーを並べた状態で、それらの光入出射面すべてと重なり得るサイズの面である必要がある。その結果、光導波路基板の大きさが、分岐構造に必要な大きさよりもはるかに大きくなってしまうことがある。これにより、光モジュールの設計の自由度が制限されるとともに、大きさが大きい分だけ製造難易度が高くなっている。

本発明の目的は、設計自由度が高く製造難易度が低い光配線部品およびその製造方法、ならびにかかる光配線部品を備える電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記（１）～（７）の本発明により達成される。
（１） 一端に設けられている第１光入出射面と、第１コア部と、を有する第１光ファイバーと、
一端に設けられている第２光入出射面と、第２コア部と、を有する第２光ファイバーと、
前記第１光入出射面と前記第２光入出射面との間に設けられ、前記第１光入出射面と対向する第３光入出射面および前記第２光入出射面と対向する第４光入出射面と、前記第３光入出射面と前記第４光入出射面との間に延在し、途中で分岐している第３コア部と、を有し、樹脂で構成されている光導波路と、
前記第１光ファイバーと前記第２光ファイバーとの間にまたがって設けられている第１支持部材と、
前記第１光入出射面と前記第３光入出射面との間、および、前記第２光入出射面と前記第４光入出射面との間、にそれぞれ設けられている第１接着部と、
前記第１光ファイバーと前記第１支持部材との間、前記第２光ファイバーと前記第１支持部材との間、および、前記光導波路と前記第１支持部材との間、にそれぞれ設けられている第２接着部と、
前記第１支持部材との間に前記光導波路を挟むように設けられ、前記第１光ファイバー、前記第２光ファイバー、前記光導波路、前記第１支持部材、前記第１接着部および前記第２接着部を内部に収容して支持する筐体である第２支持部材と、
前記第１光ファイバーの他端に装着され、前記第２支持部材に設けられている第１光アダプターと、
前記第２光ファイバーの他端に装着され、前記第２支持部材に設けられている第２光アダプターと、
を備えることを特徴とする光配線部品。

（２） 前記第１接着部は、光硬化性接着剤の硬化物を含んでいる上記（１）に記載の光配線部品。

（３） 前記第２接着部は、光硬化性接着剤の硬化物を含んでいる上記（１）または（２）に記載の光配線部品。

（４） 前記第１光ファイバーと前記第２支持部材との間、前記第２光ファイバーと前記第２支持部材との間、および、前記光導波路と前記第２支持部材との間、にそれぞれ設けられている第３接着部をさらに備える上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光配線部品。

（５） 前記第３接着部の弾性率は、前記第２接着部の弾性率より小さい上記（４）に記載の光配線部品。

（６） 前記第１接着部の屈折率は、前記第１コア部の屈折率と前記第３コア部の屈折率との間の値であって、かつ、前記第２コア部の屈折率と前記第３コア部の屈折率との間の値である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光配線部品。

（７） 前記第１支持部材は、透光性を有する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光配線部品。

（８） 一端に第１光入出射面を有する第１光ファイバーと、一端に第２光入出射面を有する第２光ファイバーと、前記第１光入出射面と前記第２光入出射面との間に設けられ、前記第１光入出射面と対向する第３光入出射面および前記第２光入出射面と対向する第４光入出射面を有し、樹脂で構成されている光導波路と、を用意し、これらの位置を互いに合わせた状態で、治具で支持する工程と、
前記第１光入出射面と前記第３光入出射面との間、および、前記第２光入出射面と前記第４光入出射面との間、をそれぞれ第１接着部で接着する工程と、
前記第１光ファイバーと前記第２光ファイバーとの間にまたがるように第１支持部材を配置し、前記第１光ファイバーと前記第１支持部材との間、前記第２光ファイバーと前記第１支持部材との間、および、前記光導波路と前記第１支持部材との間、をそれぞれ第２接着部で接着する工程と、
前記治具を外す工程と、
前記第１光ファイバー、前記第２光ファイバー、前記光導波路、前記第１支持部材、前記第１接着部および前記第２接着部、ならびに、第１光アダプターおよび第２光アダプターを、それぞれ、筐体である第２支持部材の内部に収容し、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に前記光導波路を挟んで固定するとともに、前記第１光ファイバーの他端に前記第１光アダプターを装着し、前記第２光ファイバーの他端に前記第２光アダプターを装着する工程と、
を有することを特徴とする光配線部品の製造方法。

（９） 上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光配線部品を備えることを特徴とする電子機器。

本発明によれば、設計自由度が高く製造が容易な光配線部品が得られる。
また、本発明によれば、設計自由度が高く製造が容易な光配線部品を効率よく製造することができる。
さらに、本発明によれば、前記光配線部品を備える電子機器が得られる。

第１実施形態に係る光配線部品を示す斜視図である。 図１に示す光配線部品のＸ－Ｙ面と平行な面で切断したときの断面図である。 図２に示す光配線部品の光路に沿ってＺ軸と平行な面で切断したときの断面図である。 図３のＡ部拡大図である。 図３に示す光配線部品を製造する方法を説明するための工程図である。 図５に示す製造方法を説明するための図である。 図５に示す製造方法を説明するための図である。 図５に示す製造方法を説明するための図である。 図５に示す製造方法を説明するための図である。 図５に示す製造方法を説明するための図である。 第２実施形態に係る光配線部品を示す断面図である。 図１１のＢ部拡大図である。

以下、本発明の光配線部品、光配線部品の製造方法および電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
≪光配線部品≫
まず、第１実施形態に係る光配線部品について説明する。

図１は、第１実施形態に係る光配線部品を示す斜視図である。図２は、図１に示す光配線部品のＸ－Ｙ面と平行な面で切断したときの断面図である。図３は、図２に示す光配線部品の光路に沿ってＺ軸と平行な面で切断したときの断面図である。図４は、図３のＡ部拡大図である。なお、図３では、筐体の図示を省略している。また、各図では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定している。また、以下の説明では、説明の便宜上、Ｚ軸方向のうち、プラス側を「上」、マイナス側を「下」として説明する。

図１および図２に示す光配線部品１００は、１本の第１光ファイバー１と、４本の第２光ファイバー２と、第１光ファイバー１および第２光ファイバー２の双方を光学的に接続する光導波路３と、第１支持部材４と、第２支持部材である筐体５と、第１光ファイバー１が挿入されている第１光アダプター６と、第２光ファイバー２が挿入されている第２光アダプター７と、を備えている。

そして、光導波路３には、Ｙ軸方向に延在するコア部３４（第３コア部）が形成されており、そのコア部３４は途中で４本に分岐している。このため、例えば第１光ファイバー１から光導波路３に向けて出射された光は、分岐部で４つに分岐され、４本の第２光ファイバー２に分配される。したがって、この場合の光配線部品１００は、光分配器として機能する。一方、第２光ファイバー２から光導波路３に向けてそれぞれ出射された光は、分岐部で１つに混合され、１本の第１光ファイバー１に集約される。したがって、この場合の光配線部品１００は、光混合器として機能する。

以下、光配線部品１００の各部について詳述する。
（第１光ファイバー）
第１光ファイバー１は、Ｙ軸方向に延在する光ファイバー本体１１と、光ファイバー本体１１のＹ軸方向プラス側の端部に装着されたフェルール１２と、を備えている。
このうち、光ファイバー本体１１としては、例えばガラス製光ファイバー、プラスチック製光ファイバー等が挙げられる。

また、光ファイバー本体１１の導波モードは、シングルモードであっても、マルチモードであってもよいが、マルチモードであるのが好ましい。マルチモードでは、シングルモードに比べて位置合わせの際の軸ずれに対する許容度が大きくなる。このため、マルチモードの光ファイバー本体１１は、光導波路３との光学的な接続に際し、接続作業を容易にすることができるので、光配線部品１００の組立容易性を高めるという観点で有用である。

図３に示す光ファイバー本体１１は、横断面形状が円形をなしており、その中央に位置するコア部１１１（第１コア部）と、その側面を覆うクラッド部１１２と、を有している。

また、光ファイバー本体１１のＹ軸方向マイナス側の端面を第１光入出射面１１３とする。この第１光入出射面１１３と光導波路３との間が後述する第１接着部８１を介して光学的に接続されている。

フェルール１２は、図示しない挿通孔を有しており、この挿通孔に光ファイバー本体１１の端部を装着することにより、光ファイバー本体１１を保持する。

フェルール１２としては、例えばセラミックス製フェルール、ガラス製フェルール、プラスチック製フェルール等が挙げられる。また、必要に応じて、これらのフェルール本体に金具が装着されていてもよい。

なお、フェルール１２は、必要に応じて図示しないハウジングに挿入した状態で用いられてもよい。このハウジングは、種々の規格に応じた形状を有している。この規格としては、例えばＳＣ、ＦＣ、ＭＵ、Ｄ、ＤＪ、ＳＴ、ＬＣ、ＳＣＦ、ＳＣＨ、ＭＴ、ＭＰＯ、ＭＴ－ＲＪ等が挙げられる。

（第２光ファイバー）
第２光ファイバー２は、Ｙ軸方向に延在する光ファイバー本体２１と、光ファイバー本体２１のＹ軸方向マイナス側の端部に装着されたフェルール２２と、を備えている。
このうち、光ファイバー本体２１としては、例えばガラス製光ファイバー、プラスチック製光ファイバー等が挙げられる。

また、光ファイバー本体２１の導波モードは、シングルモードであっても、マルチモードであってもよいが、マルチモードであるのが好ましい。マルチモードでは、シングルモードに比べて位置合わせの際の軸ずれに対する許容度が大きくなる。このため、マルチモードの光ファイバー本体２１は、光導波路３との光学的な接続に際し、接続作業を容易にすることができるので、光配線部品１００の組立容易性を高めるという観点で有用である。

図３に示す光ファイバー本体２１は、横断面形状が円形をなしており、その中央に位置するコア部２１１（第２コア部）と、その側面を覆うクラッド部２１２と、を有している。

また、光ファイバー本体２１のＹ軸方向プラス側の端面を第２光入出射面２１３とする。この第２光入出射面２１３と光導波路３との間が後述する第１接着部８１を介して光学的に接続されている。

フェルール２２は、図示しない挿通孔を有しており、この挿通孔に光ファイバー本体２１の端部を装着することにより、光ファイバー本体２１を保持する。

フェルール２２としては、例えばセラミックス製フェルール、ガラス製フェルール、プラスチック製フェルール等が挙げられる。また、必要に応じて、これらのフェルール本体に金具が装着されていてもよい。

なお、フェルール２２は、必要に応じて図示しないハウジングに挿入した状態で用いられてもよい。このハウジングは、種々の規格に応じた形状を有している。この規格としては、例えばＳＣ、ＦＣ、ＭＵ、Ｄ、ＤＪ、ＳＴ、ＬＣ、ＳＣＦ、ＳＣＨ、ＭＴ、ＭＰＯ、ＭＴ－ＲＪ等が挙げられる。

（光導波路）
光導波路３は、前述したように、第１光ファイバー１と第２光ファイバー２との間に設けられ、これらを光学的に接続している。

図４に示す光導波路３は、下側から、下側保護層３７、クラッド層３１、コア層３３、クラッド層３２、および上側保護層３８がこの順で積層されてなる積層体を備えている。また、コア層３３中には、図２に示すように、Ｙ軸方向に延在する長尺状（線状）のコア部３４と、コア部３４のＸ軸方向に隣接して設けられた側面クラッド部３５と、が形成されている。

以下、光導波路３の各部についてさらに詳述する。
－コア層－
図２に示すコア部３４は、その側面が、図２に示す側面クラッド部３５および図４に示すクラッド層３１、３２で囲まれている。そして、コア部３４の屈折率は、側面クラッド部３５やクラッド層３１、３２の屈折率よりも高くなっている。これにより、コア部３４に光を閉じ込めて伝搬させることができる。

コア層３３において、光路に直交する面内における屈折率分布は、いかなる分布であってもよく、例えば屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。

また、コア部３４の光路に直交する面によるコア部３４の断面形状は、特に限定されず、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、その他の異形状であってもよい。

さらに、コア層３３の平均厚さは、特に限定されず、光ファイバー本体１１、２１のコア部１１１、２１１の直径に応じて結合損失が最小になるように最適化されるが、１～２００μｍ程度であるのが好ましく、５～１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０～７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア部３４に必要とされる光学的特性および機械的強度が確保される。

コア層３３の構成材料（主材料）としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。なお、樹脂材料には、異なる組成のものを組み合わせた複合材料も用いられる。

また、図２に示すコア部３４は、第１分岐部３６１、第２分岐部３６２および第３分岐部３６３を備えている。このうち、第１分岐部３６１では、１本のコア部３４が２本に分岐している。これにより、例えばＹ軸方向プラス側から伝搬してくる光を第１分岐部３６１において２つに分配することができる。また、第２分岐部３６２および第３分岐部３６３は、第１分岐部３６１よりもＹ軸方向マイナス側に位置している。そして、第１分岐部３６１で２つに分配された光を、それぞれさらに２つに分配する。これにより、コア部３４全体では、入射した光を４つに分配して出射させることができる。

－クラッド層－
クラッド層３１、３２の平均厚さは、それぞれ１～２００μｍ程度であるのが好ましく、３～１００μｍ程度であるのがより好ましく、５～６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、クラッド層３１、３２に必要とされる光学的特性および機械的強度が確保される。

また、クラッド層３１、３２の構成材料としては、例えば、前述したコア層３３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。

なお、クラッド層３１、３２は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。このとき、例えばコア層３３が外気（空気）に曝されていれば、その外気がクラッド層３１、３２として機能する。

－保護層－
下側保護層３７および上側保護層３８は、コア層３３やクラッド層３１、３２を保護し、外部環境等に起因したコア部３４の伝送効率の低下を抑制するとともに、光導波路３の機械的強度を高める。

下側保護層３７および上側保護層３８の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。

下側保護層３７および上側保護層３８の平均厚さは、特に限定されないが、５～５００μｍ程度であるのが好ましく、１０～４００μｍ程度であるのがより好ましい。

また、下側保護層３７および上側保護層３８は、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。

なお、下側保護層３７および上側保護層３８は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、少なくとも一方が省略されていてもよい。

ここで、光導波路３のＹ軸方向プラス側の端面を第３光入出射面３９１とし、Ｙ軸方向マイナス側の端面を第４光入出射面３９２とする。そして、前述した第１光ファイバー１の第１光入出射面１１３と光導波路３の第３光入出射面３９１との間が第１接着部８１を介して光学的に接続されている。また、前述した第２光ファイバー２の第２光入出射面２１３と光導波路３の第４光入出射面３９２との間が第１接着部８１を介して光学的に接続されている。

第１接着部８１としては、光透過性を有する接着剤であれば、いかなる接着剤も用いられるが、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、オレフィン系接着剤、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。

また、第１接着部８１の硬化方法は、特に限定されず、熱硬化型、硬化剤混合型、溶剤揮散型等であってもよいが、好ましくは光硬化型であるのが好ましい。すなわち、第１接着部８１は、光硬化性接着剤の硬化物を含んでいるのが好ましい。光硬化型の第１接着部８１は、透光性を有する治具等で保持されたまま、短時間で硬化可能である。このため、後述するようにして光導波路３と第１光ファイバー１および第２光ファイバー２とを位置合わせした状態で、これらを精度よく簡単に固定することができる。その結果、接続部の光結合効率をより高めることができる。なお、光硬化型には紫外線硬化型を含む。

また、第１接着部８１が光硬化性接着剤の硬化物を含んでいる場合、第１接着部８１の弾性率を比較的大きくすることができる。具体的には、第１接着部８１の弾性率は、好ましくは１０００～２００００ＭＰａ程度とされ、より好ましくは３００～１５０００ＭＰａ程度とされ、さらに好ましくは５００～１２５００ＭＰａ程度とされ、特に好ましくは１０００～１００００ＭＰａ程度とされる。第１接着部８１の弾性率を前記範囲内に設定することにより、第１接着部８１が変形しにくくなるため、光導波路３と第１光ファイバー１および第２光ファイバー２とを位置合わせした後、位置ずれが発生しにくくなる。このため、光結合効率を良好に維持することができる。

なお、第１接着部８１の弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１２７に規定された方法で測定され、測定温度は２５℃とする。

さらに、第１接着部８１の屈折率は、特に限定されないが、光ファイバー本体１１のコア部１１１（第１コア部）の屈折率と光導波路３のコア部３４（第３コア部）の屈折率との間の値であって、かつ、光ファイバー本体２１のコア部２１１（第２コア部）の屈折率と光導波路３のコア部３４（第３コア部）の屈折率との間の値であるのが好ましい。第１接着部８１の屈折率を前記範囲内に設定することにより、第１接着部８１が屈折率調整機能を有することになる。このため、第１光ファイバー１と光導波路３との間、および、第２光ファイバー２と光導波路３との間で、屈折率差に伴う結合損失が発生するのを抑制することができ、光結合効率が良好な光配線部品１００を実現することができる。

なお、光導波路３におけるコア部３４の分岐数は、上記の４に限定されず、全体で２～３であってもよく、５以上であってもよい。

（第１支持部材）
第１支持部材４は、光導波路３の上方に設けられ、光導波路３を覆うように配置されている。また、第１支持部材４は、第１光ファイバー１および第２光ファイバー２にも重なるように配置されている。したがって、第１支持部材４は、第１光ファイバー１の上方から光導波路３の上方を経て第２光ファイバー２の上方に至るまで連続して覆うように配置されている。つまり、第１支持部材４は、第１光ファイバー１と第２光ファイバー２との間にまたがって設けられている。

そして、第１光ファイバー１と第１支持部材４との間、第２光ファイバー２と第１支持部材４との間、および、光導波路３と第１支持部材４との間は、それぞれ第２接着部８２を介して接着されている。

以上のような第１支持部材４および第２接着部８２により、第１光ファイバー１、光導波路３および第２光ファイバー２は、光軸合わせをした状態で、確実に保持されることとなる。このため、光学的に接続された接続界面の光結合効率を、高い状態で長期にわたって維持することができる。

また、第２接着部８２の硬化方法は、特に限定されず、熱硬化型、硬化剤混合型、溶剤揮散型等であってもよいが、好ましくは光硬化型であるのが好ましい。すなわち、第２接着部８２は、光硬化性接着剤の硬化物を含んでいるのが好ましい。光硬化型の第２接着部８２は、短時間で硬化するため、後述するようにして光導波路３と第１光ファイバー１および第２光ファイバー２とを位置合わせした状態で、これらと第１支持部材４との間を精度よく簡単に固定することができる。その結果、接続部の光結合効率をより高めることができる。なお、光硬化型には紫外線硬化型を含む。

また、第２接着部８２が光硬化性接着剤の硬化物を含んでいる場合、第２接着部８２の弾性率を比較的大きくすることができる。具体的には、第２接着部８２の弾性率は、好ましくは１０００～２００００ＭＰａ程度とされ、より好ましくは３００～１５０００ＭＰａ程度とされ、さらに好ましくは５００～１２５００ＭＰａ程度とされ、特に好ましくは１０００～１００００ＭＰａ程度とされる。第２接着部８２の弾性率を前記範囲内に設定することにより、第２接着部８２が変形しにくくなるため、光導波路３と第１光ファイバー１および第２光ファイバー２とを位置合わせした後、位置ずれが発生しにくくなる。このため、光結合効率を良好に維持することができる。

なお、第２接着部８２の弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１２７に規定された方法で測定され、測定温度は２５℃とする。

一方、第１支持部材４は、第１光ファイバー１および第２光ファイバー２よりも剛性が大きい部材であれば、特に限定されない。第１支持部材４の構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ－（４－メチルペンテン－１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル－スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン－スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とするブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

これらの中でも、第１支持部材４の構成材料は、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレートおよびＡＢＳ樹脂からなる群から選択される１種が好ましく用いられる。これらは、曲げ強度が比較的大きいことから、第１支持部材４の構成材料として有用である。

また、第１支持部材４は、透光性を有しているのが好ましい。これにより、第２接着部８２として光硬化性接着剤を用いた場合、第１支持部材４越しに光を照射して第２接着部８２を硬化させることができる。このため、第２接着部８２の硬化作業を効率よく行うことができ、光導波路３と第１光ファイバー１および第２光ファイバー２とを位置合わせした状態で効率よく固定することができる。

なお、前述した第１接着部８１は、少なくとも、前述した第１光入出射面１１３と第３光入出射面３９１との間、および、第２光入出射面２１３と第４光入出射面３９２との間に、それぞれ位置していればよいが、図４に示すように、第２光ファイバー２の側面２１４および光導波路３の上面３９３の少なくとも一方に接するように濡れ広がっていてもよい。また、図示しないものの、第１接着部８１は、第１光ファイバー１の側面に接するように濡れ広がっていてもよい。このような濡れ広がりが生じることによって、第１接着部８１は、第１光ファイバー１や第２光ファイバー２と第２接着部８２との間に介在することとなる。このため、第１接着部８１がいわゆるプライマーのように作用し、第１光ファイバー１および第２光ファイバー２と第２接着部８２との間、および、光導波路３と第２接着部８２との間を、それぞれより強固に接着することができる。

また、併せて、第１接着部８１が接触する面積が増えることになるため、第１接着部８１と第１光ファイバー１および第２光ファイバー２との接着強度、および、第１接着部８１と光導波路３との接着強度を、より高めることができる。

第１支持部材４をＺ軸方向から見たときの形状は、特に限定されず、第１光ファイバー１と第２光ファイバー２との間にまたがる形状であれば、いかなる形状であってもよい。

図３に示す第１支持部材４は、例えばＸ－Ｙ面に沿って広がる板状とされるが、板状以外の形状、例えばブロック状等であってもよい。第１支持部材４の厚さは、第１支持部材４の構成材料に応じて適宜設定されるが、一例として０．１０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下程度とされる。

なお、第２接着部８２は、第１光ファイバー１と第１支持部材４との間、第２光ファイバー２と第１支持部材４との間、および、光導波路３と第１支持部材４との間にそれぞれ設けられていればよいので、これらの間に生じる隙間を全て埋めている必要はない。ただし、できるだけ隙間をなくすように第２接着部８２を設けるのが好ましい。

（筐体）
筐体５は、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２、光導波路３および第１支持部材４を収容するケースである。図２に示す筐体５の外形は、略直方体をなしており、内部が空洞になっている。

また、筐体５をＺ軸方向から見ると長方形に見えるが、その長方形のうち、Ｙ軸方向プラス側の短辺に対応して第１光アダプター６が装着され、Ｙ軸方向マイナス側の短辺に対応して第２光アダプター７が装着されている。第１光アダプター６および第２光アダプター７は、それぞれ筐体５に設けられた貫通孔を介して一部が筐体５内に挿入され、他部が筐体５から突出するように装着されている。

筐体５の構成材料には、前述した第１支持部材４の構成材料として列挙した材料から適宜選択して用いられるが、特に耐候性、機械的特性、コスト等の観点から、ＡＢＳ樹脂が好ましく用いられる。

なお、前述した第１光ファイバー１、第２光ファイバー２、光導波路３および第１支持部材４のうちの少なくとも１つは、例えばネジ、リベットのような係止部材またはその他の部材を介して筐体５に固定されていてもよい。これにより、筐体５は、第１光ファイバー１と第２光ファイバー２との間にまたがって設けられることにより、これらを支持する第２支持部材として機能する。すなわち、筐体５は、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２、光導波路３、第１支持部材４、第１接着部８１および第２接着部８２を少なくとも収容し、保護する機能と、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２および光導波路３を位置合わせした状態で保持する機能と、を併せ持つものとなる。これにより、光導波路３と第１光ファイバー１および第２光ファイバー２とを位置合わせした状態で、より精度よく固定することができる。その結果、結合損失をより小さく抑えることができる。

なお、筐体５と第１光ファイバー１、第２光ファイバー２および光導波路３との間にさらに別の部材を介在させ、その部材を第２支持部材としてもよい。

また、筐体５内にポッティング剤のような樹脂材料を充填することによって、内容物を保持するようにしてもよい。

（第１光アダプターおよび第２光アダプター）
第１光アダプター６は、例えば外形が略直方体をなす部材であって、前述したように、筐体５を貫通するように装着されている。第１光アダプター６のＹ軸に直交する２つの面のうち、Ｙ軸方向マイナス側の面には、第１光ファイバー１を挿入可能な挿入部６１が１つ設けられている。一方、Ｙ軸方向プラス側の面には、第１光ファイバー１と光学的に接続される接続相手の光ファイバーが挿入される挿入部６２が１つ設けられている。したがって、第１光アダプター６を介して、第１光ファイバー１と接続相手の光ファイバーとが光学的に接続される。

第１光アダプター６は、光コネクターハウジングに関する種々の規格に準拠していてもよい。この規格としては、例えばＳＣ、ＦＣ、ＭＵ、Ｄ、ＤＪ、ＳＴ、ＬＣ、ＳＣＦ、ＳＣＨ、ＭＴ、ＭＰＯ、ＭＴ－ＲＪ等が挙げられる。

第２光アダプター７も、例えば外径が略直方体をなす部材であって、前述したように、筐体５を貫通するように装着されている。第２光アダプター７のＹ軸に直交する２つの面のうち、Ｙ軸方向プラス側の面には、第２光ファイバー２を挿入可能な挿入部７１が４つ設けられている。一方、Ｙ軸方向マイナス側の面には、第２光ファイバー２と光学的に接続される接続相手の光ファイバーが挿入される挿入部７２が４つ設けられている。したがって、第２光アダプター７を介して、４本の第２光ファイバー２と接続相手の４本の光ファイバーとが光学的に接続される。

第２光アダプター７は、光コネクターハウジングに関する種々の規格に準拠していてもよい。この規格としては、例えばＳＣ、ＦＣ、ＭＵ、Ｄ、ＤＪ、ＳＴ、ＬＣ、ＳＣＦ、ＳＣＨ、ＭＴ、ＭＰＯ、ＭＴ－ＲＪ等が挙げられる。

以上のように、本実施形態に係る光配線部品１００は、一端に設けられている第１光入出射面１１３と、コア部１１１（第１コア部）と、を有する第１光ファイバー１と、一端に設けられている第２光入出射面２１３と、コア部２１１（第２コア部）と、を有する第２光ファイバー２と、第１光入出射面１１３と第２光入出射面２１３との間に設けられ、第１光入出射面１１３と対向する第３光入出射面３９１および第２光入出射面２１３と対向する第４光入出射面３９２と、第３光入出射面３９１と第４光入出射面３９２との間に延在し、途中で分岐しているコア部３４（第３コア部）と、を有する光導波路３と、第１光ファイバー１と第２光ファイバー２との間にまたがって設けられている第１支持部材４と、第１光入出射面１１３と第３光入出射面３９１との間、および、第２光入出射面２１３と第４光入出射面３９２との間、にそれぞれ設けられている第１接着部８１と、第１光ファイバー１と第１支持部材４との間、第２光ファイバー２と第１支持部材４との間、および、光導波路３と第１支持部材４との間、にそれぞれ設けられている第２接着部８２と、を備える。

このような光配線部品１００によれば、第１支持部材４が第１光ファイバー１と第２光ファイバー２との間にまたがって設けられ、それらの間が第１接着部８１で接着されているため、小さな光導波路３であっても、光導波路３と第１光ファイバー１および第２光ファイバー２との間を十分な接着強度で接着し、固定することができる。これにより、位置合わせの状態を長期にわたって良好に維持し、結合損失を小さく抑えることができる。そして、例えば第２光ファイバー２を引き回すという簡単な構造によって、第２光ファイバー２同士の間隔を自由に変更することが可能になる。このため、光導波路３が小さくても、第２光ファイバー２の他端では十分な間隔を確保することができる。したがって、光導波路３が小さいがゆえに設計自由度が高く、かつ、構造が簡単であるがゆえに製造難易度が低いという効果を奏する光配線部品１００を実現することができる。

なお、第１光アダプター６および第２光アダプター７は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。その場合、第１光ファイバー１の一部および第２光ファイバー２の一部をそれぞれ筐体５の外部に露出させるようにすればよい。

また、第２光アダプター７は、Ｚ軸方向に複数積み重ねられた多段構造であってもよい。なお、その場合でも、本実施形態によれば、第２光ファイバー２を適宜引き回すだけで対応することが可能である。

≪光配線部品の製造方法≫
次に、図３に示す光配線部品１００を製造する方法、すなわち実施形態に係る光配線部品の製造方法について説明する。

図５は、図３に示す光配線部品１００を製造する方法を説明するための工程図である。図６ないし図１０は、それぞれ図５に示す製造方法を説明するための図である。なお、図６では、押さえ板９４、９５の図示を省略するとともに、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２、および光導波路３の内部を透視するようにして図示している。

図５に示す製造方法は、［１］第１光ファイバー１および第２光ファイバー２と光導波路とを治具で支持する支持工程Ｓ０１と、［２］第１接着部８１で接着する第１接着工程Ｓ０２と、［３］第２接着部８２で接着する第２接着工程Ｓ０３と、［４］治具を外す脱治具工程Ｓ０４と、を有する。以下、各工程について順次説明する。

［１］支持工程Ｓ０１
まず、一端に第１光入出射面１１３を有する第１光ファイバー１と、一端に第２光入出射面２１３を有する第２光ファイバー２と、第１光入出射面１１３と対向する第３光入出射面３９１および第２光入出射面２１３と対向する第４光入出射面３９２を有する光導波路３と、を用意する。第１光入出射面１１３と第３光入出射面３９１との間、および、第２光入出射面２１３と第４光入出射面３９２との間は、それぞれわずかな距離を隔てて互いに対向するように配置されている。

次に、これらの位置を互いに合わせた状態で、治具９で支持する。治具９は、図６および図７に示すように、平板状の基部９０と、基部９０から上方に向かって突出する第１凸部９１、第２凸部９２および第３凸部９３と、を備えている。このうち、第１凸部９１は、第１光ファイバー１の下方に設けられ、第１光ファイバー１を下方から支持している。また、第２凸部９２は、第２光ファイバー２の下方に設けられ、第２光ファイバー２を下方から支持している。また、第２凸部９２の上面９２１には、図８に示すように、溝９６が形成されている。この溝９６には第２光ファイバー２が嵌められることにより、その位置を容易に規制することができる。なお、図示しないものの、第１凸部９１の上面にも、同様に溝９６を形成することにより、第１光ファイバー１の位置を容易に規制することができる。さらに、第３凸部９３は、光導波路３の下方に設けられ、光導波路３を下方から支持している。

また、治具９は、図７に示す押さえ板９４、９５を備えている。このうち、押さえ板９４は、第１光ファイバー１の上方に設けられ、自重または第１凸部９１との係合により第１光ファイバー１を上方から押さえ込んでいる。また、押さえ板９５は、第２光ファイバー２の上方に設けられ、自重または第２凸部９２との係合により第２光ファイバー２を上方から押さえ込んでいる。このような押さえ板９４、９５を用いることにより、第１光ファイバー１および第２光ファイバー２を前述した溝９６に確実に嵌め込むことができる。その結果、第１光ファイバー１および第２光ファイバー２をそれぞれ目的の位置に誘導し、移動を規制することができる。

［２］第１接着工程Ｓ０２
次に、第１光入出射面１１３と第３光入出射面３９１との間、および、第２光入出射面２１３と第４光入出射面３９２との間に、それぞれ第１接着部８１を形成するための接着剤を供給する。そして、接着剤を硬化させることにより、図９に示すように、第１接着部８１を介してこれらが接着される。

なお、治具９には、必要に応じて、図９に示すように、Ｙ軸方向における第１凸部９１と第３凸部９３との間、および、Ｙ軸方向における第２凸部９２と第３凸部９３との間に、それぞれ凹部９７が形成されていてもよい。このような凹部９７が設けられることにより、第１接着部８１が治具９に付着するのを防止することができる。また、併せて、第１接着部８１が光導波路３の上面や第１光ファイバー１および第２光ファイバー２の側面に濡れ広がるのを妨げにくくなる。

なお、必要に応じて、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２および光導波路３のうちの少なくとも１つに対して、表面処理を施すようにしてもよい。これにより、第１接着部８１の濡れ広がりが困難な材料で構成された表面についても、濡れ広がりを生じさせたり、促進したりすることができる。この表面処理は、特に限定されないが、例えばコロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理等が挙げられる。

［３］第２接着工程Ｓ０３
次に、押さえ板９４、９５を取り除いた後、第１光ファイバー１と第２光ファイバー２との間にまたがるように第１支持部材４を配置する。

続いて、第１光ファイバー１と第１支持部材４との間、第２光ファイバー２と第１支持部材４との間、および、光導波路３と第１支持部材４との間に、それぞれ第２接着部８２を形成するための接着剤を供給する。そして、接着剤を硬化させることにより、図１０に示すように、第２接着部８２を介してこれらが接着される。

［４］脱治具工程Ｓ０４
次に、治具９を外す。その後、必要に応じて、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２、光導波路３および第１支持部材４を筐体５に固定する。これにより、図３に示す光配線部品１００が得られる。

以上のような製造方法によれば、設計自由度が高い光配線部品を効率よく容易に製造することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る光配線部品について説明する。

図１１は、第２実施形態に係る光配線部品を示す断面図である。図１２は、図１１のＢ部拡大図である。なお、各図では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定している。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図１１および図１２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

第２実施形態に係る光配線部品１００は、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２および光導波路３が第３接着部８３を介して筐体５に支持されている以外、第１実施形態に係る光配線部品１００と同様である。

すなわち、前述した第１実施形態では、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２および光導波路３を例えば係止部材等を用いて筐体５に係止等しているが、本実施形態では、第３接着部８３を介して筐体５に接着している。したがって、本実施形態でも、筐体５が第２支持部材となる。

これにより、第１光ファイバー１、第２光ファイバー２および光導波路３を、第１支持部材４と筐体５とで挟み込むようにして支持することができるので、これらの各部を位置合わせした状態で長期にわたって良好に維持することができる。このため、結合損失をより小さく抑えることができる。

また、第３接着部８３は、第１光ファイバー１と筐体５との間、第２光ファイバー２と筐体５との間、および、光導波路３と筐体５との間にそれぞれ設けられている。ただし、これらの間に生じる隙間を全て埋めている必要はない。このような第３接着部８３を用いることにより、第２接着部８２と第３接着部８３とで第１光ファイバー１、第２光ファイバー２および光導波路３を挟み込むことができる。これにより、光配線部品１００には、上方から第１支持部材４、第２接着部８２、光導波路３、第３接着部８３、筐体５（第２支持部材）という順で部材が並ぶ構造が含まれることになる。この構造は、Ｘ－Ｙ面を基準面としたとき面対称の関係を満たす構造となる。このため、振動、衝撃、温度変化といった外乱が加わった場合でも、局所的な応力の集中が生じにくくなり、優れた耐久性を示す。その結果、より信頼性の高い光配線部品１００が得られる。

さらに、この場合、第３接着部８３は、筐体５に近接して設けられているため、外気温の影響を受けやすい。したがって、第３接着部８３の弾性率は、第２接着部８２の弾性率より小さいことが好ましい。これにより、外気温の影響で筐体５が伸縮、変形した場合でも、その影響を第３接着部８３によって吸収しやすくなる。その結果、筐体５の伸縮を光導波路３やその近傍に影響させにくくすることができ、温度変化に対する信頼性に優れた光配線部品１００を実現することができる。

なお、第３接着部８３の弾性率と第２接着部８２の弾性率との差は、１００ＭＰａ以上であるのが好ましく、３００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であるのがより好ましい。弾性率の差を前記範囲内に設定することにより、双方が接着部としての機能を維持しつつ、上述したような効果をより確実に享受することができる。

なお、第３接着部８３の弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１２７に規定された方法で測定され、測定温度は２５℃とする。

以上のことから、第２接着部８２と第３接着部８３は、互いに接着剤の種類、すなわち接着剤の組成が異なっているのが好ましい。これにより、第２接着部８２は、相対的に弾性率が大きい利点を活かして、部材が位置合わせされた状態を維持しやすくなり、一方、第３接着部８３は、相対的に弾性率が小さい利点を活かして、外気温の影響を吸収することができる。

また、第３接着部８３の硬化方法は、特に限定されず、熱硬化型、硬化剤混合型、溶剤揮散型等であってもよいが、組立容易性、弾性率等の観点からすると、第２接着部８２が光硬化性接着剤である一方、第３接着部８３はそれ以外の硬化方法による接着剤であるのが好ましい。

≪電子機器≫
上述したような実施形態に係る光配線部品によれば、前述したように、設計自由度が高く製造が容易な光配線部品が得られる。このため、例えば様々な外形を有する光配線部品の設計が可能になり、かつ、その低コスト化が可能になる。したがって、このような光配線部品を備える電子機器は、低コストで付加価値の高いものとなる。

本発明の電子機器としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、サーバー、スーパーコンピューター等の電子機器類が挙げられる。

以上、本発明の光配線部品、光配線部品の製造方法および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、前記実施形態に係る光配線部品には、任意の要素が付加されていてもよい。また、前記実施形態に係る光配線部品の製造方法には、任意の目的の工程が付加されていてもよい。さらに、工程の順序は、上記の順序に限定されず、入れ替わっていてもよい。

１ 第１光ファイバー
２ 第２光ファイバー
３ 光導波路
４ 第１支持部材
５ 筐体
６ 第１光アダプター
７ 第２光アダプター
９ 治具
１１ 光ファイバー本体
１２ フェルール
２１ 光ファイバー本体
２２ フェルール
３１ クラッド層
３２ クラッド層
３３ コア層
３４ コア部
３５ 側面クラッド部
３７ 下側保護層
３８ 上側保護層
６１ 挿入部
６２ 挿入部
７１ 挿入部
７２ 挿入部
８１ 第１接着部
８２ 第２接着部
８３ 第３接着部
９０ 基部
９１ 第１凸部
９２ 第２凸部
９３ 第３凸部
９４ 押さえ板
９５ 押さえ板
９６ 溝
９７ 凹部
１００ 光配線部品
１１１ コア部
１１２ クラッド部
１１３ 第１光入出射面
２１１ コア部
２１２ クラッド部
２１３ 第２光入出射面
２１４ 側面
３６１ 第１分岐部
３６２ 第２分岐部
３６３ 第３分岐部
３９１ 第３光入出射面
３９２ 第４光入出射面
３９３ 上面
９２１ 上面
Ｓ０１ 支持工程
Ｓ０２ 第１接着工程
Ｓ０３ 第２接着工程
Ｓ０４ 脱治具工程

Claims (9)

1. 一端に設けられている第１光入出射面と、第１コア部と、を有する第１光ファイバーと、
   一端に設けられている第２光入出射面と、第２コア部と、を有する第２光ファイバーと、
   前記第１光入出射面と前記第２光入出射面との間に設けられ、前記第１光入出射面と対向する第３光入出射面および前記第２光入出射面と対向する第４光入出射面と、前記第３光入出射面と前記第４光入出射面との間に延在し、途中で分岐している第３コア部と、を有し、樹脂で構成されている光導波路と、
   前記第１光ファイバーと前記第２光ファイバーとの間にまたがって設けられている第１支持部材と、
   前記第１光入出射面と前記第３光入出射面との間、および、前記第２光入出射面と前記第４光入出射面との間、にそれぞれ設けられている第１接着部と、
   前記第１光ファイバーと前記第１支持部材との間、前記第２光ファイバーと前記第１支持部材との間、および、前記光導波路と前記第１支持部材との間、にそれぞれ設けられている第２接着部と、
   前記第１支持部材との間に前記光導波路を挟むように設けられ、前記第１光ファイバー、前記第２光ファイバー、前記光導波路、前記第１支持部材、前記第１接着部および前記第２接着部を内部に収容して支持する筐体である第２支持部材と、
   前記第１光ファイバーの他端に装着され、前記第２支持部材に設けられている第１光アダプターと、
   前記第２光ファイバーの他端に装着され、前記第２支持部材に設けられている第２光アダプターと、
   を備えることを特徴とする光配線部品。
2. 前記第１接着部は、光硬化性接着剤の硬化物を含んでいる請求項１に記載の光配線部品。
3. 前記第２接着部は、光硬化性接着剤の硬化物を含んでいる請求項１または２に記載の光配線部品。
4. 前記第１光ファイバーと前記第２支持部材との間、前記第２光ファイバーと前記第２支持部材との間、および、前記光導波路と前記第２支持部材との間、にそれぞれ設けられている第３接着部をさらに備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光配線部品。
5. 前記第３接着部の弾性率は、前記第２接着部の弾性率より小さい請求項４に記載の光配線部品。
6. 前記第１接着部の屈折率は、前記第１コア部の屈折率と前記第３コア部の屈折率との間の値であって、かつ、前記第２コア部の屈折率と前記第３コア部の屈折率との間の値である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光配線部品。
7. 前記第１支持部材は、透光性を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光配線部品。
8. 一端に第１光入出射面を有する第１光ファイバーと、一端に第２光入出射面を有する第２光ファイバーと、前記第１光入出射面と前記第２光入出射面との間に設けられ、前記第１光入出射面と対向する第３光入出射面および前記第２光入出射面と対向する第４光入出射面を有し、樹脂で構成されている光導波路と、を用意し、これらの位置を互いに合わせた状態で、治具で支持する工程と、
   前記第１光入出射面と前記第３光入出射面との間、および、前記第２光入出射面と前記第４光入出射面との間、をそれぞれ第１接着部で接着する工程と、
   前記第１光ファイバーと前記第２光ファイバーとの間にまたがるように第１支持部材を配置し、前記第１光ファイバーと前記第１支持部材との間、前記第２光ファイバーと前記第１支持部材との間、および、前記光導波路と前記第１支持部材との間、をそれぞれ第２接着部で接着する工程と、
   前記治具を外す工程と、
   前記第１光ファイバー、前記第２光ファイバー、前記光導波路、前記第１支持部材、前記第１接着部および前記第２接着部、ならびに、第１光アダプターおよび第２光アダプターを、それぞれ、筐体である第２支持部材の内部に収容し、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に前記光導波路を挟んで固定するとともに、前記第１光ファイバーの他端に前記第１光アダプターを装着し、前記第２光ファイバーの他端に前記第２光アダプターを装着する工程と、
   を有することを特徴とする光配線部品の製造方法。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光配線部品を備えることを特徴とする電子機器。

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