光波导、光传输模块及电子设备的制作方法

专利名称：光波导、光传输模块及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光波导、光传输模块及电子设备。
背景技术：
近年来，随着移 动电话的LCD (Liquid Crystal Display)的高精致化，在LCD和应用处理器之间要求数据传输速度的高速化。另外，伴随移动电话的薄型化及搭载功能的增加，要求配线及连接部(连接器)的低高度化及节省空间化。从这样的背景出发，用光配线实现大容量的数据传输正在被讨论，并进行使用光信号进行电路基板间的数据传输的光波导的开发。作为一例，在专利文献I中列举有卷绕于铰链上使用的膜状的光波导。上述光波导在α角及β角两处弯曲，在卷绕于铰链部被使用时，能够提供一种光损耗不会变大的光波导薄膜。专利文献I :日本特开2006 - 259009号公报(2006年9月28日公开)但是，专利文献I的光波导薄膜具有生产效率低的问题。S卩，在专利文献I中，在折弯的光波导薄膜中包含有三个芯部图形，该光波导薄膜通过层叠聚酰亚胺层等分别制作。即，在专利文献I中未考虑大量生产光波导。因此，使用专利文献I的技术，难以有效地制造多个光波导，制造光波导时的生产周期变长，因此，生产效率低。

发明内容
本发明是鉴于上述现有问题而发明的，其目的在于，提供一种以高的生产效率可制造的光波导。为了解决上述课题，本发明提供一种光波导，具有包层；芯部，其被所述包层包围，且折射率比所述包层高，其特征在于，该光波导具备入射端面，其用于使光向芯部入射；射出端面，其用于使光从芯部射出，该光波导的两个侧面以具有角度变化的方式形成，所述两个侧面相互平移对称，或者所述侧面的除一部分以外的侧面部分彼此相互平移对称。根据上述的发明，所述两个侧面或所述侧面的除一部分以外的侧面部分彼此相互平移对称，因此，在光波导的制造过程中，在从大型的光波导材料上切出光波导时，用与所述光波导大致相同的形状邻接的剪切图形剪切光波导材料，能够得到多个光波导。因此，能够提供一种生产效率高的光波导。另外，本发明的光波导中，优选的是，所述两个侧面在至少两处以上具有角度变化。利用该形状，从而能够提高设定入射端面及射出端面的位置时的自由度。另外，本发明的光波导中，优选的是，所述入射端面与所述侧面所成的角度中的锐角以及所述射出端面与所述侧面所成的角度中的锐角为超过0°且不足90°。
如上所述，通过设置不足90°的角度，能够使光波导的变化增加，特别是两个侧面在至少两处以上具有角度变化的情况下，若包层为固定的宽度，则能够将包层的中间区域(不包含入射端面及射出端面的区域)的宽度设定得较宽。因此，能够提高包层的具有角度变化的区域的强度。另外，本发明的光波导中，优选的是，具有角度变化处的角度中的内角为超过0°且90°以下。在具备铰链的电子设备中，在经由铰链所配置的两个部件间进行数据传输。在本发明的光波导中，通过进行所述角度的设定，能够形成使光波导在一处具有较大的角度的形状(内角为90°以下)或曲柄型，能够提供适合具备铰链的电子设备的光波导。另外，本发明的光波导中，优选的是，所述内角为85°以上且90°以下。通过所述角度设定，能够使具有角度变化处的形状更接近直角，能够提供更适合电子设备的光波导。 另外，本发明的光波导中，优选的是，在包含所述入射端面的芯部和所述射出端面的芯部的面内，连结从所述入射端面及所述射出端面中至少一端面向垂直方向间隔O. Imm的位置的芯部宽度的中心点和所述一端面的芯部宽度的中心点的直线、与所述至少一端面所成的角度中的一方为75°以上且105°以下。所述角度中的一方为上述的范围，由此，在从端面入射光时，能够将光相对于与包层的上面垂直的面的角度形成垂直或接近垂直的角度，能够使光适当地入射。其结果更难以广生光的损耗，可提闻I禹合效率。另外，本发明的光波导中，优选的是，所述芯部包含曲线形状。由此，从一端面入射的光直至从另一端面射出，在芯部难以产生光的损耗，能够减小光学稱合损耗。以至少穿过一次所述包层的包含入射端面的区域中的两个侧面的中线、及所述包层的包含射出端面的区域中的两个侧面的中线中的至少一方的方式，形成所述芯部。由此，在至少包含入射端面或射出端面的区域，通过所述包层宽度的中心形成芯部，芯部以较宽的范围形成。其结果可将曲线形状的芯部的最大曲率设定得较小。另外，本发明的光波导中，优选的是，所述芯部的曲线形状的最大曲率为O. 25mm — I 以下。由此，芯部具有平缓的形状，在芯部更难以产生所传输的光的损耗，能够减小光学率禹合损耗。另外，本发明的光波导中，优选的是，所述包层的包含所述入射端面的区域的宽度比相对于包含所述入射端面的区域具有角度变化的区域的宽度大，所述包层的包含所述射出端面的区域的宽度比相对于包含所述射出端面的区域具有角度变化的区域的宽度大。由此，在相对于包含入射端面或射出端面的区域具有角度变化的中间区域，能够以曲率较小的方式形成芯部，在芯部更难以产生所传输的光的损耗，能够减小光学耦合损耗。另外，本发明的光波导中，优选的是，在包含所述入射端面及射出端面的面，所述芯部的一部分沿所述两个侧面的中线形成直线形状。
根据所述结构，具有直线形状以外的芯部部分以其原有的形状，通过调整直线形状的长度，可容易进行光波导的形状变更的优点。另外，本发明的光波导中，优选的是，在所述包层的、相对于包含所述入射端面的区域具有角度变化的区域以及相对于包含所述射出端面的区域具有角度变化的区域的至少一方，所述芯部具有拐点。根据该形状，能够使芯部形成为以拐点为中心的平缓的形状，更难以产生芯部的光的损耗。另外，本发明的光波导中，优选的是，所述侧面的除一部分以外的侧面部分彼此相互平移对称，所述侧面的一部分为凹形状或凸形状根据这样的光波导，在将光波导组装到光传输模块等时，能够将凹形状或凸形状 作为记号使用，能够提高组装的精度。另外，本发明的光波导中，优选的是，在入射端面及射出端面形成有使光向芯部入射或使光从芯部射出的反射面。由此，能够提供一种可使光从垂直的方向向光波导入射，可适当使用于作为薄型化的光传输模块的零件的光波导。另外，在本发明的光波导中，优选的是，在所述包层上层叠电配线。由此，能够以电配线和包层密接的状态构成光波导。另外，可进行电信号的数据传输，由此，可提供容易搭载于采用通过电气进行数据传输方式的电子设备等的光波导。另外，本发明的光传输模块具备所述光波导；向所述入射端面入射光并发送信息的光发送部；接受从所述射出端面射出的光并接收信息的光接收部。 另外，本发明的电子设备具备所述光传输模块。另外，本发明的电子设备中，优选的是，具备信息输入部、信息显示部及铰链，所述信息输入部及信息显示部为沿铰链可转动的折叠式构造，所述包层的相对于包含上述入射端面的区域具有角度变化的区域配置于铰链上。如上所述，本发明的光波导具备用于使光向芯部入射的入射端面和用于使光从芯部射出的射出端面，该光波导的两个侧面以具有角度变化的方式形成，所述两个侧面相互平移对称，或者所述侧面的除一部分以外的侧面部分彼此相互平移对称。这样，两个侧面相互平移对称，或者所述侧面的除一部分以外的侧面部分彼此相互平移对称，因此，在光波导的制造过程中，在从大型的光波导材料上切出光波导时，用与所述光波导大致相同的形状邻接的剪切图形剪切光波导材料，能够得到多个光波导。因此，具有能够提供一种生产效率高的光波导的效果。


图I是本实施方式的光波导的图，Ca)是表不光波导的侧面图，(b)是表不光波导的变形例的侧面图，(C)是表示光波导的平面图，Cd)是表示形成光波导前的光波导材料的平面图；图2是表示本发明的光波导的变形例的平面图；图3是表不本实施方式的光波导的图，Ca)是表不光波导的立体图，(b)是表不光波导的变形例的立体图，(C)是表示光波导的平面图，Cd)是表示形成光波导前的光波导材料的平面图；图4是表不本实施方式的光波导的图，Ca)是表不光波导的平面图，(b)是表不形成光波导前的光波导材料的平面图；图5是表不本实施方式的光波导的图，Ca)是表不光波导的平面图，(b)是表不形成光波导前的光波导材料的平面图；图6是表不本实施方式的光波导的图，(a)、(b)是表不光波导的平面图，(C)是表示形成光波导前的光波导材料的平面图；图7是表不本实施方式的光波导的图，(a)、(b)是表不光波导的平面图，(C)是表示形成光波导前的光波导材料的平面图；
图8是表不本实施方式的光波导的图，(a)、(b)是表不光波导的平面图，(C)是表示形成光波导前的光波导材料的平面图；图9是表示本发明的光波导的变形例的平面图；图10 (a)是表示具备铰链的移动电话设备的平面图，(b)、(C)是表示沿铰链设置光波导的状态的平面图；图11是表不本实施方式的光波导的图，(a)是表不光波导的平面图，(b)是表不光波导的立体图，(C)是表示光波导的侧面图；图12是表示在本实施方式的光波导中，测定改变角度A3时的耦合效率的结果的图表；图13是表示本实施方式的光波导的平面图；图14是朝向包层的表面表示本实施方式的变形例的光波导的平面图；图15 Ca)是表示本实施方式的光传输模块的块图，(b)是表示数据线的详细构造的块图；图16是表不本实施方式的光波导和CPU侧基板及发光兀件的侧面图；图17是表示本发明的光波导的平面图；图18 Ca) (C)是表示本实施方式的移动电话设备的平面图；图19 (a)是表不本实施方式的移动电话设备的平面图，(b)、(C)是表不上述移动电话设备的制造过程的工序图。符号说明I 包层2、2a、2b 芯部2C直线形状3 基板4a端面(入射端面)4b端面(射出端面)5a第一区域5b第二区域6中间区域7a第一侧面(侧面)7b第二侧面(侧面)
7c凹部(凹形状)7d凸部(凸形状)8a、8b 反射面10、10a、20、20a 20h、30、222 光波导100、300、310移动电话设备101信息显示部102信息输入部103 铰链
200光传输模块226发光元件(光发送部)232受光元件(光接收部)300移动电话设备Al 锐角A2、A3、A3、A4、A5、A6 角度C1、C2 中心点Pl P4 端点P5、P6 中点Q1、Q2第一中间点Q3、Q4第二中间点Q5、Q6 中点Q7 拐点Q8 中点
具体实施例方式(光波导)基于图I对本发明的一实施方式进行说明，如下所示。首先，对本发明的光波导进行。图I (a)为表示光波导10的侧面图，光波导10包含有包层I及芯部2。换句话可以说是芯部2被包层I包围。光波导10具有端面(入射端面)4a及端面(射出端面)4b,虽然在端面4a、4b露出有芯部2，但端面4a、4b中的芯部2也可以由规定的涂层剂覆盖。另外，在重复表示同一部件的情况下，省略后者的部件名。即，“端面4a、4b”与“端面4a及端面4b”同义。其它部件也相同。包层I及芯部2由具有透明性的材料构成，而且，芯部2的折射率比包层I的折射率高。由此，在端面4a或4b向芯部2入射的光通过在芯部2的内部重复全反射，由此向光传输方向传输。作为构成包层I及芯部2的材料，可使用玻璃或塑料等。然而，为了构成具有足够柔性的光波导10，优选使用丙烯酸系、环氧系、聚氨酯系、或硅酮系等树脂材料。作为具体的树脂，列举聚酰亚胺薄膜等。包层I的长度没有特别限定，取决于组装有光波导10的制品的设计。即，取决于使光入射或射出的距离，从而改变端面4a、4b的位置，决定包层I的长度。芯部2的长度也同样地被决定。包层I的宽度越大包层I的强度越高，若包层I的宽度变大则难以使光波导10小型化。包层I的强度取决于材料的种类，因此，难以唯一地规定。然而，从使光波导10小型化，且具备最低限度的强度的观点出发，包层I的宽度优选O. 3mm以上且5. Omm以下，进一步优选O. 5mm以上且3. Omrn以下。经由芯部2传输光，因此，芯部2为细长的形状。芯部2的截面形状没有特别限定，例如，能够形成正方形、长方形、圆形、椭圆形等形状。图I (b)表不光波导10的变形例即光波导10a。图I (b)为表不光波导IOa的侧面图。在光波导IOa中，与光波导10不同,在基板3上设有包层I,芯部2被包层I包围。
基板3具备电配线，基板3和包层I被层叠。由此，可提供一种兼用由电气进行的数据传输的光波导。而且，通过层叠基板3，能够以电配线和包层I密接的状态构成光波导10。另外，可进行由电信号进行的数据传输，由此，可提供容易搭载于采用通过电气进行数据传输方式的电子设备的光波导。作为构成基板3的材料，可使用公知的基板材料，例如能够列举玻璃环氧树脂、聚酰亚胺等。图I (C)为在图I (a)的A— A’面朝向包层I的方向表示光波导10的平面图。A — A’面与包层I的表面(上面)一致。在此，包层I的表面(上面)是指与通过芯部2的光的光传输方向水平的包层I的面。如图I (c)所示，包层I分类为第一区域5a、第二区域5b及中间区域6。第一区域5a包含有端面4a,第二区域5b包含有端面4b。另外，中间区域6位于第一区域5a和第二区域5b之间。在此，在朝向包层I的表面(上面)观察的包层I的形状中，将端面4a的两个端点设定为端点PU P2，将端面4b的两个端点设定为端点P3、P4。另外，在朝向包层I的表面观察的包层I的形状中，将位于第一区域5a和中间区域6边界的两个点设定为第一中间点Q1、Q2，将位于第二区域5b和中间区域6的边界的两个点设定为第二中间点Q3、Q4。另外，在沿着芯部2的方向，将第一区域5a的一端点即端点Pl和第二区域5b的一端点P3相连的形状设定为第一侧面(侧面)7a。第一侧面7a为穿过端点P1、第一中间点Q1、第二中间点Q3及端点P3的形状。另一方面，在沿着芯部2的方向，将第一区域5a的另一端点即端点P2和第二区域5b的另一端点P4相连的形状设定为第二侧面(侧面)7b。第二侧面7b为穿过端点P2、第一中间点Q2、第二中间点Q4及端点P4的形状。另外，上述第一中间点Ql、Q2、第二中间点Q3、Q4为第一侧面7a、第二侧面b中的发生角度变化的点，在第一侧面7a、第二侧面7b是由直线构成的情况下，为顶点，如图4
(a)，在第一侧面7a、第二侧面7b由曲线形状构成的情况下，为在该曲线形状中曲率最大的点。另外，若使第一侧面7a向第二侧面7b平移，则第一中间点Ql与第一中间点Q2 —致，第二中间点Q3与第二中间点Q4 —致。第一侧面7a具有(I)从端点Pl至第一中间点Ql的直线形状，(2)从第一中间点Ql至第二中间点Q3的直线形状，及(3)从第二中间点Q3至端点P3的直线形状。上述(I)
(3)的形状，不分别为直线形状，也可以为曲线形状。特别是优选从第一中间点Ql至第二中间点Q3的第一侧面7a的中间区域6的形状具有曲率。由此，能够使第一中间点Ql及第二中间点Q3的第一侧面7a的形状形成平滑的形状，从第一中间点Ql及第二中间点Q3处难以产生裂纹等。即使第二侧面7b的形状，也与第一侧面7a相同。第一侧面7a从第一区域5a向中间区域6具有角度变化,且从第二区域5b向中间区域6具有角度变化，而且，第一侧面7a及第二侧面7b相互平移对称。在此，具有角度变化是指不为直线即可。另外，在角度变化中，不限于两条线段具有角度变化的状态(弯曲的状态)，也包含两条线段的交点附近缓慢弯曲的状态(在弯曲部分包含R (曲线半径)的状态)。例如，“穿过第一中间点Ql的线段在第一中间点Ql上具有角度变化”是指“从第一区域5a向中间区域6具有角度变化，且从第二区域5b向中间区域6具有角度变化”。连结端点Pl和第一中间点Ql的线段和连结第一中间点Ql和第二中间点Q3的线段具有角度并相接，具有角度变化。即，第一侧面7a从第一区域5a向中间区域6具有角度变化。 另外，连结第一中间点Ql和第二中间点Q3的线段和连结第二中间点Q3和端点P3的线段具有角度并相接，具有角度变化。即，第一侧面7a从中间区域6向第二区域5b具有角度变化。另外，与第一侧面7a相同，第二侧面7b从第一区域5a向中间区域6具有角度变化，从中间区域6向第二区域5b具有角度变化。即，第一侧面7a及第二侧面7b不为直线形状。第一侧面7a及第二侧面7b如上所述具有角度变化，由此，从第一区域5a至中间区域6、第二区域5b能够选择自由度高的形状。另外，第一侧面7a及第二侧面7b相互平移对称。“平移对称”是指沿规定的直线方向使第一侧面7a及第二侧面7b的一方不旋转但移动(使平移)时与另一方形状一致或实际上一致。即平移对称既不是旋转对称，也不是镜像对称(面对称)。上述“实际上一致”是指不需要一侧面与另一侧面完全一致，相对于一侧面的一部分，另一侧面的一部分也可以具有倾斜度(也可以具有角度变化)。另外，第一侧面7a及第二侧面7b的除一部分以外的侧面部分也可以相互平移对称。使用图4 图8后述它们的变形例。将与光波导10相同的形状11彼此邻接的状态示于图I (d)。图I (d)为朝向包层I的表面表示光波导材料12的平面图。光波导10通过将光波导材料12剪切为如形状11的方式而形成。如上所述，从光波导材料12切出的形状11为与光波导10相同的形状。在光波导10中，第一侧面7a及第二侧面7b相互平移对称，第一区域5a包含端面4a，第二区域5b包含端面4b。由此，与光波导10相同的形状即形状11彼此可经由与侧面处相当的线段彼此邻接。另外，形状11彼此也能够经由与端面处相当的线段彼此邻接。在图1(d)中，作为优选的方式，经由与侧面的位置相当的线段及与端面的位置相当的线段，形状11彼此邻接。作为优选的方式，形状11彼此端面处配置整齐。基于形状11的配置切出多个光波导10，由此，在从大型的光波导材料12切出光波导10时，能够有效地切出同一形状的光波导10。根据该切出方法，某光波导的第一侧面和邻接的光波导的第二侧面的部分邻接。另外，各光波导的包含于第一区域的端面处形成同一平面，各光波导的包含于第二区域的端面的部分也形成同一平面。由此，在以端面彼此邻接，侧面彼此也邻接的方式切出N个光波导时，通过对端面进行(N — I)次的切割、对侧面进行(N — I)次的切割即非常少的切割可有效地切出光波导10。即，能够提供一种生产效率高的光波导。另外，在切出多个光波导时，在光波导之间不残留光波导材料12，也有能够有效地使用光波导材料12的效果。另外，在专利文献I中未公开本发明这样的光波导材料的切割方法。关于光波导材料的切割，例如可以以用模具穿孔光波导的方式进行切出，也可以用刀具切割光波导材料从而切出光波导。作为优选的方式，光波导10在包含端面4a和端面4b的面内在两处具有角度。利用该形状，从而能够提高设定端面4a、4b的位置时的自由度。另外，本发明的光波导以光波导的两个侧面具有角度变化的方式形成，上述两个侧面相互平移对称即可，具有角度变化的位置数量也可以为一处。将这样的光波导的变形例示于图2。图2为表示本发明的光波导IOb的平面图。 如图2所示，光波导IOb的一处折弯，第一侧面7a及第二侧面7b具有角度变化，相互平移对称的点与光波导10相同。光波导IOb的第一侧面7a及第二侧面7b平移对称，因此，使用与图I (d)相同的切出方法，能够提供一种生产效率高的光波导。基于图3 图18对本发明的进一步实施方式进行说明，如下所示。另外，为了方便说明，在具有与在图1、2使用的部件相同的功能的部件上附注相同的部件符号，省略其说明。就光波导20而言，能够有效地制作与实施方式I的光波导10相同或大致相同的形状的光波导20，且为着眼于芯部的配置及其它优选的方式的发明。S卩，近年来，虽然广泛使用折叠式的移动电话设备，但随着移动电话设备的小型化，在卷绕于专利文献I所记载的铰链上的方式的光波导中芯部的曲率变大，光耦合损耗变大。因此，发明者们将提供一种可抑制光耦合损耗的光波导作为目的，制作光波导20。另夕卜，作为优选的方式，光波导20包含各种特征点。下面，对本实施方式的光波导20进行说明。图3 Ca)为表不光波导20的侧面图，图3 (b)为表不作为光波导20的变形例的光波导20a的侧面图。光波导20a与光波导20不同，具有基板3。图3 (c)为朝向光波导20的包层I的表面而表示的平面图。在图3 (a)中，与光波导10不同，作为优选的方式，在端面4a、4b上形成有反射面8a、8b。反射面8a、8b使光向芯部2入射或从芯部2使光射出，能够换言之为反射层。通过反射面8a、8b，使入射光或射出光反射，能够适当地进行光的入射或射出。通过涉及电子设备的说明后述由反射面8a、8b进行的光的入射或射出。如图3 (C)所示，在本实施方式的光波导20中，在朝向包层I的表面观察的包层I的形状中，第一区域5a具有两个端点P1、P2和两个第一中间点Ql、Q2分别连接的形状。另外，第二区域5b具有两个端点P3、P4和两个第二中间点Q3、Q4分别连接的形状，中间区域6具有第一中间点Q1、Q2和第二中间点Q3、Q4分别连接的形状。在光波导20中，在第一中间点Ql、Q2包层I的角度发生变化，在第二中间点Q3、Q4包层I的角度也发生变化，具有角度变化的位置为两处。另外，具有角度变化的位置也可以为两处以上，后述那样的例子(图 9)。另外，连结两个端点P1、P2间的中点P5和两个第一中间点Q1、Q2间的中点Q5的直线与连结两个第一中间点Q1、Q2的直线所称的角度中的锐角Al为超过0°且不足90°。锐角Al、锐角Ala及锐角Alb为相同的角度，因此，换而言之，就锐角Al而言，可以说端面4a和第一侧面7a所成的角度中的锐角Ala、及端面4b和第二侧面7b所成的角度中的锐角Alb为超过0°且不足90°。通过上述的角度设定、即设定不足90°的角度，能够使中间区域6相对于第一区域5a及第二区域5b倾斜。由此，能够使中间区域6的宽度更宽，使用图10如下所述，能够提高中间区域6的强度。另外，在光波导20中，连结两个端点P1、P2间的中点P5和两个第一中间点Q1、Q2间的中点Q5的直线与连结两个第一中间点Q1、Q2间的中点Q5和两个第二中间点Q3、Q4间的中点Q6的直线所成的角度为角度A2。上述角度A2为芯部具有角度变化处的角度中的内角。该角度A2优选为超过0°且90°以下，进一步优选为85°以上且90°以下。在光波导20中，作为特别优选的值，角度A2为90°。除锐角Al的角度设定外，如上通过角度设定角度A2，能够使光波导形成曲轴型(角度变化为90°以下)，能够提供适合于具备铰链的电子设备的光波导。
另外，作为优选的方式，光波导20在包含端面4a和端面4b的面内，在包层I的两处具有角度变化。由于为该结构，因此，容易形成光波导20的形状，制造效率优异。另外，将与光波导20相同的形状Ila彼此邻接的状态示于图3 (d)。图3 (d)为朝向包层的表面表不光波导材料12的平面图。与光波导10相同，与光波导20相同形状的形状Ila能够彼此邻接，通过对端面进行N - I的切割，对侧面进行N - I的切割即非常少的切割，可有效地从光波导材料12切出光波导10。在此，第一区域5a具有用直线连接第一区域5a中的两个端点P1、P2和两个第一中间点Ql、Q2的形状。另外，第二区域5b具有用直线连接第二区域5b中的两个端点P3、P4和两个第二中间点Q3、Q4的形状。光波导20具有上述直线形状，由此，在光波导20的制造工序中，简化了从光波导材料12切出光波导30的形状，切出工序变得容易。上述“光波导20具有上述直线形状”状态可以说是“第一侧面7a及第二侧面7b在至少一部分具有平面形状”状态。图4 (a)为表示图3 Ca)的光波导20的变形例即光波导20b的平面图。第一侧面7a在第一中间点Ql及第二中间点Q3上具有曲率，第二侧面7b在第一中间点Q2及第二中间点Q4上具有曲率。换而言之，第一侧面7a及第二侧面7b具有直线彼此经由曲线连接的形状。将与光波导20b相同的形状Ilb彼此邻接的状态示于图4 (b)。如图4 (b)所示，通过将光波导材料12切割为如形状11b，可有效地制造光波导20。图5 (a)为表示图4 (a)的光波导20b的进一步的变形例即光波导20c的平面图。光波导20的第一侧面7a在第一中间点Ql及第二中间点Q3上不具有曲线形状，但第二侧面7b在第一中间点Q2及第二中间点Q4上具有曲线形状。因此，第一侧面7a及第二侧面7b除中间点的部分(直角部分及曲线部分)以外的部分彼此相互平移对称。这样，即使在侧面的一部分未平移对称的情况下，若侧面的除一部分以外的侧面部分彼此相互平移对称，则如图5 (b)所示通过将光波导材料12切割成形状Ilc及与形状Ilc曲线部分处不同的形状，也能够有效地制造光波导。即，可有效地制造第一中间点Q1、第二中间点Q3或第一中间点Q2、第二中间点Q4成为曲线形状的光波导。另外，曲线形状的形成可任意改变。图6 (a)为表示图3 (a)的光波导20的进一步的变形例即光波导20d的平面图。在光波导20d中，在第一侧面7a、第二侧面7b的一部分形成有凹部(凹形状)7c。因此，第一侧面7a及第二侧面7b除凹部7c及对应于凹部7c的直线形状以外的部分彼此相互平移对称。另一方面，图6 (b)与光波导20d不同，在第一侧面7a及第二侧面7b未形成凹部7c,而形成有凸部(凸形状)7d。因此，第一侧面7a及第二侧面7b除凸部7d及对应于凸部7d的直线形状以外的部分彼此相互平移对称。根据这样的光波导，在将光波导装入光传输模块等中时，能够将凹部7c或凸部7d作为记号使用，能够提高组装的精度。如图6 (C)所示，通过切割光波导材料12，可有效地制造具有凹部7c或凸部7d的光波导。另外，改变切割的形状，也可形成具有凹部7c及凸部7d这两者的光波导。图7 (a)为表示图3 (a)的光波导20的进一步的变形例即光波导20f的平面图。在光波导20f中，第二侧面7b的一部分相对于第一侧面7a的一部分具有倾斜。即，与光波导20相比，第二侧面7b从第一中间点Q2至端点P2向外侧倾斜角度A4，从第二中间点Q4 至端点P4向内侧倾斜角度A4。因此，若使第一侧面7a平移至第二侧面7b，则(I)连结第一中间点Ql和第二中间点Q3的直线与(2)连结第一中间点Q2和第二中间点Q4的直线一致，在上述倾斜的某处产生角度A4的错位。这样，在具有倾斜的情况下，虽然第一侧面7a和第二侧面7b的形状不完全一致，但能够有效地制造光波导没有变化，可以说这种情况下第一侧面7a及第二侧面7b也相互平移对称。关于角度A4的范围，例如，在将光波导的宽度和长度(第一中间点Ql 端点PI)之比设定为I :5以上的情况下，若将角度A4设定为比10°大则实际上不能确保端面的宽度，因此，优选设定为10°以下。因此，倾斜角即角度A4的优选的范围为超过0°且10°以下。图8 (a)为表示图7 (a)的光波导20f的进一步的变形例即光波导20g的平面图。第一侧面7a从第一中间点Ql至端点Pl向外侧倾斜角度A6，从第二中间点Q3至端点P3向外侧倾斜角度A6。另外，第二侧面7b从第一中间点Q2至端点P2向外侧倾斜角度A5，从第二中间点Q4至端点P4向外侧倾斜角度A5。因此，若使第二侧面7b平移至第一侧面7a，则(I)连结第一中间点Ql和第二中间点Q3的直线与(2)连结第一中间点Q2和第二中间点Q4的直线一致，上述倾斜的某处产生角度A5+角度A6的错位。另一方面，从图8 (C)的光波导材料12上切割光波导20g的同时,切割图8 (b)所示的光波导20g’，关于角度A5+A6的范围，例如，在将光波导的宽度和长度(第一中间点Ql 端点Pl)之比设定为I :5以上的情况下，若将角度A5+A6设定为比10°大则实际上不能确保端面的宽度，因此，光波导20g’的端面4a、4b的宽度过窄，难以设计光波导。因此，倾斜角即角度A5+角度A6优选为0°以上且10°以下。作为包层的变形例，在图9表不光波导20h。光波导20h在包含入射端面和射出端面的面内，在四处具有具有角度变化的包层I’。在光波导20h中，第一侧面7a、第二侧面7b相互平移对称，使用与图I (d)相同的切出方法，能够提供一种生产效率高的光波导，这一点与光波导20相同。使用图10说明与光波导10比较的情况的光波导20的优势。图10 (a)为表示具备铰链103的移动电话设备100的平面图。移动电话设备100具备信息显示部101及信息输入部102。另外，在信息输入部102配置有各种按钮。另一方面，在信息显示部101具备显示器，经由沿铰链103配置的中间区域的光波导，来自信息输入部102的信息显示在信息显示部101而构成。图10 (b)、(c)为表示沿铰链103配置有光波导的状态的平面图。如图10 (b)所示，朝向光波导10的包层的表面(上面)观察的中间区域配置于铰链103的区域内。S卩，包层的相对于包含入射端面的区域(第一区域)具有角度变化的区域(中间区域)配置于铰链上。在光波导10中，第一区域为长方形，中间区域变窄。如图10 (b)所示，在端面和小型的铰链为水平的光波导10的情况(中间区域为平行四边形的情况)下，中间区域6的宽度狭窄，因此，不能增大中间区域6的强度。 另一方面，在图10 (C)所示的光波导20的情况下，如图3 (C)，光波导20具有锐角Al、角度A2，能够沿铰链103配置较宽的中间区域。这样，由于将中间区域设计得较宽，因此，能够提高中间区域的强度，能够提供适合具备铰链的电子设备100的光波导20。另外，当然，光波导20能够广泛用于具备铰链的移动电话设备，也能广泛用于具备其它绞链的 PHS (Personal Handyphone System)、PDA (Personal Digital Assistant)、笔记本电脑，电子词典、游戏机等电子设备。另外，当然也可用于不具备铰链的电气设备。下面，更详细地说明芯部2。如图3 (C)，在光波导20中，芯部2包含有曲线形状。即，芯部2至少一部分为曲线形状。由此，直至从一端面入射的光从另一端面射出，在芯部2难以产生光的损耗，能够减小光学耦合损耗。图11 (a)为表示图3 (C)的反射面8a周边的光波导20的平面图。另外，图11
(b)为表示光波导20的立体图。在本发明的光波导中，优选在与包层的表面(上面)水平的面中的芯部的形状中，连结从第一区域的端面及第二区域的端面中至少一端面向垂直方向间隔O. Imm的芯部宽度的中心点Cl和上述一端面的芯部宽度的中心点C2的直线与，穿过一端面的两个端点P1、P2，且与包层I的表面垂直的面S所成的角度中的一方为75°以上且105°以下。另外，上述“在与包层的表面(上面)水平的面中的芯部的形状中”能够换言之为“在包含入射端面的芯部2和射出端面的芯部2的面内”。在此，关于规定芯部2的角度的基准，采用“O. 1mm”间隔的芯部宽度，该“O. 1mm”作为大致的基准使用，至少通过基于上述基准设计芯部2，能够制作优选的光波导。具体而言，如图11 (a)、(b)所示，在光波导20中，连结中心点Cl和中心点C2的直线与面S所成的角度A3为90°，为光波导20非常优选的方式。角度A3为上述的范围，由此，在光从端面入射时，能够将相对于面S的光的角度设定为垂直或接近垂直，能够使光适当地入射。其结果是，更难以产生光的损耗，可提高耦合效率。在此，芯部宽度的中心点在芯部的截面为正方形或长方形的情况下，为两个对角线的交点，在芯部的截面为圆或椭圆的情况下，为圆或椭圆的中心。另外，芯部宽度的中心点能够换言之为芯部的截面的中心点。另外，图11 (C)为对应于图11 (a)、(b)的光波导20的侧面图。图12为表示测定改变了角度A3时的耦合效率的结果的图表。如图12所示，在光入射的角度A3为75°或105°的情况下，耦合效率大约为48%，实际上表示优选值。然后，随着使角度A3接近90°耦合效率增加，90°表示最优选的值即100%的值。
另外，在本发明的光波导中，优选以至少穿过一次上述包层的包含入射端面的区域中的两个侧面的中线、及上述包层的包含射出端面的区域中的两个侧面的中线中的至少一中线的方式，形成上述芯部。用图3 (C)对上述内容进行说明，上述两个侧面的中线为连结中点P5、Q5、Q6、P6的直线。即，可换言之为朝向包层I的表面(上面)观察的芯部2以至少穿过一次(I)连结一端面的两个端点的中点和上述两个第一中间点的中点的直线，及(2)连结另一端面的两个端点的中点和上述两个第二中间点的中点的直线的至少一直线的方式形成。如图3 (C)所示，在光波导20中，芯部2以(I)穿过连结中点P5和中点Q5的直线，(2)穿过连结中点P6和中点Q6的直线的方式形成。由此，芯部2可以更宽的范围形成，可较小地设定芯部2的曲线形状的最大曲率。另外，如上所述，角度A3为75°以上且105°以下，因此，芯部2在第一区域5a及第二区域5b具有S字的形状。芯部2的曲线形状的最大曲率优选O. 25mm1以下。由此，芯部2具有平缓的形状，在芯部2难以产生所传输的光的损耗，能够减小光学耦合损耗。 对与芯部2的形状相关的包层I的宽度进行说明。在本发明中，芯部2的曲率越小越难产生芯部2中的光的损耗，因此，优选以芯部2的曲率变小的方式形成芯部2。因此，优选上述包层的包含上述入射端面的区域的宽度比相对于包含上述入射端面的区域具有角度变化的区域的宽度大，上述包层的包含上述射出端面的区域的宽度比相对于上述射出端面的区域具有角度变化的区域的宽度大。若基于图3 (c)的光波导20进行说明，则优选第一区域5a的宽度比中间区域6的宽度大，第二区域5b的宽度比中间区域6的宽度大。在此，第一区域5a的宽度是指相对于连结中点P5和中点Q5的直线在垂直的方向的第一区域5a的距离，第二区域5b的宽度是指相对于连结中点P6和中点Q6的直线在垂直的方向的第二区域5b的距离。图13为表示第一区域5a及第二区域5b的宽度比中间区域6的宽度小的光波导和扩大第一区域5a及第二区域5b的宽度的状态的光波导的平面图。如图13所示，可知芯部2b的曲率比芯部2a小。这样，通过使第一区域5a及第二区域5b的宽度比中间区域6的宽度形成得更宽，能够减小芯部的曲率，更难以产生芯部的光的损耗。作为优选的方式，优选本发明的光波导在上述包层的、相对于包含上述入射端面的区域具有角度变化的区域、及相对于包含上述射出端面的区域具有角度变化的区域的至少一区域，上述芯部具有拐点。在图3 (C)的光波导20中，具有角度变化的位置为两个，相对于包含上述入射端面的区域具有角度变化的区域、及相对于包含上述射出端面的区域具有角度变化的区域都为中间区域6，中间区域6的芯部2具有拐点Q7。根据该形状，能够将芯部2设定为将拐点Q7作为中心的平缓的形状，更难以产生芯部2的光的损耗。另一方面，中间区域6的芯部2的一部分也可以沿上述第一侧面7a、第二侧面7b的中线形成为直线形状。为了形成这样的芯部2，进行在与第一侧面7a、第二侧面7的中线一致的位置、或与中线平行的位置设置拐点Q7的设计，以将配置于拐点Q7的包层I及芯部2沿中线的方向延伸的方式构成，由此，能够容易实现具有直线形状的光波导。这样，能够提供一种芯部2的拐点Q7的接线与第一侧面7a、第二侧面7b的中线一致或与中线平行的光波导。将上述光波导的例子不于图14。图14为朝向包层I的表面表不光波导20的变形例即光波导30的平面图。在光波导30中，中间区域6的芯部2以沿连结两个第一中间点QU Q2间的中点Q5和两个第二中间点Q3、Q4间的中点Q6的直线的至少一部分，穿过两个第一中间点Ql、Q2间的中点Q5和两个第二中间点Q3、Q4间的中点Q6之间的中点Q8的方式形成。S卩，在光波导30中，芯部2具有穿过中点Q8的直线形状2C。根据该结构，具有直线形状2C以外的芯部部分以其原有的形状，通过调整直线形状2C的长度，可容易进行光波导30的形状变更的优点。(光传输模块)
本发明的光波导作为光传输模块的零件起作用。另外，上述光模块搭载于各种电子设备上。首先，使用图15对光传输模块进行说明。图15作为一例，为表示具备光波导的光传输模块200的块图。如图15 (a)所示,光传输模块200具备CPU (central processing unit)侧基板210、数据线220及IXD (central processing unit)侧基板230。在光传输模块200中，数据由CPU211向光发送模块221发送，从光发送模块221通过光波导222的芯部，并从光接收模块223向IXD231发送。IXD231也可以变更为照相机等。图15 (b)表示数据线220的详细构造。光发送模块221具备发送IC即I / F电路224及驱动器225，驱动器225与使光入射于光波导222的发光元件(光发送部)226连接。另一方面，光接收模块223与接受从光波导222射出的光的受光元件(光接收部)232为接收IC的放大器228及I /F电路229连接。I / F电路229进一步与IXD231连接。I / F电路224为用于从外部接收高速的数据信号的电路。该I / F电路224设于输入到光传输模块200内的电信号的电配线和驱动器225之间。I / F电路224也可以由 IC (Integrated Circuit)构成。驱动器225为基于经由I / F电路224从外部向光传输模块200内输入的电信号控制发光兀件226的发光的发光驱动部。该驱动器225例如能够由发光驱动用的IC构成。发光元件226基于由驱动器225进行的控制而发光。该发光元件226例如能够由VCSEL (Vertical Cavity 一 Surface Emitting Laser)等发光兀件构成。由该发光兀件226所发出的光作为光信号照射到光波导222的端面(入射端面)。这样，光发送模块221将输入于该光发送模块221的电信号变换为与该电信号相应的光信号，输出至光波导222。然后，受光元件227接受作为从光波导222中的另一端面(射出端面)射出的光信号的光，通过光电转换输出电信号。该受光部31例如能够由ro (Photo — Diode)等受光元件构成。另外，虽然没有图示，但在受光元件227上具备检测电路，判断受光元件227是否接收了光信号。检测电路IC也可以由IC构成。放大器228将由受光兀件227输出的电信号放大为期望的值向外部输出。放大器228例如能够由放大用的IC构成。I / F电路229为用于将由放大器228放大的电信号向光传输模块200的外部输出的电路。I / F电路229与向外部传输电信号的电配线连接，设于放大器228和该电配线之间。I / F电路229也可以由IC构成。这样，光接收模块223 接收通过光波导222从光发送模块221输出的光信号，并变换为与该光信号相应的电信号后，能够放大为期望的信号值而向外部输出。在图16中，对于本发明的光波导222，对从发光元件226射出光时的两部件的配置进行说明。图16为表示在端面形成有反射面8a的光波导222和CPU侧基板210及发光元件226的侧面图。如图16所示，本发明的光波导222具备反射面8a，因此，由发光元件226所射出的光适当地入射至芯部2。因此，能够将CPU侧基板210与光波导222平行地配置，在光传输模块上可低高度化安装光波导222。近年来，电子设备要求小型化及薄型化，因此，低高度化安装光波导有很大的意义。另一方面，在不存在反射面8，而光波导222的端面为90°的情况下，需要从垂直的方向使光入射至芯部2。将未形成反射面8的光波导不于图17。图17为表不本发明的光波导20d的平面图。在不存在反射面8的情况下，由发光兀件226所射出的光在端面4a不改变行进方向，而入射至芯部2。另外，由端面4b所射出的光也不改变行进方向，而射出至受光元件227。因此，相对于端面4a平行地配置光发送模块221，相对于端面4b平行地配置光接收模块223。其结果，不能将光发送模块221及光接收模块223低高度化安装于光波导10上。(电子设备)本发明的电子设备具备本发明的光传输模块，作为电子设备，可列举移动电话设备、PHS (Personal Handyphone System)、PDA (Personal Digital Assistant)、笔记本电脑，电子词典、游戏机等。另外，电子设备的构造没有特别限定。作为电子设备的一例，图18及图19表示具备本发明的光传输模块的移动电话设备。图18 (a) (C)为表不具备本发明的光传输模块200的移动电话设备(电子设备)300的平面图。移动电话设备300具备信息显示部101、信息输入部102及铰链103，为折叠式构造。即，如图18 Ca)所示，从折叠的状态沿铰链103使信息显示部101及信息输入部102可转动。可转动是指沿铰链的轴向可向正负任一方向旋转。移动电话设备300具备光传输模块,该光传输模块具有与光波导20相同的形状的光波导222，朝向包层的表面观察的中间区域配置于铰链103的区域内。由此，能够增大沿铰链103的中间区域的包层的强度，难以产生光波导222的断裂。其结果是，移动电话设备300为故障频率非常低的构造。将其它移动电话设备的例子示于图19。图19表示移动电话设备310，19 (a)为表示移动电话设备310的平面图，图19 (b)、(c)为表示移动电话设备310的制造过程的工序图。图19 (a)所示的移动电话设备310为长条构造(长条型)，也称为直板构造(直板型)。该构造的移动电话设备与折叠式构造的移动电话设备不同，没有折叠处。在该长条构造上，虽然如移动电话设备300那样不存在铰链，但即使对于长条构造的移动电话设备也可适当地使用本申请发明的光传输模块(光波导)。图19 (b)表示在信息显示部(IXD) 101的下方连接有光传输模块的状态。另外，信息显示部101通过构架104包围。通常，信息显示部101的驱动器如图19 (b)那样一般设置于信息显示部101的下方的中心、或信息的中心。图19 (c)为将图19 (b)所示的信息显示部101等从信息显示部101的相反面表示的平面图。在本发明的光传输模块中，光波导222具有两处的角度变化，在图19 (b)、(c)中，将光波导222沿信息显示部101的横向折弯，使光发送模块221向信息显示部101的背面移动。然后，在光波导222的上方配置CPU所具备的处理基板105，光波导222为夹持于信息显示部101和处理基板105的构造。另外，从处理基板105的端部延伸的光波导222在处理基板105的端部折弯，配置于处理基板105的表面。而且，光发送模块221与处理基板105连接。这样，本发明的光传输模块具备具有角度变化的光波导222，因此，通过适当地折弯光波导222，能够适当地设置于移动电话设备310。在图19中以具备本发明的光传输模 块的移动电话设备为例子进行了说明，但不限于，也可将上述光传输模块配置于平板型电子设备。另外，本发明不限于上述的各实施方式，在本发明请求的范围内可进行各种变更，适当组合不同的实施方式所分别公开的技术的手段而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围内。产业上的可利用性本发明的光波导的生产效率高，因此，可应用于使用光波导的电子设备领域。
权利要求
1.一种光波导，具有 包层； 芯部，其被所述包层包围，且折射率比所述包层高， 其特征在于，该光波导具备 入射端面，其用于使光向芯部入射； 射出端面，其用于使光从芯部射出， 该光波导的两个侧面以具有角度变化的方式形成， 所述两个侧面相互平移对称，或者所述侧面的除一部分以外的侧面部分彼此相互平移对称。
2.如权利要求I所述的光波导，其特征在于，所述两个侧面在至少两处以上具有角度变化。
3.如权利要求I或2所述的光波导，其特征在于， 所述入射端面与所述侧面所成的角度中的锐角以及所述射出端面与所述侧面所成的角度中的锐角为超过0°且不足90°。
4.如权利要求I 3中任一项所述的光波导，其特征在于，具有角度变化处的角度中的内角为超过0°且90°以下。
5.如权利要求4所述的光波导，其特征在于，所述内角为85°以上且90°以下。
6.如权利要求I所述的光波导，其特征在于， 在包含所述入射端面的芯部和所述射出端面的芯部的面内， 连结从所述入射端面及所述射出端面中至少一端面向垂直方向间隔O. Imm的位置的芯部宽度的中心点和所述一端面的芯部宽度的中心点的直线、与所述至少一端面所成的角度中的一方为75°以上且105°以下。
7.如权利要求I或2所述的光波导，其特征在于，所述芯部包含曲线形状。
8.如权利要求7所述的光波导，其特征在于，以至少穿过一次所述包层的包含入射端面的区域中的两个侧面的中线、及所述包层的包含射出端面的区域中的两个侧面的中线中的至少一方的方式，形成所述芯部。
9.如权利要求7所述的光波导，其特征在于，所述芯部的曲线形状的最大曲率为O. 25mm 1 以下。
10.如权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述包层的包含所述入射端面的区域的宽度比相对于包含所述入射端面的区域具有角度变化的区域的宽度大， 所述包层的包含所述射出端面的区域的宽度比相对于包含所述射出端面的区域具有角度变化的区域的宽度大。
11.如权利要求2所述的光波导，其特征在于， 在包含所述入射端面及所述射出端面的面， 所述芯部的一部分沿所述两个侧面的中线形成为直线形状。
12.如权利要求2所述的光波导，其特征在于， 在所述包层的、相对于包含所述入射端面的区域具有角度变化的区域以及相对于包含所述射出端面的区域具有角度变化的区域的至少一方， 所述芯部具有拐点。
13.如权利要求I或2所述的光波导，其特征在于， 所述侧面的除一部分以外的侧面部分彼此相互平移对称， 所述侧面的一部分为凹形状或凸形状。
14.如权利要求I或2所述的光波导，其特征在于，在所述入射端面及所述射出端面形成有使光向芯部入射或使光从芯部射出的反射面。
15.如权利要求I或2所述的光波导，其特征在于，在所述包层上层叠有电配线。
16.—种光传输模块,其特征在于,具备 权利要求I或2所述的光波导； 向所述入射端面入射光并发送信息的光发送部； 接受从所述射出端面射出的光并接收信息的光接收部。
17.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求16所述的光传输模块。
18.如权利要求17所述的电子设备，其特征在于，具备信息输入部、信息显示部及铰链， 所述信息输入部及所述信息显示部为沿铰链可转动的折叠式构造， 所述包层的相对于包含上述入射端面的区域具有角度变化的区域配置于铰链上。
全文摘要
本发明提供一种生产效率高的光波导。本发明的光波导(10)具备用于使光向芯部(2)入射的端面(4a)和用于使光从芯部(2)射出的端面(4b)，第一侧面(7a)及第二侧面(7b)具有角度变化，并为相互平移对称。由此，用与所述光波导相同的形状邻接的剪切图形剪切光波导材料，有效地得到多个光波导(10)。
文档编号G02B6/122GK102967897SQ20121018383
公开日2013年3月13日 申请日期2012年6月5日 优先权日2011年8月31日
发明者山本竜, 滨名建太郎, 广瀬勇司, 铃木裕一, 安田成留, 细川速美 申请人:欧姆龙株式会社