專利名稱：光波導、光傳輸模塊、電子設備、及光波導的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光波導、光傳輸模塊、電子設備、及光波導的制造方法。
背景技術：
近年來，可進行高速且大容量數(shù)據(jù)通信的光通信網(wǎng)正在擴大。預想今后該光通信網(wǎng)將向民生用設備(民生機器)安裝。而且，正在尋求一種電氣輸入輸出的光數(shù)據(jù)傳輸纜線(光纜)，該光纜可以作為應對數(shù)據(jù)轉送的高速大容量化、噪音對策、在設備內(nèi)的基板間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠猛緛硎褂?，在如上所述使用時與當前的電纜沒有什么差別。作為該光纜，若考慮柔性，則優(yōu)選使用薄膜光波導。 光波導由折射率大的波導芯和與該波導芯周圍相接而設置的折射率小的包覆部
形成，在該波導芯和包覆部之間的邊界對入射到波導芯的光信號反復進行全反射而進行傳
播。另外，由于波導芯及包覆部由柔軟的高分子材料構成，故薄膜光波導具有柔性。 其中，特別是近年來，要求用光波導來實現(xiàn)安裝于彎曲的顯示器、更小型且薄型的
民生用設備的柔性光配線。例如，在專利文獻1中記載有一種在端部具有錐角為45。的錐
面的光波導。 圖29(a) 、 (b)表示現(xiàn)有光波導的構成，圖29(a)是立體圖，圖29(b)是剖面圖。另外，在圖29(a) 、(b)中，以光波導4'的寬度方向為X軸方向，以高度方向為Y軸方向，以長度方向(光軸方向)為Z軸方向。 如圖29(a)所示，光波導4'的光路轉換反射鏡4' A構成錐面，該錐面不與光軸(Z軸)垂直，由45。錐角切割。另外，光路轉換反射鏡4' A相對于YZ平面垂直。而且，該光路轉換反射鏡4' A和光波導的底面4' B所成的角度(錐角45° )在X軸方向上一樣。 由此，從發(fā)光部101射出的信號光由錐面4' A反射，改變其行進方向，在光波導100中進行傳遞。 另外，作為現(xiàn)有光波導的另一構成，例如，在專利文獻2中記載有一種光波導的光路轉換反射鏡形狀為透鏡形狀的構成。通過該構成，從發(fā)光部射出的信號光由透鏡形狀的端面反射，按照平行于光波導的長度方向的方式，改變行進方向，在光波導中進行傳遞。
由于芯部的尺寸大，因此，傳輸具有各種各樣的強度分布的光。上述現(xiàn)有光波導按照進行光路轉換以使信號光平行于光傳輸方向的方式設定光路轉換反射鏡面的傾斜角度，在光波導內(nèi)傳播的信號光在進行聚光或擴散的同時進行傳輸。 上述結構的光波導對于剛性光波導或波導芯呈圓形的多模光纖而言沒有問題，但對于更薄型且注重柔性的波導而言，當在聚光的部位產(chǎn)生彎曲、扭曲時，導致該部位的信號光的損耗與波導芯內(nèi)的信號光均勻的情況相比增大。在自由地產(chǎn)生彎曲或扭曲的柔性波導中，難以確定產(chǎn)生彎曲或扭曲的部位，因此在現(xiàn)有技術中，難以確保穩(wěn)定的信號質量。
專利文獻1 :日本國公開專利公報"特開2000-117465號公報(2000年4月25日公開)"
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專利文獻2 :日本國公開專利公報"特開2004-258076號公報(2004年9月16日公開)"

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種光波導、光傳輸模塊、電子設備、及光波導的制造方法，在光路轉換反射鏡附近區(qū)域，可以穩(wěn)定地控制信號光相對于彎曲或扭曲的損耗量。 為了解決上述課題，本發(fā)明的光波導的構成為具備芯部，其由具有透光性的材料構成；光路轉換反射鏡部，其在光波導端部的至少芯部形成有將來自光學元件的信號光反射來轉換信號光的光路的光路轉換反射鏡面，通過所述光路轉換反射鏡面的反射，在芯部內(nèi)傳輸信號光，該光波導的特征在于，在以光學元件的光軸方向為Y方向，且以所述光波導的信號光的行進方向為Z方向時，若以與Y方向和Z方向這兩個方向都垂直的方向為X方向，則在用YZ平面剖開所述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，光路轉換反射鏡面與該波導芯底面所成的角度在X方向上變化。 根據(jù)上述構成，在以光學元件的光軸方向為Y方向，且以所述光波導的信號光的行進方向為Z方向時，若以與Y方向和Z方向這兩個方向都垂直的方向為X方向，則在用YZ平面剖開所述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，光路轉換反射鏡面與該波導芯底面所成的角度在X方向上變化，因此，在從光學元件向光波導入射光時，光的行進方向上的強度不具有對稱性，在距光波導端部近距離的部位能夠實現(xiàn)光強度的均勻化。 通常，在光波導中，信號光邊擴散其光路寬度、反復進行反射，邊在芯部內(nèi)進行傳播。因此，在芯部傳播的信號光的波導距離(光程)越長，信號光的光路寬度越寬，強度分布越均勻。根據(jù)上述構成，多個峰值光變成由光路轉換反射鏡反射的反射方向不與長度方向平行而是相對于傳播方向非對稱地傳播的光。由此，即使距光路轉換反射鏡的長度方向上的芯部長度相同，與現(xiàn)有光波導相比，上述構成的光波導也能夠減少產(chǎn)生光的干涉。其結果是，根據(jù)上述構成，可實現(xiàn)與現(xiàn)有光波導相比強度分布均勻的傳播光，該強度分布具有在光路轉換反射鏡附近產(chǎn)生的多個峰值光。因此，因彎曲、扭曲而產(chǎn)生的損耗不會因部位不同而產(chǎn)生不均，可以穩(wěn)定地控制信號光的損耗量。 另外，根據(jù)上述構成，上述光路轉換反射鏡部的切割形狀可以為臺階狀、波形、鋸齒狀中的任一形狀。臺階狀指的是光路轉換反射鏡面與波導芯底面所成的角度在X方向上、在部分區(qū)間內(nèi)恒定且在部分區(qū)間內(nèi)不連續(xù)地變化的形狀。波形指的是光路轉換反射鏡面與波導芯底面所成的角度在X方向上連續(xù)增減的形狀。上述增減進行幾次都可以。鋸齒狀指的是光路轉換反射鏡面與波導芯底面所成的角度在X方向上不連續(xù)地增減的形狀。上述增減進行幾次都可以。 為了解決上述課題，本發(fā)明的光傳輸模塊的特征在于具備上述光波導和向光波導的芯部照射光的光源。 由此，在光波導的光路轉換反射鏡的更靠近區(qū)域，能夠使信號光的強度分布均勻
化，其結果是，能夠實現(xiàn)可穩(wěn)定地控制信號光的損耗量的光傳輸模塊。 為了解決上述課題，本發(fā)明的電子設備的特征在于具備上述光傳輸模塊。 由此，在光波導的光路轉換反射鏡的更靠近區(qū)域，能夠使信號光的強度分布均勻化，其結果是，能夠實現(xiàn)可穩(wěn)定地控制信號光的損耗量的電子設備。另外，作為光模塊的構 成，優(yōu)選在波導的與發(fā)光元件側相反的一側的端部具備受光元件。 為了解決上述課題，在本發(fā)明的光波導的制造方法中，該光波導的構成為具備芯 部，其由具有透光性的材料構成；光路轉換反射鏡部，其在光波導端部的至少芯部，形成有 對來自光學元件的信號光進行反射來轉換信號光的光路的光路轉換反射鏡面，通過所述光 路轉換反射鏡面的反射，在芯部內(nèi)傳輸信號光，該光波導的制造方法的特征在于，包含芯部 光路轉換反射鏡形成工序，在該工序中，在以所述光波導的信號光的行進方向為Z方向時， 將所述芯部的光路轉換反射鏡形成為相對于光波導的Z方向傾斜的傾斜面，在以光學元件 的光軸方向為Y方向，且以與Y方向和所述Z方向這兩個方向都垂直的方向為X方向時，在 所述芯部光路轉換反射鏡形成工序中，在用YZ平面剖開所述光路轉換反射鏡部的剖面形 狀中，按照與波導芯底面所成的角度在X方向上變化的方式切割芯部，從而形成光路轉換 反射鏡面。 根據(jù)上述構成，在芯部光路轉換反射鏡形成工序中，在用YZ平面剖開上述光路轉 換反射鏡部的剖面形狀中，按照與波導芯底面所成的角度在X方向上變化的方式切割芯 部，從而形成光路轉換反射鏡面，因此，在光波導的光路轉換反射鏡的更靠近區(qū)域，能夠使 信號光的強度分布均勻化，其結果是，能夠制造可穩(wěn)定控制信號光的損耗量的光波導。
本發(fā)明的其他目的、特征及優(yōu)點通過如下所述的記載可以充分知曉。


圖1表示本發(fā)明一實施方式的光波導的簡略結構，(a)是立體圖，(b)是僅表示芯 部的構成的立體圖，(c)是(a)的構成的變形例，是表示只有芯部的光路轉換反射鏡為扭曲 面的構成的立體圖； 圖2是表示本實施方式的光傳輸模塊的簡略結構的圖；
圖3是示意地表示光傳輸線路的光傳輸狀態(tài)的圖； 圖4表示圖1的光波導的芯部的構成，(a)是立體圖，(b)是表示垂直于寬度方向 (X方向)的面上的芯部的剖面形狀的剖面圖，(c)是表示垂直于高度方向(Y方向)的面上 的芯部的剖面形狀的剖面圖； 圖5(a)是表示圖4(c)的形狀(i)中反射后的信號光傳播方向的說明圖，(b)是 表示圖4(c)的形狀(ii)中反射后的信號光傳播方向的說明圖，(c)是表示圖4(c)的形狀 (iii)中反射后的信號光傳播方向的說明圖； 圖6是表示現(xiàn)有光波導的光路轉換反射鏡中反射后的信號光傳播方向的說明圖；
圖7是表示光路轉換反射鏡反射后的、芯部內(nèi)的峰值光的光路的示意圖，實線表 示光路轉換反射鏡形成為扭曲面的光波導的光路，虛線表示光路轉換反射鏡的傾斜角度a 在寬度方向上一樣的現(xiàn)有光波導的光路； 圖8對于本發(fā)明的光波導和現(xiàn)有光波導表示峰值光傳播的模擬條件，(a)是表示 本實施方式的光波導及現(xiàn)有光波導通用的模擬條件的說明圖，(b)是表示本實施方式的光 波導的呈扭曲面的光路轉換反射鏡的模擬條件的說明圖，(c)是表示現(xiàn)有光波導的光路轉 換反射鏡的模擬條件的說明圖； 圖9(a)是表示對現(xiàn)有光波導的芯部進行模擬的 果的說明圖，(b)是表示對本實施方式的光波導的芯部進行模擬的結果的說明圖； 圖10是表示圖9(a)、(b)所示的部位Al A3、及部位Bl B3的、在芯部內(nèi)的信 號光的輪廓(強度分布)的圖表； 圖11是用于對本發(fā)明的"傾斜角度a "的定義進行說明的說明圖；
圖12(a)是作為變形例1的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于寬度方 向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖，(c)是表示在垂直于高度方向(Y方向)的面上 的剖面形狀的剖面圖； 圖13(a)是作為變形例2的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于寬度方 向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖，(c)是表示在垂直于高度方向(Y方向)的面上 的剖面形狀的剖面圖； 圖14(a)是作為變形例3的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于寬度方 向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖，(c)是表示在垂直于高度方向(Y方向)的面上 的剖面形狀的剖面圖； 圖15(a)是作為變形例4的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于高度方 向(Y方向)的面上的剖面形狀的剖面圖； 圖16(a)是作為變形例5的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于高度方 向(Y方向)的面上的剖面形狀的剖面圖； 圖17(a) (c)是從作為其變形例6的光波導的芯部的高度方向(Y方向)上側 看到的俯視圖； 圖18(a)是作為變形例7的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于高度方 向(Y方向)的面上的剖面形狀的剖面圖； 圖19是表示在分離距離的最大值及最小值相同的情況下的、變形例4 7的構成 的俯視圖； 圖20是表示作為變形例8的光波導的芯部在垂直于寬度方向(X方向)的面上的 剖面形狀的剖面圖； 圖21 (a)是作為變形例9的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于寬度方 向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖，(b)的剖面圖從上到下依次表示芯部寬度方向左 側側面形狀、穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方向的面上的芯部的剖面形狀、芯部寬度 方向右側側面形狀； 圖22(a)是作為其變形例10的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于寬度 方向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖； 圖23(a)是作為變形例11的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于寬度方 向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖，(b)的剖面圖從上到下依次表示芯部寬度方向左 側側面形狀、穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方向的面上的芯部的剖面形狀、芯部寬度 方向右側側面形狀； 圖24(a)是作為變形例12的光波導的芯部的立體圖，(b)是表示在垂直于寬度方 向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖，(b)的剖面圖從上到下依次表示芯部寬度方向左 側側面形狀、穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方向的面上的芯部的剖面形狀、芯部寬度 方向右側側面形狀；
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圖25是表示利用刀片或激光進行切割并將光路轉換反射鏡作成扭曲面時刀片或 激光穿過的芯部的點I IV的立體圖； 圖26(a)是表示具備本實施方式的光波導的折疊式手機的外觀的立體圖，(b)是 (a)所示的折疊式手機的、應用上述光波導的部分的框圖，(c)是(a)所示的折疊式手機的、 合頁部的透視俯視圖； 圖27(a)是表示具備本實施方式的光波導的印刷裝置的外觀的立體圖，(b)是表 示(a)所示的印刷裝置的主要部分的框圖，(c)及(d)是表示印刷裝置中打印頭移動(驅 動)時的光波導的彎曲狀態(tài)的立體圖； 圖28表示具備本實施方式的光波導的硬盤記錄再生裝置的外觀的立體圖；
圖29表示現(xiàn)有光波導的構成，(a)是立體圖，(b)是剖面圖；
圖30是示意地表示從多模發(fā)光部射出的信號光的強度分布的說明圖。
附圖標記說明1光模塊2光發(fā)送處理部3光接收處理部4光波導4A光路轉換反射鏡4B光射出面5發(fā)光驅動部6發(fā)光部(光源)7放大部8受光部9峰值光9A聚光的點10芯部10A底面10B頂面10C寬度方向中央部11包覆部
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明一實施方式進行說明。 [OO74](光模塊的構成) 圖2表示本實施方式的光模塊1的簡略結構。如圖2所示，光模塊1具備光發(fā)送 處理部2、光接收處理部3、及光波導4。 光發(fā)送處理部2構成為具備發(fā)光驅動部5及發(fā)光部(光源)6。發(fā)光驅動部5基于從 外部輸入的電信號，驅動發(fā)光部6發(fā)光。該發(fā)光驅動部5例如由發(fā)光驅動用IC(Integrated Circuit :集成電路)構成。另外，雖無圖示，但在發(fā)光驅動部5設有與傳輸來自外部的電信 號的電氣配線連接的電連接部。
發(fā)光部6基于由發(fā)光驅動部5進行的驅動控制來發(fā)光。該發(fā)光部6例如由 VCSEL (Vertical Cavity-Surface Emitting Laser :垂直腔面發(fā)射激光器)等發(fā)光元件構 成。從發(fā)光部6發(fā)出的光作為光信號照射到光波導4的光入射側端部。
光接收處理部3構成為具備放大部7及受光部8。受光部8接受從光波導4的 光射出側端部射出的作為光信號的光，通過光電轉換，輸出電信號。該受光部8例如由 PD(Photo-Diode :光電二極管)等受光元件構成。 放大部7將從受光部8輸出的電信號放大，并輸出到外部。該放大部7例如由放 大用IC構成。另外，雖無圖示，但在放大部7設有與向外部傳輸電信號的電氣配線連接的 電連接部。 光波導4是將從發(fā)光部6射出的光傳輸?shù)绞芄獠?的介質。關于該光波導4的詳 細構成，將在后面進行說明。 圖3示意地表示光波導4的光傳輸狀態(tài)。如圖3所示，光波導4由具有撓性的柱 狀部件構成。另外，在光波導4的光入射側端部設有光路轉換反射鏡4A，并且在光射出側端 部設有光射出面4B。 從發(fā)光部6射出的光向光波導4的光入射側端部，從與光波導4的光傳輸方向垂 直的方向入射。入射的光通過在光路轉換反射鏡4A進行反射，從而在光波導4內(nèi)行進。在 光波導4內(nèi)行進并到達光射出側端部的光通過在光射出面4B進行反射，從而向與光波導4 的光傳輸方向垂直的方向射出。射出的光照射到受光部8，在受光部8進行光電轉換。
根據(jù)如上所述的構成，可以構成為相對于光波導4以相對于光傳輸方向呈橫向的 方式配置作為光源的發(fā)光部6。因而，例如在需要將光波導4配置為平行于基板面的情況 下，只要在光波導4和基板面之間按照沿該基板面的法線方向射出光的方式設置發(fā)光部6 即可。這種構成與例如按照沿平行于基板面的方向射出光的方式設置發(fā)光部6的構成相 比，容易安裝，而且，在結構方面也能夠實現(xiàn)更緊湊。這是因為，發(fā)光部6通常的結構為，與 射出光的方向上的尺寸相比，與射出光的方向垂直的方向上的尺寸更大。并且，也可以適用 于如下結構，即、使用在同一面內(nèi)具有電極和發(fā)光部的平面安裝型發(fā)光元件的結構。
另外，光路轉換反射鏡4A通過相對于光波導4的光傳輸方向傾斜，來實現(xiàn)以下效 果。 根據(jù)上述構成，可以構成為相對于光傳輸方向呈橫向地配置發(fā)光元件。因而，例如 在需要將薄膜光波導配置為平行于基板面的情況下，只要在薄膜光波導和基板面之間按照 沿該基板面的法線方向射出光的方式配置光源即可。這種構成與例如按照沿平行于基板面 的方向射出光的方式設置發(fā)光元件的構成相比，容易安裝，而且，在結構方面也能夠實現(xiàn)更 緊湊。 另外，本實施方式的光模塊1為在光波導4傳播的信號光通過在光射出面4B進行 反射而導向受光部8那樣的構成(即，利用光射出面4B作為轉換光路的反射面的構成)，但 光模塊1的構成不限于該構成，只要是可由受光部8接受從光射出面4B射出的信號光的構 成即可。例如，光波導4也可以為光射出面4B不作為反射面起作用而是信號光從光射出面 4B沿光傳輸方向射出那樣的構成。在這種情況下，受光部8的受光面配置在相對于基板面 垂直的方向(即，相對于光傳輸方向垂直的方向)上，接受從光射出面4B沿光傳輸方向射 出的信號光。
本說明對波導芯為一根的構成進行了說明，但即使是波導芯為二根以上而構成的 陣列結構，也可以實現(xiàn)同樣的效果。例如，在雙向通信中，優(yōu)選波導芯為二根以上的構成。 在波導芯為二根以上的構成的情況下，通過對各波導芯而言形成上述光路轉換反射鏡的形 狀，可以穩(wěn)定地控制信號光的損耗量。 [OOSS](光波導的構成) 圖1 (a) 、 (b)表示本實施方式的光波導的簡略結構，圖1 (a)是立體圖，圖1 (b)是 只對芯部的構成進行表示的立體圖。另外，在圖l(a)、 (b)中，在以光波導4的發(fā)光部6側 的面為底面時，以該底面的法線方向為Y方向(高度方向)，以光傳輸方向為Z方向。而且， 以與Y方向及Z方向垂直的方向為X方向(寬度方向)。 如圖1(a)所示，光波導4構成為具備柱狀芯部IO，其以作為長度方向的光傳輸 方向(Z方向)為軸；包覆部11，其按照包圍芯部10的周圍的方式設置。芯部10及包覆部 11由具有透光性的材料構成，并且芯部10的折射率比包覆部11的折射率高。入射到芯部 10的信號光通過在芯部10內(nèi)部反復進行全反射而沿光傳輸方向傳輸。
作為構成芯部IO及包覆部11的材料，可以使用玻璃、塑料等，但為了構成具有足 夠撓性的光波導4，優(yōu)選使用丙烯酸類、環(huán)氧樹脂類、聚氨酯類、及硅酮類等樹脂材料。另外， 也可以由空氣等氣體構成包覆部11。并且，即使在折射率比芯部10的折射率小的液體氛圍 下使用包覆部11，也可以得到同樣的效果。垂直于光傳輸方向的面上的芯部10的剖面形狀 為長方形。 另外，垂直于光傳輸方向的面上的芯部10的剖面形狀不限于長方形。例如，也可 以為圓形或三角形等多邊形。但是，垂直于光傳輸方向的面上的芯部10的剖面形狀根據(jù)以 下理由優(yōu)選按照寬度方向(X方向)的長度比高度方向(Y方向)的長度長的方式來形成。
為了提高光波導的彎曲性，需要將光波導在高度方向上的厚度減薄。但是，隨著減 薄光波導的厚度，導致在垂直于光傳輸方向的面上的剖面形狀中，占有芯部的面積也變小。 因此，導致芯部的來自發(fā)光部6的信號光的照射面積也變小。其結果是，導致發(fā)光部6和光 波導4的耦合效率降低。在垂直于光傳輸方向的面上的芯部10的剖面形狀按照寬度方向 (X方向)的長度比高度方向(Y方向)的長度長的方式形成的情況下，即使減薄光波導的厚 度，也能夠確保與發(fā)光部6的光學耦合所需的芯部的面積，能夠謀求提高耦合效率。
如圖l(b)所示，芯部10的光路轉換反射鏡4A構成為按照相對于光波導4底面的 傾斜角度a在光波導4的寬度方向(X方向)上不同的方式形成的面。以下，將這種面設 定為扭曲面(扎面)。 在本實施方式的光波導中，也可以在形成為扭曲面的芯部10的光路轉換反射鏡 4A上設有金屬反射鏡等反射板。由此，可以由光路轉換反射鏡4A有效地對來自發(fā)光部6的 信號光進行反射。 另外，"光路轉換反射鏡部"是指至少形成有芯部10的光路轉換反射鏡4A的光波 導4端部。因此，"光路轉換反射鏡部"也包含與芯部10同樣地在包覆部11形成有光路轉 換反射鏡4A的構成。 另外，圖1 (b)所示的結構為芯部10及包覆部11雙方的光路轉換反射鏡4A都構 成扭曲面的結構。但是，光波導4的光路轉換反射鏡4A的構成只要是芯部10的光路轉換 反射鏡4A構成扭曲面的構成，不作特別限定。例如，如圖l(c)所示，也可以構成為包覆部
1011的光路轉換反射鏡4A未形成扭曲面，只有芯部10的光路轉換反射鏡4A構成扭曲面。
(關于芯部10的光路轉換反射鏡4A) 如上所述，在本實施方式的光波導4中，芯部10的光路轉換反射鏡4A構成扭曲 面。下面，基于圖4(a) (c)對該扭曲面進行說明。圖4(a) (c)表示光波導4的芯部 10的構成，圖4(a)是立體圖，圖4(b)是表示垂直于寬度方向(X方向)的面上的芯部10的 剖面形狀的剖面圖，圖4(c)是表示垂直于高度方向(Y方向)的面上的芯部IO的剖面形狀 的剖面圖。 在圖4(a)、(b)中，設芯部10寬度方向左側側面形狀為形狀(i)，設穿過寬度方向 中央部IOC且與寬度方向垂直的面上的芯部10的剖面形狀為(ii)，設芯部10寬度方向右 側側面形狀為形狀(iii)。而且，設形狀(i)的光路轉換反射鏡4A的傾斜角度為cir，設形 狀(ii)的光路轉換反射鏡4A的傾斜角度為a。，設形狀(iii)的光路轉換反射鏡4A的傾 斜角度為 如圖4(b)所示，在芯部10的光路轉換反射鏡4A中，傾斜角度a。a。及a工各不 相同。詳細而言，傾斜角度ar〈傾斜角度a?！磧A斜角度a1D另外，如圖4(c)所示，光路 轉換反射鏡4A在用垂直于高度方向(Y方向)的面剖開時構成曲線。 下面，對通過使光路轉換反射鏡4A構成為扭曲面而實現(xiàn)的效果進行說明。圖5是 表示使信號光向構成扭曲面的光路轉換反射鏡4A入射并進行反射后的信號光傳播方向的 示意圖，圖5(a)表示圖4(c)的形狀(i)中反射后的信號光傳播方向，圖5(b)表示圖4(c) 的形狀(ii)中反射后的信號光傳播方向，圖5(c)表示圖4(c)的形狀(iii)中反射后的信 號光傳播方向。 在例如圖30那樣的強度分布的信號光入射到呈扭曲面的光路轉換反射鏡4A時， 圖30所示的強度分布的兩個峰值光(^一々光)中的一個峰值光由形狀(i)的光路轉換 反射鏡4A(傾斜角度cir)來反射，另一個峰值光由形狀(iii)的光路轉換反射鏡4A(傾斜 角度a》來反射。另外，分布于圖30所示的強度分布的中央部的信號光由形狀(ii)的光 路轉換反射鏡4A(傾斜角度a。)來反射。 如圖5(a)所示，在形狀(i)(傾斜角度a》中，峰值光由光路轉換反射鏡4A反射 后，向光波導底面?zhèn)葌鞑?。另外，如圖5(b)所示，在形狀(ii)(傾斜角度a。)中，信號光由 光路轉換反射鏡4A反射后，向光傳輸方向傳播。另外，如圖5(c)所示，在形狀(iii)(傾斜 角度a》中，峰值光由光路轉換反射鏡4A反射后，向光波導頂面?zhèn)葌鞑?。這樣，上述兩個 峰值光通過扭曲面的反射，變成向光波導頂面?zhèn)葌鞑サ墓夂拖蚬獠▽У酌鎮(zhèn)葌鞑サ墓狻?
與此相對，在現(xiàn)有光波導中，光路轉換反射鏡的傾斜角度a在寬度方向上不變 化，而保持恒定(光路轉換反射鏡不是扭曲面)。因此，如圖6所示，兩個峰值光由光路轉 換反射鏡4' A反射后，向光傳輸方向傳播。因此，在現(xiàn)有光波導中，兩個峰值光難以由芯 部10的光路轉換反射鏡4' A附近部分來反射，而是由距光路轉換反射鏡4' A較遠的部 分來反射。 通常，在光波導中，信號光邊使其光路寬度(X方向的寬度)變寬，邊在芯部內(nèi)進行 傳播。因此，在芯部傳播的信號光的波導距離(光程)越長，信號光的光路寬度越寬，強度 分布越均勻。在本實施方式的光波導中，兩個峰值光通過光路轉換反射鏡4A反射的反射方 向不與光傳輸方向(Z方向)平行，且利用由扭曲面帶來的效果，變成向光波導頂面?zhèn)葌鞑サ墓狻⒑拖蚬獠▽У酌鎮(zhèn)葌鞑サ墓?。由此，即使距光路轉換反射鏡的Z方向上的芯部長度相 同，與現(xiàn)有光波導相比，本實施方式的光波導在Z軸方向的芯部側面進行反射的次數(shù)也增 多。而且，伴隨于此，可以將Z軸方向上的信號光的波導距離(光程)增長。其結果是，本 實施方式的光波導與現(xiàn)有光波導相比，在光路轉換反射鏡附近，兩個峰值光(信號光)達到 足以使強度分布均勻的光路寬度。即，在本實施方式的光波導中，實現(xiàn)光路轉換反射鏡反射 后的信號光的強度分布比現(xiàn)有光波導更快達到均勻化之類的效果。 另外，在本實施方式的光波導的芯部，如圖4(c)所示，在用垂直于高度方向(Y方 向)的面剖開時，光路轉換反射鏡4A為曲線。S卩，在垂直于高度方向(Y方向)的剖面形狀 中，光路轉換反射鏡4A為相對于X方向傾斜的面。以下，通過使光路轉換反射鏡4A成為相 對于X方向傾斜的面，從而可以確保波導距離(光程)長。 圖7(a)及(b)是表示光路轉換反射鏡反射后的、芯部內(nèi)的峰值光的光路的圖，圖 7(a)表示光路轉換反射鏡的傾斜角度a在寬度方向上相同的現(xiàn)有光波導的光路，圖7(b) 表示光路轉換反射鏡形成為扭曲面的光波導的光路。另外，圖7(a)及(b)表示垂直于高度 方向(Y方向)的面上的光路。另外，現(xiàn)有構成和本實施方式的構成在垂直于高度方向(Y 方向)的面上的芯部的剖面形狀不同，但在圖7(a)及(b)中，為了簡化而設為相同的形狀。
如圖7(a)所示，現(xiàn)有光波導的芯部內(nèi)的兩個峰值光9'都由光路轉換反射鏡4' A 以反射角度P來反射，在Z方向上距光路轉換反射鏡4' A的距離DJ勺位置進行干涉。在 該位置，兩個峰值光9'的波導距離(光程)短，兩個峰值光9'并未達到足以使強度分布 均勻化的光路寬度。因此，在現(xiàn)有光波導的芯部，在Z方向上距光路轉換反射鏡4' A的距 離DJ勺位置，信號光的強度分布不均勻。而且，在Z方向上距光路轉換反射鏡4' A的距離 02的位置，兩個峰值光9'的強度分布達到均勻化。 另一方面，在本實施方式的光波導的芯部，光路轉換反射鏡4A成為相對于X方向 傾斜的面。因此，如圖7(b)所示，兩個峰值光9分別變成由光路轉換反射鏡4A相對于X方 向以反射角度Y來反射的光、和相對于X方向以反射角度S來反射的光。由此，即使距光 路轉換反射鏡的Z方向上的芯部長度相同，與現(xiàn)有光波導相比，本實施方式的光波導在X方 向的芯部側面進行反射的次數(shù)也增多。而且，可以將X方向上的信號光的波導距離(光程) 增長。因此，如圖7(b)所示，本實施方式的光波導在光路轉換反射鏡附近的、在Z方向上距 光路轉換反射鏡4A的距離D工的位置，兩個峰值光9(信號光)達到足以使強度分布均勻化 的光路寬度。 這樣，本實施方式的光波導的光路轉換反射鏡4A為相對于X方向傾斜的面，因此， 能夠比現(xiàn)有光波導的光路轉換反射鏡4' A更快地使信號光的強度分布均勻化。
下面，關于本實施方式的光波導和現(xiàn)有光波導，對峰值光的傳播進行模擬，將信號 光的強度分布的均勻化及峰值光的聚光部位進行比較，參照圖8 圖IO，對該比較的結果 進行更詳細的說明。圖8對于本實施方式的光波導和現(xiàn)有光波導表示峰值光傳播的模擬條 件，圖8(a)是表示本實施方式的光波導及現(xiàn)有光波導通用的模擬條件的說明圖，圖8(b)是 表示本實施方式的光波導的呈扭曲面的光路轉換反射鏡的模擬條件的說明圖，圖8(c)是 表示現(xiàn)有光波導的光路轉換反射鏡的模擬條件的說明圖。 如圖8(a)所示，本實施方式的光波導及現(xiàn)有光波導通用的模擬條件如下所述。 即，設芯部和發(fā)光部的距離為400ym。作為發(fā)光部，采用多模發(fā)光部(射出兩個峰值光的發(fā)
12光部)。另外，芯部的尺寸如下寬度方向(X方向)的長度為200iim，高度方向(Y方向) 的長度為40 ii m，光傳輸方向(Z方向)的長度為5. 2mm。 另外，如圖8(b)所示，本實施方式的光波導的呈扭曲面的光路轉換反射鏡的模擬 條件如下芯部的寬度方向右側側面形狀的光路轉換反射鏡的傾斜角度e J相當于傾斜角 度cir)為49° ，芯部的寬度方向左側側面形狀的光路轉換反射鏡的傾斜角度92(相當于 傾斜角度a》為41° 。另外，如圖8(c)所示，現(xiàn)有光波導的光路轉換反射鏡的模擬條件為 傾斜角度^= 91 = 45° 。 圖9(a)、 (b)表示在向圖8(a) (c)所示的芯部照射信號光時、對芯部內(nèi)的信號 光的傳播進行模擬的結果。圖9(a)是表示對現(xiàn)有光波導的芯部進行模擬的結果的說明圖， 圖9(b)是表示對本實施方式的光波導的芯部進行模擬的結果的說明圖。
如圖9(a)所示，可知，在現(xiàn)有光波導中，芯部內(nèi)的峰值光的聚光部位位于距光路 轉換反射鏡在光傳輸方向(Z方向)上距離為5. 2mm的部位(B3)，在距離為2. 5mm的部位 (B2)，峰值光完全未均勻化。另一方面，如圖9(b)所示，在本實施方式的光波導中，盡管向 光路轉換反射鏡入射時的峰值光的情形(部位B1的峰值光的情形)與現(xiàn)有光波導相同，但 峰值光的干涉部位位于距光路轉換反射鏡在光傳輸方向(Z方向)上距離為2. 5mm的部位 (A2)(變成現(xiàn)有光波導的大約一半的位置)。 在圖9(a)所示的現(xiàn)有光波導中，芯部的部位Bl和B3之間的距離為5.2mm，兩個峰 值光的反射發(fā)生了一次。另一方面，在圖9(b)所示的本實施方式的光波導中，芯部的部位 Al和A3之間的距離為5. 2mm，兩個峰值光的反射反復進行二次。由此可知，與現(xiàn)有光波導 相比，本實施方式的光波導的兩個峰值光的波導距離(光程)增長。而且可知，在距光路轉 換反射鏡在光傳輸方向(Z方向)上距離為5. 2mm的部位(A3)，峰值光充分均勻化。
圖10是表示圖9(a)、 (b)所示的部位A1 A3(本實施方式的光波導)、及部位 B1 B3(現(xiàn)有光波導)的、芯部內(nèi)的信號光的輪廓(強度分布)的圖表。如該圖所示，在本 實施方式的光波導中，在芯部的部位A3，信號光的強度分布已經(jīng)均勻化。另一方面，在現(xiàn)有 光波導中，在芯部的部位A3，峰值光產(chǎn)生干涉，信號光的強度分布未均勻化。
因此，當在現(xiàn)有光波導芯部的部位A3產(chǎn)生彎曲、扭曲時，在部位A3，由于峰值光在 芯部中央部產(chǎn)生干涉，因此信號光的損耗增大。即，在現(xiàn)有光波導中，導致在芯部的部位A3 產(chǎn)生了彎曲、扭曲時的信號光的損耗遠大于在部位A3以外的部位產(chǎn)生了彎曲、扭曲時的信 號光的損耗。因此，在現(xiàn)有光波導中，在光波導的光傳輸方向(Z方向)上，難以使由彎曲、 扭曲造成的信號光的損耗穩(wěn)定化，存在信號光的損耗因彎曲、扭曲部位不同而大不相同的 部位。因此，在現(xiàn)有光波導中，難以對光路轉換反射鏡附近區(qū)域的、信號光相對于彎曲、扭曲 的損耗穩(wěn)定地進行控制。 通常，由于光波導通過載置發(fā)光部的載置基板來固定，因此光路轉換反射鏡附近 的芯部產(chǎn)生彎曲、扭曲的可能性低。因此，與現(xiàn)有構成相比，如果能夠在接近光路轉換反射 鏡的芯部的部位使信號光的強度分布均勻化，那么在光傳輸方向(Z方向)上，就能夠穩(wěn)定 地控制信號光相對于彎曲、扭曲的損耗量。在本實施方式的光波導中，由于光路轉換反射鏡 形成為在寬度方向(X方向)上傾斜角度不同的扭曲面，因此與現(xiàn)有構成相比，可以在更靠 光路轉換反射鏡側使芯部內(nèi)的信號光的強度分布均勻化。 由此，能夠實現(xiàn)在光路轉換反射鏡附近區(qū)域可以穩(wěn)定地控制信號光相對于彎曲、
13扭曲的損耗量的光波導。(關于光路轉換反射鏡4A的傾斜角度a ) 下面，對本實施方式的光波導4的、芯部10的光路轉換反射鏡4A的傾斜角度a 進行詳細說明。 首先，"傾斜角度a "是指相對于光波導的長度方向(Z方向)傾斜的角度。另夕卜， 相對于光波導的長度方向(Z方向)傾斜的芯部10的光路轉換反射鏡4A不限于平面，如后 述的變形例所述，也可以為具有規(guī)定曲率半徑的曲面。圖ll是用于對"傾斜角度a"的定 義進行說明的說明圖。 首先，如圖11所示，在垂直于芯部10的寬度方向(X方向)的面上的剖面形狀中， 以芯部10的發(fā)光部側的面為底面10A，以與發(fā)光部相反的一側的面為頂面10B。另外，圖11 表示的是剖面形狀，因此底面IOA及頂面IOB表示成直線。另外，光路轉換反射鏡4A與底 面10A及頂面10B同樣地，表示成直線。 在本實施方式中，"傾斜角度a"可以如下進行定義。即，在設光路轉換反射鏡4A 與底面10A連結的部位為點A，且設光路轉換反射鏡4A與頂面IOB連結的部位為點B時， "傾斜角度a "可以定義為將點A和點B連結的假想的直線AB相對于長度方向(Z方向) 的傾斜角度。 另外，光路轉換反射鏡4A的傾斜角度a在寬度方向的變化范圍只要是最大傾斜 角度在從發(fā)光部6照射的信號光相對于光路轉換反射鏡4A的入射角不超過臨界角的范圍 內(nèi)，任何范圍都可以。當在從發(fā)光部6照射的信號光相對于光路轉換反射鏡4A的入射角超 過臨界角的范圍內(nèi)設定傾斜角度a時，信號光不在芯部IO內(nèi)進行全反射，因透射而損耗。
因此，芯部10的光路轉換反射鏡4A及光射出面4B的傾斜角度a的范圍，在設 寬度方向中央部的垂直于寬度方向的面上的、芯部10的剖面形狀中的光路轉換反射鏡4A 的傾斜角度為a。時，最大傾斜角度優(yōu)選設定為a。+l 3° ，最小傾斜角度優(yōu)選設定為 ac_l 3° 。而且，傾斜角度為、優(yōu)選設定為40° 50° 。 另外，相對于長度方向(Z方向)的傾斜角度在寬度方向(X方向)上不同這樣的 構成也可以參照圖11如下進行表述。 S卩，本實施方式的光波導的構成可以表述為高度方向(Y方向)的一端(點A)和 另一端(點B)沿長度方向(Z方向)離開，其距離在寬度方向(X方向)上不同。
在圖11中，當設穿過點B且垂直于底面10A的直線和底面10A的交點為點C時， 點A和點C的距離成為長度方向(Z方向)上的點A和點B的分離距離。本實施方式的光 波導的構成也可以說是該點A和點C的距離在寬度方向(X方向)上不同的構成。
(變形例l) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖1所示的構成的變形例進行說明。圖12(a) 是作為該變形例1的光波導4的芯部10的立體圖，圖12(b)是表示垂直于寬度方向(X方 向)的面上的剖面形狀的剖面圖，圖12(c)是表示垂直于高度方向(Y方向)的面上的剖面 形狀的剖面圖。在圖12(b)的剖面圖中，直線AB表示穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方 向的面上的、芯部10的剖面形狀中的光路轉換反射鏡，直線A' B'、及直線A〃 B〃分別表 示芯部10寬度方向左側側面形狀的光路轉換反射鏡、芯部10寬度方向右側側面形狀的光 路轉換反射鏡。
如該圖所示，在變形例1中，構成為在芯部10的垂直于寬度方向(X方向)的面 上的剖面形狀中，作為光路轉換反射鏡的直線AB、直線A' B'、及直線A〃 B〃相交于一點。 直線AB、直線A' B'、及直線A〃 B〃的交點也可以說是光路轉換反射鏡4A的傾斜角度a 在寬度方向上的變遷起點。在變形例1中，直線AB、直線A' B'、及直線A〃 B〃的交點位 于芯部高度方向中央部的上側。
(變形例2) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖1所示的構成的變形例進行說明。圖13(a) 是作為該變形例2的光波導4的芯部10的立體圖，圖13(b)是表示垂直于寬度方向(X方 向)的面上的剖面形狀的剖面圖，圖13(c)是表示垂直于高度方向(Y方向)的面上的剖面 形狀的剖面圖。在圖13(b)的剖面圖中，直線AB表示穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方 向的面上的、芯部10的剖面形狀中的光路轉換反射鏡，直線A' B'、及直線A〃 B〃分別表 示芯部10寬度方向左側側面形狀的光路轉換反射鏡、芯部10寬度方向右側側面形狀的光 路轉換反射鏡。 如該圖所示，變形例2與變形例1同樣地，構成為在芯部10的垂直于寬度方向(X 方向)的面上的剖面形狀中，作為光路轉換反射鏡的直線AB、直線A' B'、及直線A〃 B〃 相交于一點。在變形例2中，直線AB、直線A' B'、及直線A〃 B〃的交點位于芯部高度方 向中央部。(變形例3) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖1所示的構成的變形例進行說明。圖14 (a) 是作為該變形例3的光波導4的芯部10的立體圖，圖14(b)是表示垂直于寬度方向(X方 向)的面上的剖面形狀的剖面圖，圖14(c)是表示垂直于高度方向(Y方向)的面上的剖面 形狀的剖面圖。在圖14(b)的剖面圖中，直線AB表示穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方 向的面上的、芯部10的剖面形狀中的光路轉換反射鏡，直線A' B'、及直線A〃 B〃分別表 示芯部10寬度方向左側側面形狀的光路轉換反射鏡、芯部10寬度方向右側側面形狀的光 路轉換反射鏡。 如該圖所示，變形例3與變形例1、2同樣地，構成為在芯部10的垂直于寬度方 向(X方向)的面上的剖面形狀中，作為光路轉換反射鏡的直線AB、直線A' B'、及直線 A〃 B〃相交于一點。在變形例3中，直線AB、直線A' B'、及直線A〃 B〃的交點位于芯部
高度方向中央部的下側。
(變形例4) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖1所示的構成的變形例進行說明。圖15(a) 是作為該變形例4的光波導4的芯部10的立體圖，圖15(b)是表示垂直于高度方向(Y方 向)的面上的剖面形狀的剖面圖。如圖15(b)所示，也可以構成為在芯部10的垂直于高 度方向(Y方向)的面上的剖面形狀中，光路轉換反射鏡4A不連續(xù)地形成(未形成為連續(xù) 的曲面)，在寬度方向(X方向)上形成為臺階狀。
(變形例5) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖1所示的構成的變形例進行說明。圖16(a) 是作為該變形例5的光波導4的芯部10的立體圖，圖16(b)是表示垂直于高度方向(Y方 向)的面上的剖面形狀的剖面圖。如圖16(b)所示，也可以構成為在芯部10的垂直于高度方向(Y方向)的面上的剖面形狀中，光路轉換反射鏡4A不連續(xù)地形成(未形成為連續(xù) 的曲面)，在寬度方向(X方向)上形成為鋸齒狀。
(變形例6) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖l所示的構成的變形例進行說明。圖 17(a) (c)是從作為該變形例6的光波導4的芯部10的高度方向(Y方向)上側看到的 俯視圖。如圖17(a) (c)所示，也可以構成為在從芯部IO的高度方向(Y方向)上側看 時、即俯視時，光路轉換反射鏡4A不連續(xù)地形成(未形成為連續(xù)的曲面)，在寬度方向(X方 向)上，端面形成為波形。
(變形例7) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖1所示的構成的變形例進行說明。圖18(a) 是作為該變形例7的光波導4的芯部10的立體圖，圖18(b)是表示垂直于高度方向(Y方 向)的面上的剖面形狀的剖面圖。如圖18(b)所示，也可以構成為在芯部10的垂直于高 度方向(Y方向)的面上的剖面形狀中，光路轉換反射鏡4A形成為相對于寬度方向側面傾 斜的直線。(變形例4 變形例7的構成的效果) 在變形例4 變形例7的構成中，在高度方向(Y方向)的一端(點A)和另一端 (點B)沿長度方向(Z方向)離開，且其分離距離的最大值及最小值相同的情況下，變形例 4 6的構成與變形例7的構成相比，可以增長信號光的波導距離。圖19是表示在上述分 離距離的最大值及最小值相同的情況下的、變形例4 7的構成的俯視圖。另外，圖19中 的點B表示分離距離最大時的另一端，點B'表示分離距離最小時的另一端。
變形例4 7的構成可以用長度方向(Z方向)相對于寬度方向(X方向)的分離 距離AB的分布(以下，只記述為分離距離AB的分布)來表述。S卩，變形例4 7的構成可 以分別表述為分離距離AB的分布為臺階形狀、鋸齒形狀、波形、單調傾斜的直線的構成。 而且，圖19所示的變形例4 7的構成可以說是分離距離AB的分布中的最大值及最小值 相同的構成。 如圖19所示，與變形例7的光路轉換反射鏡相比，變形例4 6的光路轉換反射 鏡的相對于寬度方向(X方向)的傾斜角度變得陡峭。因此，與變形例7的光路轉換反射鏡 相比，變形例4 6的光路轉換反射鏡能夠使兩個峰值光中任一個向更接近X方向的方向 反射。即，在垂直于高度方向(Y方向)的平面(XZ平面)中，變形例4 6的光路轉換反 射鏡能夠使從光路轉換反射鏡反射的峰值光的方向和X方向所成的角度比變形例7的光路 轉換反射鏡中所成的角度小。由此，在變形例4 6中，由光路轉換反射鏡附近的芯部側面 反射峰值光，反射次數(shù)比變形例7中的反射次數(shù)多。其結果是，與變形例7相比，在變形例 4 6的構成中，峰值光的波導距離增長，可以使信號光的強度分布更快地均勻化。
另外，峰值光具有光路寬度，因此在峰值光入射到分離距離AB的分布呈臺階狀的 變形例4的光路轉換反射鏡時，峰值光變成由臺階形狀的臺階變化部分(沿Z方向延伸的 部分)反射的光、和由除此之外的部分反射的光。由臺階形狀的臺階變化部分(沿Z方向 延伸的部分)反射的峰值光，在X軸上向與行進到此的方向相反的方向射出(例如，沿X軸 的+(正)方向行進到此的峰值光向-(負)方向反射)。另一方面，由臺階形狀的上述臺階 變化部分以外的部分反射的峰值光，在X軸上向與行進到此的方向相同的方向射出。因此，兩個峰值光中的任一個向X軸上的相對的方向射出，信號光的強度分布更加均勻化。
另外，在分離距離AB的分布呈鋸齒形狀或波形的變形例5或6中，當過于增大鋸 齒形狀或波形的峰(或谷)部分的密度時，峰值光不在光路轉換反射鏡產(chǎn)生反射，而導致透 射。因此，在變形例5或6中，鋸齒形狀或波形的峰(或谷)部分優(yōu)選形成為保留信號光在 光路轉換反射鏡進行反射、擴散的效果。 另外，在僅在光路轉換反射鏡的一部分面上形成有鋸齒形狀、波形、或臺階形狀的 情況下，根據(jù)入射到光路轉換反射鏡的信號光的強度分布，峰值光可能會避開鋸齒形狀或 波形而入射。因此，上述鋸齒形狀、波形、或臺階形狀優(yōu)選遍及光路轉換反射鏡整個面而形 成。(變形例S) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖1所示的構成的變形例進行說明。圖20 是表示作為該變形例8的光波導4的芯部10的、垂直于寬度方向(X方向)的面上的剖面 形狀的剖面圖。 如圖20所示，變形例8的芯部10構成為在與光路轉換反射鏡4A相對的位置形成 有相對面4E。而且，成為由光路轉換反射鏡4A和相對面4E形成有反射鏡切割槽15的構 成。(變形例9 11) 對本實施方式的光波導4的構成中的圖1所示的構成的變形例進行說明。圖21(a) 是作為該變形例9的光波導4的芯部10的立體圖，圖21(b)是表示垂直于寬度方向(X方 向)的面上的剖面形狀的剖面圖。圖21(b)的剖面圖從上到下依次表示芯部10寬度方向 左側側面形狀、穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方向的面上的芯部10的剖面形狀、芯部 IO寬度方向右側側面形狀。點A、A'、及A〃表示芯部10的底面10A和光路轉換反射鏡4C 的連結點，點B、 B'、及B〃表示芯部10的頂面10B和光路轉換反射鏡4C的連結點。
如圖21(a)所示，變形例9的光波導4的芯部10為光路轉換反射鏡4A成為曲面 的構成。如圖21(b)所示，在芯部10的垂直于寬度方向(X方向)的面上的剖面形狀中，光 路轉換反射鏡4A為相對于直線AB彎曲成凸狀的曲面。而且，圖21(a)、 (b)的呈曲面的光 路轉換反射鏡4A的曲率半徑在寬度方向上恒定。 對本實施方式的光波導4的構成中圖21 (a) 、 (b)所示的構成的變形例進行說明。 圖22(a)是作為該變形例10的光波導4的芯部10的立體圖，圖22(b)是表示垂直于寬度 方向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖。 如圖22(b)所示，與變形例9同樣地，在芯部10的垂直于寬度方向(X方向)的面 上的剖面形狀中，光路轉換反射鏡4A成為相對于直線AB彎曲成凸狀的曲面。與變形例9 不同之處在于，變形例10的光波導的光路轉換反射鏡4A的曲率半徑在寬度方向上不同。
對本實施方式的光波導4的構成中圖21 (a) 、 (b)所示的構成的變形例進行說明。 圖23(a)是作為該變形例11的光波導4的芯部10的立體圖，圖23(b)是表示垂直于寬度 方向(X方向)的面上的剖面形狀的剖面圖。 如圖23(b)所示，與變形例8不同之處在于，在芯部10的垂直于寬度方向(X方 向)的面上的剖面形狀中，光路轉換反射鏡4A成為相對于直線AB彎曲成凹狀的曲面。
另外，變形例9 11的光波導的芯部10的呈曲面的光路轉換反射鏡4A的曲率半徑、傾斜角度(直線AB、A' B'、及A〃 B〃各自的相對于光傳輸方向的傾斜角度)可以在 上述扭曲面的作用、效果的范圍內(nèi)適當設定。 另外，上述光波導的光路轉換反射鏡的結構為將高度方向(Y方向)的一端和另 一端連結的直線相對于長度方向(Z方向)的傾斜角度在寬度方向(X方向)上不同。但是， 在光路轉換反射鏡形成為曲面的情況下，即使是上述傾斜角度在寬度方向上恒定的構成， 也可以實現(xiàn)上述信號光的強度分布的均勻化。
(變形例12) 對傾斜角度在寬度方向上恒定的情況下的、光波導4的變形例進行說明。圖24(a) 是作為該變形例12的光波導4的芯部10的立體圖，圖24(b)是表示垂直于寬度方向(X方 向)的面上的剖面形狀的剖面圖，圖24(b)的剖面圖從上到下依次表示芯部10寬度方向左 側側面形狀、穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方向的面上的芯部10的剖面形狀、芯部10 寬度方向右側側面形狀。點A、A'、及A〃表示芯部10的底面IOA和光路轉換反射鏡4C的 連結點，點B、 B'、及B〃表示芯部10的頂面10B和光路轉換反射鏡4C的連結點。
如圖24(a)所示，變形例12的光波導4的芯部10的結構為光路轉換反射鏡4A構 成曲面。如圖24(b)所示，在芯部IO的垂直于寬度方向(X方向)的面上的剖面形狀中，光 路轉換反射鏡4A為相對于直線AB彎曲成凸狀的曲面。另外，在芯部10寬度方向左側側面 形狀、穿過寬度方向中央部且垂直于寬度方向的面上的芯部10的剖面形狀、及芯部10寬度 方向右側側面形狀中，直線AB相對于Z方向的傾斜角度a相同。另外，變形例12的光波 導的光路轉換反射鏡4A的曲率半徑在寬度方向上不同。
(光波導的制造方法) 本實施方式的光波導的制造步驟如果是包含芯部光路轉換反射鏡形成工序的制
造步驟，則不作特別限定，該芯部光路轉換反射鏡形成工序為按照相對于長度方向的傾斜
角度a在芯部的寬度方向(X方向)上不同的方式，來形成芯部的光路轉換反射鏡。芯部
光路轉換反射鏡形成工序只要是至少在芯部形成光路轉換反射鏡的工序即可。 因此，作為光波導的制造步驟，也可以為使構成芯部的材料流入光路轉換反射鏡
呈扭曲面的芯部的金屬模中、事先形成芯部的步驟。其后，通過將所形成的芯部埋入構成包
覆部的材料、或在芯部粘貼構成包覆部的材料，來完成本實施方式的光波導。這樣，在包含
事先形成芯部的工序的情況下，完成的光波導易減小芯部和包覆部之間的折射率差。因此，
優(yōu)選還包含在芯部的光路轉換反射鏡上設置金屬反射鏡(反射板)的工序。 另外，作為光波導的制造步驟，也可以為包含層疊結構形成工序的步驟，該層疊結
構形成工序形成具備芯部、和以包圍芯部周圍的方式設置的包覆部的層疊結構。即為如下
工序事先制造具備芯部和包覆部的層疊結構，然后在芯部光路轉換反射鏡形成工序中，對
上述光波導的長度方向端部進行切割，由此將芯部的光路轉換反射鏡作成扭曲面。該情況
下，芯部光路轉換反射鏡形成工序成為切割芯部的同時也切割包覆部的工序。光波導的制
造方法在包含上述層疊結構形成工序的情況下，同時切割具有彈力差的芯部和包覆部，因
此能夠容易地將光路轉換反射鏡作成扭曲面。 下面，對光波導的制造方法包含層疊結構形成工序(芯部光路轉換反射鏡形成工 序為切割芯部的同時也切割包覆部的工序)時的、將芯部的光路轉換反射鏡作成扭曲面的 方法進行說明。如上所述，作為構成芯部的光路轉換反射鏡的扭曲面存在如下兩種情況
18
(i)在芯部的垂直于高度方向(Y方向)的面上的剖面形狀中，形成為從芯部的 寬度方向的一側面向另一側面單調變化的直線或曲線的扭曲面(圖1的光波導、及變形例 1 3的光波導)；及 (ii)在芯部的垂直于高度方向(Y方向)的面上的剖面形狀中，相對于寬度方向 (X方向)形成為臺階狀、或鋸齒狀的扭曲面(變形例4、5的光波導)。 扭曲面的制造方法的制造步驟對應于上述(i)的扭曲面、(ii)的扭曲面而不同。 下面，對扭曲面的制造方法進一步進行詳述。
((i)的扭曲面(圖1的光波導、及變形例1 3的光波導)的形成方法) 通常，作為切割光波導端部而在芯部形成光路轉換反射鏡的方法，例舉使用刀片
的方法、及使用激光的方法。 在使用刀片的情況下，通過同時切割具有彈力差的芯部和包覆部，能夠形成(i) 的扭曲面。另外，按照穿過圖25所示的芯部的點I IV的方式，使用刀片進行推壓切割 (押^切15 )或拉回切割(引巻切"9 )，由此能夠形成(i)的扭曲面。并且，即使成為對芯部 施加應力而將芯部作成扭曲形狀的狀態(tài)，并使用刀片進行切割，也能夠形成(i)的扭曲面。
另外，按照使相對于光波導長度方向的傾斜角度在芯部的寬度方向上相同的方式 進行刀片切割，其后，對光波導光入射側端部加熱使其變形(收縮)，由此能夠形成(i)的扭 曲面。 另外，在使用激光的情況下，按照激光穿過圖25所示的芯部的點I IV的方式，
進行激光切割，由此能夠形成(i)的扭曲面。
((ii)的扭曲面(變形例4、5的光波導)的形成方法) 在使用刀片進行切割的情況下，(ii)的扭曲面通過如下操作來形成，即邊將刀片 多次推入光波導(邊多次反復地進行刀片的往復動作)，邊按照傾斜角度a在芯部的寬度 方向上不同的方式進行切割而形成。 另外，按照使相對于光波導長度方向的傾斜角度在芯部的寬度方向上相同的方式 進行刀片切割，其后，通過切削而相對于寬度方向生成臺階、或鋸齒，由此能夠形成(ii)的 扭曲面。 另外，在使用激光的情況下，按照相對于寬度方向形成臺階、或鋸齒的方式，使激 光穿過，進行激光切割，由此能夠形成(ii)的扭曲面。 另外，在利用上述刀片進行的切割中，通過在形成了芯部的光路轉換反射鏡的時
刻停止切割，能夠實現(xiàn)例如變形例7的光波導那樣的形成有反射鏡切割槽的構成。并且，在
刀片切割停止后，穿過切割停止位置，且沿與芯部的光路轉換反射鏡的傾斜角度不同的方
向，再次對光波導進行刀片切割，由此也能夠實現(xiàn)形成有反射鏡切割槽的構成。 另外，如上所述，在形成芯部的呈扭曲面的光路轉換反射鏡后，在光路轉換反射鏡
上形成金屬層，由此能夠實現(xiàn)具備金屬反射鏡等反射板的構成。另外，作為在光路轉換反
射鏡上形成金屬層的方法，例舉在光路轉換反射鏡上蒸鍍金屬的方法或粘貼金屬小片的方法。(應用例) 本實施方式的光模塊1可以應用于例如以下所述的應用例。 首先，作為第 一應用例，可以用于折疊式手機、折疊式PHS (PersonalHandyphoneSystem :個人手機系統(tǒng))、折疊式PDA (Personal Digital Assistant :個人數(shù)字助理)、折疊 式筆記本電腦等折疊式電子設備的合頁部。 圖26(a) (c)表示將光波導4應用于折疊式手機40的例子。S卩，圖26(a)是表 示內(nèi)裝有光波導4的折疊式手機40的外觀的立體圖。 圖26(b)是圖26(a)所示的折疊式手機40的、應用光波導4的部分的框圖。如該 圖所示，折疊式手機40的設置于主體40a側的控制部41、設置于以合頁為軸可旋轉地裝設 于主體的一端的蓋(驅動部)40b側的外部存儲器42、攝像部(數(shù)碼相機)43、顯示部(液 晶顯示器)44分別通過光波導4來連接。 圖26(c)是圖26(a)的合頁部(虛線所包圍的部分)的透視俯視圖。如該圖所 示，光波導4通過巻繞于合頁部的支承棒而彎曲，分別將設置于主體側的控制部、設置于蓋 側的外部存儲器42、攝像部43、顯示部44連接。 通過將光波導4應用于這些折疊式電子設備，能夠在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)高速、大 容量的通信。因此，特別適合于例如折疊式液晶顯示裝置等需要進行高速、大容量的數(shù)據(jù)通 信且要求小型化的設備。 作為第二應用例，光波導4可以應用于具有印刷裝置(電子設備)的打印頭、硬盤 記錄再生裝置的讀取部等驅動部的裝置。 圖27(a) 圖27(c)表示將光波導4應用于印刷裝置50的例子。圖27 (a)是表 示印刷裝置50的外觀的立體圖。如該圖所示，印刷裝置50具備邊沿用紙52的寬度方向移 動邊相對用紙52進行印刷的打印頭51，在該打印頭51上連接有光波導4的一端。
圖27(b)是印刷裝置50的、應用光波導4的部分的框圖。如該圖所示，光波導4 的一端部連接于打印頭51，另一端部連接于印刷裝置50的主體側基板。另外，在該主體側 基板上裝設有控制印刷裝置50各部分的動作的控制裝置等。 圖27(c)及圖27(d)是表示印刷裝置50中打印頭51移動(驅動)時的、光波導4
的彎曲狀態(tài)的立體圖。如該圖所示，在將光波導4應用于打印頭51那樣的驅動部的情況下，
根據(jù)打印頭51的驅動，光波導4的彎曲狀態(tài)產(chǎn)生變化，并且光波導4的各位置反復彎曲。 因此，本實施方式的光模塊1適合于這些驅動部。另外，通過將光模塊1應用于這
些驅動部，能夠實現(xiàn)使用驅動部時的高速、大容量通信。 圖28表示將光波導4應用于硬盤記錄再生裝置60的例子。 如該圖所示，硬盤記錄再生裝置60具備磁盤(硬盤)61、磁頭(讀取、寫入用磁 頭)62、基板導入部63、驅動部(驅動電機)64、光波導4。 驅動部64沿磁盤61的半徑方向驅動磁頭62。磁頭62讀取記錄在磁盤61上的信 息，另外，向磁盤61上寫入信息。另外，磁頭62經(jīng)由光波導4連接于基板導入部63，將從磁 盤61讀取的信息作為光信號傳播到基板導入部63，另外，接收從基板導入部63傳播的、向 磁盤61寫入的信息的光信號。 這樣，通過將光波導4應用于硬盤記錄再生裝置60的磁頭62這樣的驅動部，能夠 實現(xiàn)高速、大容量通信。 如上所述，本發(fā)明的光波導構成為當以光學元件的光軸方向為Y方向，且以上述 光波導的信號光的行進方向為Z方向時，若以與Y方向和Z方向這兩個方向都垂直的方向 為X方向，則在用YZ平面剖開上述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，光路轉換反射鏡面與波導芯底面所成的角度在X方向上變化。 另外，如上所述，本發(fā)明的光傳輸模塊構成為具備上述光波導、向光波導的芯部照 射光的光學元件。 另外，如上所述，本發(fā)明的電子設備構成為具備上述光傳輸模塊。 另外，如上所述，本發(fā)明的光波導的制造方法構成為包含芯部光路轉換反射鏡
形成工序，該芯部光路轉換反射鏡形成工序在以上述光波導的信號光的行進方向為Z方向
時，將上述芯部的光路轉換反射鏡形成為相對于光波導的Z方向傾斜的傾斜面，在以光學
元件的光軸方向為Y方向，以垂直于Y方向和上述Z方向雙方的方向為X方向時，在上述芯
部光路轉換反射鏡形成工序中，通過在用YZ平面剖開上述光路轉換反射鏡部的剖面形狀
中，按照與波導芯底面所成的角度在X方向上變化的方式切割芯部，來形成光路轉換反射鏡面。 因此，與現(xiàn)有的柔性光波導相比，能夠在光波導的光路轉換反射鏡的更附近部位
使信號光的強度分布均勻化，其結果是，可以穩(wěn)定地控制信號光的損耗量。 在本發(fā)明的光波導中，在用YZ平面剖開上述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，上
述光路轉換反射鏡優(yōu)選按照與波導芯底面所成的角度從X方向的一端向另一端增大的方
式來形成。 根據(jù)上述構成，能夠使信號光的強度分布進一步擴散，因此與現(xiàn)有光波導相比，光 路轉換反射鏡面反射后的信號光的強度分布能更快地均勻化。因此，可以穩(wěn)定地控制信號 光的損耗量。 在本發(fā)明的光波導中，在用YZ平面剖開上述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，上 述光路轉換反射鏡面優(yōu)選形成為曲線，上述曲線的形狀從X方向的一端向另一端變化。
由此，在光路轉換反射鏡的更附近部位，可以使多個峰值光達到足以使強度分布 均勻化的光路寬度。 在本發(fā)明的光波導中，在以上述芯部的X方向的中心為原點時，以上述原點為基 準，優(yōu)選在光路轉換反射鏡部的、X方向的一側存在上述角度最大的部位，在X方向的另一 側存在上述角度最小的部位。 根據(jù)上述構成，上述光路轉換反射鏡以原點為基準，在光路轉換反射鏡部的、X方 向的一側存在上述角度最大的部位，在X方向的另一側存在上述角度最小的部位，因此能 夠使光路轉換反射鏡相對于X方向的傾斜角度變陡峭。因此實現(xiàn)如下效果能夠使峰值光 向更接近X方向的方向反射，能夠使信號光的強度分布更快地均勻化。 在本發(fā)明的光波導中，在上述芯部的垂直于上述Z方向的面上的剖面形狀中，上 述芯部優(yōu)選按照X方向的長度比Y方向的長度長的方式來形成。 根據(jù)上述構成，由于上述芯部形成為X方向的長度比Y方向的長度長，因此即使減 薄光波導的厚度，也能夠確保與光源的光學耦合所需的芯部的面積，能夠謀求提高耦合效 率。 在本發(fā)明的光波導中，優(yōu)選具備包覆部，該包覆部由與上述芯部的折射率不同的 材料構成，且包圍上述芯部。 由此，在芯部和包覆部的邊界面上，能夠使信號光向芯部內(nèi)部反射，能夠使芯部內(nèi) 的信號光的傳輸更可靠。另外，在光波導具備芯部和包覆部的情況下，用YZ平面剖開上述光路轉換反射鏡部的剖面形狀可以是僅芯部的光路轉換反射鏡面和波導芯底面所成的角 度在X方向上變化，也可以是芯部和包覆部雙方的光路轉換反射鏡面和波導芯底面所成的 角度在X方向上變化。 在本發(fā)明的光波導中，優(yōu)選在上述光路轉換反射鏡上設有將從光源照射的光進行 反射的反射層。 由此，可以使從光源照射的光有效地在光路轉換反射鏡進行反射。
本發(fā)明的光波導也可以具有撓性。 在本發(fā)明的光波導的制造方法中，優(yōu)選包含形成層疊結構的層疊結構形成工序， 該層疊結構具備由具有透光性的材料構成的芯部、由具有與該芯部的折射率不同的折射率 的材料構成的包覆部，在上述芯部光路轉換反射鏡形成工序中，在用YZ平面剖開上述光路 轉換反射鏡部的剖面形狀中，按照與波導芯底面所成的角度在X方向上變化的方式，切割 上述層疊結構，由此形成光路轉換反射鏡面。 根據(jù)上述構成，在下述階段即可完成本發(fā)明的光波導，即在芯部光路轉換反射鏡 形成工序中，在用YZ平面剖開上述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，按照與波導芯底面所 成的角度在X方向上變化的方式，切割上述層疊結構，由此形成光路轉換反射鏡面。因此， 光波導的制造步驟不會復雜化而變得簡潔。 另外，用于實施發(fā)明的最佳方式的項目中論述的具體實施方式
或實施例都是為了 徹底明了本發(fā)明的技術內(nèi)容，不應局限于如上所述的具體例而作狹義的解釋，關于在本發(fā) 明的精神和專利要求保護的范圍內(nèi)，將分別公示于不同的實施方式的技術手段適當組合而 得到的實施方式，也包含在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)。
工業(yè)實用性 本發(fā)明的光波導可適用于各種設備之間的光通信線路，并且也可適用于作為安裝 于小型、薄型民生用設備內(nèi)的設備內(nèi)配線的柔性光配線。
權利要求
一種光波導，其構成為具備芯部，其由具有透光性的材料構成；光路轉換反射鏡部，其在光波導端部的至少芯部形成有將來自光學元件的信號光反射來轉換信號光的光路的光路轉換反射鏡面，通過所述光路轉換反射鏡面的反射，在芯部內(nèi)傳輸信號光，該光波導的特征在于，在以光學元件的光軸方向為Y方向，且以所述光波導的信號光的行進方向為Z方向時，若以與Y方向和Z方向這兩個方向都垂直的方向為X方向，則在用YZ平面剖開所述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，光路轉換反射鏡面與該波導芯底面所成的角度在X方向上變化。
2. 如權利要求l所述的光波導，其特征在于，在用YZ平面剖開所述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，所述光路轉換反射鏡面按照與波導芯底面所成的角度從X方向的一端朝向另一端增大的方式來形成。
3. 如權利要求l所述的光波導，其特征在于，在用YZ平面剖開所述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，所述光路轉換反射鏡面形成為曲線，所述曲線的形狀從X方向的一端朝向另一端變化。
4. 如權利要求l所述的光波導，其特征在于，在以所述芯部的X方向的中心為原點時，以所述原點為基準，在光路轉換反射鏡部的、X方向的一側存在所述角度最大的部位，在X方向的另一側存在所述角度最小的部位，
5. 如權利要求l所述的光波導，其特征在于，在所述芯部的垂直于所述Z方向的面上的剖面形狀中，所述芯部按照X方向的長度比Y方向的長度長的方式來形成。
6. 如權利要求l所述的光波導，其特征在于，具備包覆部，該包覆部由與所述芯部的折射率不同的材料構成，且包圍所述芯部。
7. 如權利要求l所述的光波導，其特征在于，在所述光路轉換反射鏡上設有將從光學元件照射的光反射的反射層。
8. 如權利要求1所述的光波導，其特征在于，具有撓性。
9. 一種光傳輸模塊，其特征在于，具備權利要求1所述的光波導；向光波導的芯部照射光的光學元件。
10. —種電子設備，其特征在于，具備權利要求9所述的光傳輸模塊。
11. 一種光波導的制造方法，該光波導構成為具備芯部，其由具有透光性的材料構成；光路轉換反射鏡部，其在光波導端部的至少芯部，形成有對來自光學元件的信號光進行反射來轉換信號光的光路的光路轉換反射鏡面，通過所述光路轉換反射鏡面的反射，在芯部內(nèi)傳輸信號光，該光波導的制造方法的特征在于，包含芯部光路轉換反射鏡形成工序，在該工序中，在以所述光波導的信號光的行進方向為Z方向時，將所述芯部的光路轉換反射鏡形成為相對于光波導的Z方向傾斜的傾斜面，在以光學元件的光軸方向為Y方向，且以與Y方向和所述Z方向這兩個方向都垂直的方向為X方向時，在所述芯部光路轉換反射鏡形成工序中，在用YZ平面剖開所述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，按照與波導芯底面所成的角度在X方向上變化的方式切割芯部，從而形成光路轉換反射鏡面。
12.如權利要求11所述的光波導的制造方法，其特征在于，包含形成層疊結構的層疊結構形成工序，該層疊結構具備芯部，其由具有透光性的材料構成；包覆部，其由具有與該芯部的折射率不同的折射率的材料構成，在所述芯部光路轉換反射鏡形成工序中，在用YZ平面剖開所述光路轉換反射鏡部的剖面形狀中，按照與波導芯底面所成的角度在X方向上變化的方式切割所述層疊結構，從而形成光路轉換反射鏡面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光波導、光傳輸模塊、電子設備、及光波導的制造方法，該光波導構成為以在光波導的光傳輸方向的任意部位穩(wěn)定地控制信號損耗、基于受光元件的信號光的受光效率為目的，光波導(4)具備由具有透光性的材料構成的芯部(10)，至少在該芯部(10)形成有對來自光學元件的信號光進行反射來轉換信號光的光路的光路轉換反射鏡(4A)，通過光路轉換反射鏡(4A)的反射，在芯部(10)內(nèi)傳輸信號光，在以光學元件的光軸方向為Y方向，且以光波導(4)的信號光的行進方向為Z方向時，若以與Y方向和Z方向這兩個方向都垂直的方向為X方向，則在用YZ平面剖開芯部(10)的剖面形狀中，光路轉換反射鏡(4A)與該芯部(10)底面所成的傾斜角度α在X方向上變化。
文檔編號G02B6/122GK101784929SQ20088010434
公開日2010年7月21日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權日2007年10月23日
發(fā)明者久保田哲郎, 佐野彰彥, 吉武直毅, 多田羅佳孝, 山田潤一郎 申請人:歐姆龍株式會社