專利名稱：光纜模塊和使用該光纜模塊的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用了光波導的光纜模塊，特別涉及使用了具有高柔軟 性的光波導的光纜模塊。
背景技術：
近年來，能夠高速進行大容量的數據通信的光通信網正在擴大。今 后，預想該光通信網從在設備之間搭載向在設備內搭載發(fā)展。而且，為 了作為光布線來實現印刷布線基板，期待能夠實現陣列化的光波導。
光波導由折射率大的芯和與該芯的周圍連接設置的折射率小的包層 形成，使入射到芯的光信號一邊在該芯和包層之間的邊界反復進行全反 射， 一邊進行傳輸。
其中，特別是近年來，尋求用光波導來實現在彎曲的顯示器和更小 型、薄型的民用設備上搭載的柔性的(與電氣布線同樣)光布線。但是，
現有的光波導由例如用于FTTH的光耦合器等玻璃或半導體構成，沒有柔 性，所以，不適于這種用途。即，優(yōu)選薄膜狀的光波導。
特別地，本申請人通過在光波導的芯和包層的材料中使用比以往更 柔軟的材料，開發(fā)出了圖12所示的具有高彎曲性的光波導。認為如果使 用這種具有高彎曲性的光導光波導，則也能夠利用光波導進行設備內的 基板間的數據傳送。
在將這種具有柔軟性的薄膜光波導用作光纜的情況下，必須與光電 轉換元件(受發(fā)光元件)對齊位置，進行光耦合。受發(fā)光元件是將電信 號轉換成光信號發(fā)送，并接收光信號而將其轉換成電信號的元件。并且， 通常使用如下結構將光波導與光電轉換元件耦合時，傾斜地切斷光波 導的端部，在該光波導的端面形成光路轉換鏡。在具有這種光路轉換鏡 的光波導中，在芯部傳遞來的信號光通過光路轉換鏡轉換行進方向，入
射到受光元件。
專利文獻l:日本國公開專利公報"日本特開2005-78027號公報(2005 年3月24日公開)"
專利文獻2:日本國公開專利公報"日本特開平11-153719號公報 (1999年6月8日公開)"
在將圖12所示的具有高彎曲性的光波導用于設備內的基板間的數據 傳送的情況下，運用該高柔軟性，估計作為例如便攜電話的鉸鏈部等多 次產生屈伸的(光波導的形狀頻繁產生變化)部位的柔性布線使用。
但是，在上述光波導中，光傳送介質(即芯部)內部的光波狀態(tài)根 據該光波導的彎曲狀態(tài)而變化。而且，由于該光波狀態(tài)變化，產生光路 轉換損失的變化、光點尺寸不匹配損失的變化。g卩，在現有的光波導中， 具有由于該光波導的變形而產生很大的損失差的問題。下面具體說明該 問題。
首先，入射到光波導的芯部的信號光作為與芯部的光軸大致平行的 光而入射，但是，實際不是僅入射與芯部的光軸平行的信號光。即，如 圖13所示，在光波導內傳遞的信號光相對于芯部的光軸具有某種程度的 角度分布。而且，相對于芯部的光軸不平行的光一邊受到芯部和包層的 邊界面的反射， 一邊在芯部內傳播。此時，如果在光波導中光路沒有彎 曲而維持直線狀的光路，則出射側的信號光的角度分布與入射側大致相 同。
艮P，在光波導沒有彎曲的情況下(參照圖14 (a))，受光面上的信 號光的光強度分布如圖14 (b)所示。在此時的光強度分布中，信號光的 角度分布小，峰值光量的值變大。另外，在圖14中，e表示信號光和光軸
所成的角度，ec表示波導臨界角(芯部和包層的界面的臨界角)，ec表示
反射鏡臨界角(光路轉換鏡的臨界角)。
另一方面，如圖15所示，在光波導中光路產生彎曲的情況下，由于 該彎曲部位的反射，信號光相對于其光軸的角度發(fā)生變化。這導致出射 側的信號光的角度分布的變化。具體而言，在光波導產生彎曲的情況下， 在光波導中傳遞的信號通過該彎曲部位，從而使其彎曲方向的角度分布
擴寬。另外，這里的彎曲方向是指在與光波導的光軸垂直的截面中，與 包含彎曲的光軸的面平行的方向。
這樣，由于光波導的出射側的信號光的角度分布發(fā)生變化，由光路 轉換鏡所取出的信號光的比例發(fā)生變化。即，在傾斜地切斷光波導的端 部而形成的光路轉換鏡中，關于以小于臨界角度的角度入射到該切斷端 面的光，產生透過該光路轉換鏡的光。而且，當出射側的信號光的角度 分布發(fā)生變化時，理所當然地，向光路轉換鏡入射的光的角度分布也變 化，透過該光路轉換鏡的信號光的比例發(fā)生變化。具體而言，當信號光 的角度分布擴寬時，透過光路轉換鏡的信號光的比例增加。即，在光路 轉換鏡產生的光路轉換損失增大。
艮P，在光波導彎曲的情況下(參照圖14 (c) 、 (e))，受光面上 的信號光的光強度分布如圖14 (d) 、 (f)所示。在這些情況下的光強度 分布中，信號光的角度分布大，峰值光量的值變小。并且，由于信號光 的角度分布變大，光路轉換鏡所產生的光路轉換損失增大(在圖14 (b)、 (d) 、 (f)中，斜線陰影部分表示光路轉換鏡所產生的光路轉換損失區(qū) 域)。進而，在光波導的彎曲部分接近輸出端的情況下(參照圖14 (c)、
(d) )，除了信號光的角度分布的擴寬以外，還產生峰值位置的偏移， 但是，在光波導的彎曲部分遠離輸出端某一定距離的情況下(參照圖14
(e) 、 (f))，僅產生信號光的角度分布的擴寬。
并且，如果出射側的信號光的角度分布擴寬，則來自光波導的出射 信號光的投影到受光面上的出射光輪廓變化，其結果，受光元件產生光 點尺寸不匹配損失。
這樣，伴隨光波導的形狀變化而產生的信號光的光路轉換損失和光 點尺寸不匹配損失，導致由受光元件檢測到的信號光的光量變動。在所 檢測到的信號光的光量變動大的情況下，為了擴寬受光部的動態(tài)范圍， 需要設置增益調整等的功能。其結果，在使用上述光波導的設備中，產 生尺寸、成本以及功耗的增大。這在以便攜電話為首的民用設備中，在 將光波導用于基板間的數據傳送的情況下，是很大的弊端。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題點而完成的，其目的在于，實現能夠抑制伴 隨光波導的形狀變化而產生的、信號光的光量變動的光纜模塊。
為了達成上述目的，本發(fā)明的光纜模塊具有光波導，其具有芯部 和通過在上述芯部的光軸周圍包圍芯部而成的包層，并且，在所述光波 導的至少一個端部形成有光路轉換鏡，該光路轉換鏡通過端面上的光反
射來轉換信號光的光路；以及受光元件，其與上述光波導的端部之間的
相對位置關系被固定，該光纜模塊的特征在于，上述受光元件的中心與 第1位置錯開配置，該第1位置是通過芯部的光軸截面中心的光被光路 轉換鏡反射而到達受光面的位置。
在上述光波導彎曲的情況下，在該光波導中行進的信號光的角度分 布擴寬，由上述光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域比較大。因此，對光波導 沒有彎曲時的受光輪廓和彎曲時的受光輪廓進行比較時，彎曲時的受光 輪廓變寬，但是，彎曲時的受光輪廓也不在由光路轉換鏡切取區(qū)域的一 側擴寬。
因此，在以往那樣使受光元件的中心與光軸反射中心一致的狀態(tài)下， 擴寬受光元件的受光面而使其包含光波導彎曲時的受光輪廓時，受光元 件擴寬到由光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域。這成為阻礙光纜模塊小型化 的要因和降低受光元件的響應速度的要因。
與此相對，根據上述結構，受光元件的中心與第1位置(光軸反射 位置)錯開配置，該第1位置是通過芯部的光軸截面中心的光被光路轉 換鏡反射而到達受光面的位置。由此，受光元件減少到盡可能不包含由 光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域，針對光波導沒有彎曲時的受光輪廓和光 波導彎曲時的受光輪廓，能夠在不產生光點尺寸不匹配損失的情況下進 行受光。
并且，為了達成上述目的，本發(fā)明的另一光纜模塊具有光波導， 其具有芯部和通過在上述芯部的光軸周圍包圍芯部而成的包層，并且， 在所述光波導的至少一個端部形成有光路轉換鏡，該光路轉換鏡通過端 面上的光反射來轉換信號光的光路；以及受光元件，其與上述光波導的
端部之間的相對位置關系被固定，該光纜模塊的特征在于，上述光路轉 換鏡形成為，上述光波導的輸出光與該光波導有無彎曲無關而大致均勻。 根據上述結構，上述光波導的輸出光與該光波導有無彎曲無關而大 致均勻，因此，能夠使上述受光元件的受光光量均勻化。


圖1示出本發(fā)明的實施方式，(a)是示出實施方式1的光纜模塊的 主要部分結構的剖面圖。(b)是示出上述光纜模塊的受光面上的信號光 的光強度分布和受光元件的位置關系的圖。
圖2 (a)是示出光波導沒有彎曲的狀態(tài)下的光路轉換鏡的反射狀態(tài) 的圖。(b)是示出光波導彎曲的狀態(tài)下的光路轉換鏡的反射狀態(tài)的圖。
圖3是示意地示出光波導沒有彎曲時和彎曲時的光纜模塊的受光面 上的信號光的輪廓的圖。
圖4示出本發(fā)明的實施方式，(a)是示出實施方式1的光纜模塊的 變形例的剖面圖。(b)是示出上述光纜模塊的光波導沒有彎曲的狀態(tài)下 和光波導彎曲的狀態(tài)下的受光面上的信號光的光強度分布的圖。
圖5示出本發(fā)明的實施方式，(a)是示出實施方式2的光纜模塊的 主要部分結構的剖面圖。(b)是示出在上述光纜模塊中，波導內的信號 光的光強度分布和由光路轉換鏡取出的波導光分布區(qū)域之間的關系的 圖。
圖6是示意地示出在光波導彎曲的情況下由于光路轉換鏡的傾斜角 度不同而引起的受光輪廓的差異的圖。
圖7是示出光波導沒有產生彎曲時和光波導產生彎曲時的受光效率
變動和光路轉換鏡的傾斜角度e的關系的曲線圖。
圖8示出本發(fā)明的實施方式，(a)是示出實施方式2的光纜模塊的 變形例的剖面圖。(b)是示出在上述光纜模塊中，波導內的信號光的光 強度分布和由光路轉換鏡取出的波導光分布區(qū)域之間的關系的圖。
圖9是示出光波導沒有彎曲的狀態(tài)下和光波導彎曲的狀態(tài)下的受光 輪廓的圖。
圖10是示出將光路轉換鏡作為多層反射膜的光波導的結構例的剖面圖。
圖11 (a)是示出在基于光路轉換鏡的光的出射側設置遮斷層的光波 導的結構例的剖面圖。(b)是示出在基于光路轉換鏡的光的出射側設置 遮斷槽的光波導的結構例的剖面圖。
圖12是光波導模塊的立體圖。
圖13是示出入射到光波導的芯部的信號光的角度分布的圖。 圖14 (a)是沒有彎曲的狀態(tài)下的光波導的側視圖。(b)是示出(a) 所示的光波導中的受光面上的信號光的光強度分布的圖。(c)是彎曲部 分接近輸出端的狀態(tài)的光波導的側視圖。(d)是示出(c)所示的光波導 中的受光面上的信號光的光強度分布的圖。(e)是彎曲部分從輸出端遠 離某一定距離的狀態(tài)的光波導的側視圖。(f)是示出(e)所示的光波導 中的受光面上的信號光的光強度分布的圖。
圖15是示出在光波導中光路產生彎曲時的信號光的角度變化的圖。
具體實施方式
[實施方式1]
下面，根據

本發(fā)明的一個實施方式。首先，參照圖1 (a)、 (b)說明本實施方式1的光纜模塊的一個結構例。
圖1 (a)所示的光纜模塊1構成為，在其出射側端部大致具有光波 導10、受光元件11和支承基板14。光波導10的端部通過粘接等固定在 支承基板14上，光波導10的端部和受光元件11的相對位置關系處于被 固定的狀態(tài)。進而，為了容易地取出受光元件ll輸出的電信號，光纜模 塊1也可以具有電氣布線12和電連接部13。
另外，光纜模塊1中的相反側的端部具有代替受光元件11而具備發(fā) 光元件的結構，成為信號入射側端部。信號入射側端部可以采用與現有 的光纜模塊相同的結構。
首先，光波導10由芯部IOA、上包層10B和下包層10C構成。艮卩， 光波導10具有通過上包層10B和下包層10C夾住芯部10A的層疊結構。
由光波導10傳遞的光信號一邊在芯部10A和上包層10B的界面或芯部 IOA和下包層IOC的界面受到反射， 一邊在芯部10A內行進。另外，在 圖1 (a)中，在光波導10的端部附近，設光波導10的長度方向(光軸 方向)為X軸方向，設芯部10A、上包層IOB和下包層IOC的層疊方向 為Y軸方向。
光波導10中的端面不垂直于光軸(X軸)，而是相對于光軸傾斜地 切斷來形成光路轉換鏡IOD。具體而言，光波導IO的端面垂直于XY平 面，且相對于X軸傾斜了角度e (0<90°)。由此，在芯部10中傳遞來 的信號光被光路轉換鏡IOD反射，改變其行進方向而朝向受光元件11出 射。另外，光路轉換鏡10D的傾斜角度e通常設定為45。，使得該光路轉 換鏡IOD和受光元件11的位置容易對齊。另外，光路轉換鏡也可以是相 對于光波導10的端部外裝反射鏡部的結構。
在光纜模塊1中應該注意的是光波導10和受光元件11之間的位置 關系。即，關于具有光路轉換鏡的光波導和受光元件之間的位置關系， 以往，假設了通過芯部10A的光軸截面中心的光(圖中實線所示)，使得 該光由光路轉換鏡反射后到達受光面的位置(下面稱為光軸反射位置) 成為受光元件的中心位置。與此相對，在本實施方式的光纜模塊1中， 特征在于受光元件11的中心與光軸反射位置錯開配置。
具體而言，在光纜模塊1中，受光元件11的中心比光軸反射位置向 光波導10的端部側錯開。這里，下面詳細說明將受光元件11的中心與 光軸反射位置錯開配置的理由。
首先，圖2 (a)示出光波導IO沒有彎曲的狀態(tài)、即在光波導10中 傳播的信號光的角度分布小的狀態(tài)下的光路轉換鏡的反射狀態(tài)。并且， 圖2 (b)示出光波導10彎曲的狀態(tài)、即在光波導10中傳播的信號光的 角度分布大的狀態(tài)下的光路轉換鏡的反射狀態(tài)。
在光波導IO沒有彎曲的狀態(tài)下，如圖2 (a)所示，入射到光路轉換 鏡10D的信號光的大部分滿足該光路轉換鏡10D的全反射條件(對于形 成光路轉換鏡的端面，以小于臨界角的角度入射)，光路在受光面?zhèn)缺晦D 換。另一方面，在光波導IO彎曲的狀態(tài)下，如圖2 (b)所示，入射到光
路轉換鏡10D的信號光的角度分布擴寬，由此，產生不滿足該光路轉換 鏡10D的全反射條件而透過的光。換言之，在光波導IO彎曲的狀態(tài)下， 入射到光路轉換鏡10D的信號光的一部分不由光路轉換鏡反射而被切 取。
其結果，光纜模塊1的受光面上的信號光的光強度分布如圖1 (b) 所示。并且，圖3示意地示出光纜模塊1的受光面上的信號光的輪廓(以 下稱為受光輪廓)。對光波導IO沒有彎曲時的受光輪廓和光波導10彎曲 時的受光輪廓進行比較時，與信號光的角度分布寬的情況相應地、光波 導IO彎曲時的受光輪廓變寬。因此，關于受光元件11的受光面，僅假 設了光波導IO沒有彎曲時的受光輪廓，而僅具有容納該受光輪廓的面積 的情況下，無法與在光波導IO中產生彎曲時的受光輪廓的擴寬對應，產 生光點尺寸不匹配損失。
另一方面，在光波導IO彎曲時的受光輪廓中，由光路轉換鏡進行切 取的區(qū)域比較大。對沒有彎曲時的受光輪廓和彎曲時的受光輪廓進行比 較時，彎曲時的受光輪廓變寬，但是，彎曲時的受光輪廓在由光路轉換 鏡切取區(qū)域的一側不擴寬。
因此，在以往那樣使受光元件的中心與光軸反射中心對齊的狀態(tài)下， 擴寬受光元件的受光面而使其包含光波導彎曲時的受光輪廓時，受光元 件擴寬到由光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域。這成為阻礙光纜模塊小型化 的要因和降低受光元件的響應速度的要因。
與此相對，在本實施方式1的光纜模塊1中，受光元件11的中心比 光軸反射位置向光波導10的端部側、即產生由光路轉換鏡切取信號光一 側的相反側錯開配置。由此，受光元件ll減少到盡可能不包含由光路轉 換鏡切取信號光的區(qū)域，針對光波導沒有彎曲時的受光輪廓和光波導彎 曲時的受光輪廓，能夠在不產生光點尺寸不匹配損失的情況下進行受光。
另外，通過使受光元件ll的中心與彎曲時的受光輪廓(彎曲輸出光 點)的中心一致，從而能夠在最小限度的受光面積上獲得上述效果。但 是，也可以不使受光元件11的中心與彎曲時的受光輪廓的中心完全一致。 在上述說明中，僅說明了彎曲時的受光輪廓，但是，受光輪廓的擴寬情況因彎曲的程度而不同。因此，在光纜模塊1的使用方式中，只要根據 受光輪廓最寬的情況來設定受光元件ll的受光面積即可。并且，受光元 件的形狀優(yōu)選為是在上述光波導的彎曲時的輸出光的擴大方向具有長軸 的形狀，可以采用矩形形狀、橢圓形狀、菱形形狀等各種形狀，沒有特
別限定(在圖3中例示矩形形狀的受光元件)。
接著，圖4 (a)、 (b)示出本實施方式1的光纜模塊的變形例。 圖4 (a)所示的光纜模塊2具有與圖1 (a)所示的光纜模塊1類似的 結構，所以，對與光纜模塊1相同的部件標上相同的部件編號，并省 略其詳細說明。
圖4 (a)所示的光纜模塊2與圖1 (a)所示的光纜模塊1的不同點 在于，代替受光元件11而具有受光元件21。受光元件21的中心與光軸 反射位置錯開配置。這里，下面詳細說明受光元件21的配置。
首先，圖4 (b)示出光波導10沒有彎曲的狀態(tài)下和光波導10彎曲 的狀態(tài)下的受光面上的信號光的光強度分布。在圖4 (b)中，橫軸表示 距光軸反射位置的距離，縱軸表示光強度。
由圖4 (b)可知，在光波導10沒有彎曲的狀態(tài)下的信號光的光強 度分布(為高斯分布或朗伯分布(Lambertian))中，信號光的擴寬小， 中央部(峰值)的光強度變高。另一方面，在光波導IO彎曲的狀態(tài)下的 信號光的光強度分布中，信號光的擴寬大，中央部(峰值)的光強度變 低。
這種情況下，在沒有彎曲時的信號光的光強度分布和彎曲時的信號 光的光強度分布中，存在其光強度一致的部位。在光纜模塊2中，在該 光強度一致的部位配置受光元件21，使得該光強度一致的部位和受光元 件21的中心大致一致。由此，受光元件21的受光光量與光波導中有無 彎曲無關而大致均勻，受光元件21不產生光點尺寸不匹配損失。
另外，受光元件21的受光面積越小，越能夠與有無彎曲無關地獲得 均勻的受光光量。但是，當受光元件21的受光面積過小時，信號光的受 光光量降低，所以，受光元件21的受光面積優(yōu)選為，考慮所需要的受光 光量來決定其受光面積。并且，不需要使光強度一致的部位和受光元件
21的中心完全一致，通過使它們稍微錯開，在彎曲時和沒有彎曲時也能 夠獲得更加均勻的受光光量。 [實施方式2]
下面，根據

本發(fā)明的另一個實施方式。首先，參照圖5 (a)、 (b)說明本實施方式2的光纜模塊的一個結構例。
圖5 (a)所示的光纜模塊3構成為，在其出射側端部大致具有光波 導30、受光元件31和支承基板34。光波導30的端部通過粘接等固定在 支承基板34上，光波導30的端部和受光元件31的相對位置關系處于被 固定的狀態(tài)。進而，為了容易地取出受光元件31輸出的電信號，光纜模 塊3也可以具有電氣布線32和電連接部33。
光纜模塊3中的光波導30與光纜模塊1中的光波導10同樣，由芯 部30A、上包層30B和下包層30C構成。并且，光波導30中的端面不垂 直于光軸(X軸)，而是相對于光軸傾斜地切斷來形成光路轉換鏡30D。 具體而言，光波導IO的端面垂直于XY平面，且相對于X軸傾斜了角度 6 (9<90°)。由此，在芯部30中傳遞來的信號光被光路轉換鏡30D反 射，改變其行進方向而朝向受光元件31出射。
這里，光波導30與光波導10的不同點在于，考慮光路轉換鏡30D 中的信號光的切取量來設定該光路轉換鏡30D的傾斜角度e。
艮P，如實施方式l中也曾敘述的那樣，當光波導30彎曲、入射到光 路轉換鏡30D的信號光的角度分布擴寬時，與光波導30沒有彎曲的情況 相比，對于該光路轉換鏡30D以大角度入射的光增加。因此，在本實施 方式2的光纜模塊3中，特征在于減小光路轉換鏡30D的傾斜角度e， 降低由光路轉換鏡30D切取的信號光量。
在圖5 (a)所示的光纜模塊3中，受光元件31的受光面上的信號光 的光強度分布和由光路轉換鏡30D取出的波導光分布區(qū)域之間的關系如 圖5 (b)所示。即，由圖5 (b)可知，在光纜模塊3中，在光波導30 彎曲的情況下和沒有彎曲的情況下，都以受光元件31能夠接收在光波導 30中傳遞來的幾乎全部信號光的方式，來設定光路轉換鏡30D和芯部 30A的光軸所成的角度。
圖6示意地示出在光波導彎曲的情況下由于光路轉換鏡的傾斜角度e 不同而引起的受光輪廓的差異。
在圖6中，在光路轉換鏡的傾斜角度e大時(例如e=45°)的受光輪 廓中，由光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域變得比較大。另一方面，在光路 轉換鏡的傾斜角度e小時(例如0=35°)的受光輪廓中，由光路轉換鏡切 取信號光的區(qū)域變小。
這樣，即使由于光波導產生彎曲而使信號光的角度分布擴寬，只要 將光路轉換鏡的傾斜角度e設定得較小，則由該光路轉換鏡切取的信號 光量就變小。即，通過減小光路轉換鏡的傾斜角度e，能夠降低光路轉換 損失，能夠與光波導中有無彎曲無關地使受光光量均勻化。另外，在光
纜模塊3中，光路轉換鏡30D的傾斜角度e優(yōu)選設定為37° 43°左右。
當光路轉換鏡的傾斜角度e減小時，輸出光光點尺寸變大，要對其 進行受光時，就導致受光元件變大。其結果，產生通信速度變慢的問題。 另一方面，當光路轉換鏡的傾斜角度e增大時，由光路轉換鏡切取信號 光的區(qū)域變大，產生光路轉換損失增大的問題。
圖7示出光波導沒有產生彎曲時(直線時)和光波導產生彎曲時(彎 曲時)的受光效率變動和光路轉換鏡的傾斜角度e(反射鏡角度)的關系。 為了盡可能地抑制光波導沒有產生彎曲時和光波導產生彎曲時的受光效 率變動之差，考慮不至于對接收電路造成影響的允許范圍時，光路轉換
鏡的傾斜角度e優(yōu)選設定為37° 43°左右。
并且，在光纜模塊3中，由光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域小。因此， 受光元件31也可以配置成該受光元件31的中心和光軸反射位置(假設
了通過芯部的光軸截面中心的光，該光被光路轉換鏡反射后到達受光面 的位置) 一致。但是，如果只要還產生由光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域，
則也可以如實施方式1所示，與光軸反射位置錯開地配置受光元件31的 中心。 -
接著，圖8 (a)、 (b)示出本實施方式2的光纜模塊的變形例。圖8 (a)所示的光纜模塊4具有與圖5 (a)所示的光纜模塊3類似的結構， 所以，對與光纜模塊3相同的部件標上相同的部件編號，并省略其詳細
說明。
圖8 (a)所示的光纜模塊4與圖5 (a)所示的光纜模塊3的不同點
在于，代替光波導30而具有光波導40。并且，光波導40的特征在于，
增大光路轉換鏡40D的傾斜角度e，增大由光路轉換鏡40D切取的信號 業(yè)_&
尤里o
在圖8 (a)所示的光纜模塊4中，受光元件31的受光面上的信號光 的光強度分布和由光路轉換鏡40D取出的波導光分布區(qū)域之間的關系如 圖8 (b)所示。S卩，由圖8 (b)可知，在光纜模塊3中，在光波導30 彎曲的情況下和沒有彎曲的情況下，都以受光元件31能夠接收在光波導 30中傳遞來的大致一半信號光的方式，來設定光路轉換鏡40D和芯部 40A的光軸所成的角度。通過該結構，能夠進一步減小受光元件，能夠 使通信速度高速化。
下面詳細說明在光波導40中增大由光路轉換鏡40D切取的信號光量 的理由。
首先，圖9示出光波導40沒有彎曲的狀態(tài)下和光波導40彎曲的狀 態(tài)下的受光輪廓。在圖9中應該注意的是，由光路轉換鏡40D切取信號 光的區(qū)域將光軸反射位置作為邊界。該情況下，能夠與光波導40中有無 彎曲無關地，由光路轉換鏡40D切取在光波導40中傳遞的大約1/2的信 號光。
艮P，在光纜模塊4中，設定光路轉換鏡40D的傾斜角度e，使得由 光路轉換鏡40D切取信號光的區(qū)域的邊界與光軸反射位置大致一致。由 此，沒有(或者降低)由光路轉換鏡40D切取的信號光量的變動，能夠 與光波導中有無彎曲無關地使受光光量均勻化。
另外，為了使由光路轉換鏡40D切取信號光的區(qū)域的邊界與光軸反 射位置一致，只要使光路轉換鏡40D的傾斜角度e與該光路轉換鏡40D 的臨界角相等即可。如果考慮通常在光波導中使用的材料的折射率，則 光路轉換鏡40D的傾斜角度e優(yōu)選設定為50° 60°。
并且，光纜模塊4中的受光元件31與實施方式1伺樣，通過使光波 導40彎曲時的受光輪廓的中心與該受光元件31的中心一致，從而能夠
在最小限度的受光面積上接收信號光，而不產生光點尺寸不匹配損失。
并且，在圖5 (a)和圖8 (a)所示的光纜模塊3和光纜模塊4中，
通過適當地設定光路轉換鏡的傾斜角度e，來控制該光路轉換鏡的信號光
的損失量。但是，除此之外，如圖10所示，通過將光波導的光路轉換鏡 作為多層反射膜，也能夠控制損失量。多層反射膜是將折射率不同的2 種以上的薄膜層疊多層而構成的膜，通過所組合的薄膜，能夠使高階模 式成分損失適當的量，所以，能夠適當地得到圖6或圖9所示的受光輪 廓。
進而，如圖11 (a)、 (b)所示，通過在光波導的下包層的底部(基 于光路轉換鏡的光的出射側)設置遮斷層(反射層、吸收層或散射層) 或遮斷槽，也能夠任意地控制信號光的損失，能夠適當地得到圖6或圖9 所示的受光輪廓。
如上所述，本實施方式1和2的光纜模塊能夠抑制伴隨該光纜模塊 的光波導的形狀變化而產生的信號光的光量變動。因此，能夠很好地將 上述光纜模塊用于在設備內的基板間傳送數據的柔性布線。例如，上述 光纜模塊也能夠用于便攜電話的鉸鏈部中的柔性布線。當然，本發(fā)明的 光纜模塊的應用領域不限于此，能夠用于筆記本電腦、PDA、液晶TV、 臺式監(jiān)視器、打印機、車載電裝設備、服務器、路由器、試驗機、其他 民用設備及通用設備。
如上所述，本發(fā)明的光纜模塊具有光波導，其具有芯部和在上述 芯部的光軸周圍包圍芯部而成的包層，并且，在光波導的至少一個端部 形成有光路轉換鏡，該光路轉換鏡通欲端面上的光反射來轉換信號光的 光路；以及受光元件，其與上述光波導的端部之間的相對位置關系被固 定，上述受光元件的中心與第1位置錯開配置，該第1位置是通過芯部 的光軸截面中心的光被光路轉換鏡反射而到達受光面的位置。
在上述光波導彎曲的情況下，在該光波導中行進的信號光的角度分 布擴寬，由上述光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域比較大。因此，對光波導 沒有彎曲時的受光輪廓和彎曲時的受光輪廓進行比較時，彎曲時的受光 輪廓變寬，但是，彎曲時的受光輪廓也不在由光路轉換鏡切取區(qū)域的一
側擴寬。
因此，在以往那樣使受光元件的中心與光軸反射中心一致的狀態(tài)下， 擴寬受光元件的受光面使其包含光波導彎曲時的受光輪廓時，受光元件 擴寬到由光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域。這成為阻礙光纜模塊小型化的 要因和降低受光元件的響應速度的要因。
與此相對，根據上述結構，受光元件的中心與第1位置(光軸反射 位置)錯開配置，該第1位置是通過芯部的光軸截面中心的光由光路轉 換鏡反射而到達受光面的位置。由此，受光元件減少到盡可能不包含由 光路轉換鏡切取信號光的區(qū)域，針對光波導沒有彎曲時的受光輪廓和光 波導彎曲時的受光輪廓，能夠不產生光點尺寸不匹配損失地進行受光。
并且，在上述光纜模塊中可以構成為，上述受光元件相對于上述第 1位置在上述光波導的彎曲時的輸出光的擴大方向上錯開。
并且，在上述光纜模塊中，優(yōu)選上述受光元件的中心配置成，與上 述光波導的彎曲時的輸出光的光點中心一致。
根據上述結構，通過使受光元件的中心與光波導彎曲時的受光輪廓 的中心一致，從而能夠在最小限度的受光面積上獲得上述效果。
并且，在上述光纜模塊中可以構成為，上述受光元件的中心配置在 以下位置上述光波導的非彎曲時的輸出光和上述光波導的彎曲時的輸 出光的光強度大致相等的位置。
在上述光波導沒有彎曲的狀態(tài)下的信號光的光強度分布中，信號光 的擴寬小，中央部的光強度變高。另一方面，在光波導彎曲的狀態(tài)下的 信號光的光強度分布中，信號光的擴寬大，中央部的光強度變低。
這種情況下，在沒有彎曲時的信號光的光強度分布和彎曲時的信號 光的光強度分布中，存在其光強度一致的部位。根據上述結構，在該光 強度一致的部位配置受光元件，使得該光強度一致的部位和受光元件的 中心大致一致。由此，受光元件的受光光量與光波導中有無彎曲無關而 大致均勻，受光元件不產生光點尺寸不匹配損失。
并且，本發(fā)明的另一光纜模塊具有光波導，其具有芯部和在上述 芯部的光軸周圍包圍芯部而成的包層，并且，在光波導的至少一個端部
形成有光路轉換鏡，該光路轉換鏡通過端面上的光反射來轉換信號光的
光路；以及受光元件，其與上述光波導的端部之間的相對位置關系被固 定，上述光路轉換鏡形成為，上述光波導的輸出光與該光波導有無彎曲 無關而大致均勻。
根據上述結構，上述光波導的輸出光與該光波導有無彎曲無關而大 致均勻，因此，能夠使上述受光元件的受光光量均勻化。
并且，在上述光纜模塊中可以構成為，上述光路轉換鏡朝向受光元 件輸出在上述光波導中傳遞來的幾乎全部信號光。
并且，在上述光纜模塊中，優(yōu)選上述光路轉換鏡由傾斜地切斷上述 光波導的端部而成的端面形成，上述光路轉換鏡和芯部的光軸所成的角 度形成在37。 43。的范圍內。
根據上述結構，即使由于光波導產生彎曲而使信號光的角度分布擴 寬，也能夠降低光路轉換損失，通過朝向受光元件輸出在光波導中傳遞 來的幾乎全部信號光，能夠使上述受光元件的受光光量均勻化。
為了朝向受光元件輸出在光波導中傳遞來的幾乎全部信號光，將光 路轉換鏡的傾斜角度設定得較小，例如為37° 43°的范圍內，由此，能 夠減小由該光路轉換鏡切取的信號光量，降低光路轉換損失。
并且，在上述光纜模塊中可以構成為，上述光路轉換鏡朝向受光元 件輸出在上述光波導中傳遞來的大致一半信號光。
并且，在上述光纜模塊中，優(yōu)選上述光路轉換鏡由傾斜地切斷上述 光波導的端部而成的端面形成，上述光路轉換鏡和芯部的光軸所成的角 度形成在50。 60。的范圍內。
根據上述結構，即使由于光波導產生彎曲而使信號光的角度分布擴 寬，通過朝向受光元件輸出在光波導中傳遞來的大致一半信號光，也能 夠使上述受光元件的受光光量均勻化。
為了朝向受光元件輸出在光波導中傳遞來的大致一半信號光，將光 路轉換鏡的傾斜角度設定得較大，例如為50。 60。的范圍內，由此，能 夠增大由該光路轉換鏡切取的信號光量，增大光路轉換損失。
權利要求
1.一種光纜模塊，該光纜模塊具有光波導，其具有芯部和通過在上述芯部的光軸周圍包圍芯部而成的包層，并且，在所述光波導的至少一個端部形成有光路轉換鏡，該光路轉換鏡通過端面上的光反射來轉換信號光的光路；以及受光元件，其與上述光波導的端部之間的相對位置關系被固定，該光纜模塊的特征在于，上述受光元件的中心與第1位置錯開配置，該第1位置是通過芯部的光軸截面中心的光被光路轉換鏡反射而到達受光面的位置。
7. 根據權利要求1或5所述的光纜模塊，其特征在于， 上述光路轉換鏡由通過傾斜地切斷上述光波導的端部而成的端面形成，由上述光路轉換鏡和芯部的光軸所成的角度形成在37° 43°的范圍內。
8. 根據權利要求5所述的光纜模塊，其特征在于， 設定由上述光路轉換鏡和芯部的光軸所成的角度，以使上述受光元件接收在上述光波導中傳遞來的大致一半信號光。
9. 根據權利要求8所述的光纜模塊，其特征在于， 上述光路轉換鏡由通過傾斜地切斷上述光波導的端部而成的端面形成，由上述光路轉換鏡和芯部的光軸所成的角度形成在50° 60°的范圍內。
10. 根據權利要求1或5所述的光纜模塊，其特征在于， 上述受光元件是在上述光波導彎曲時的輸出光的擴大方向具有長軸的形狀。
11. 一種設備，其特征在于，該設備具有上述權利要求1 10中的任 一項所述的光纜模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供光纜模塊和使用該光纜模塊的設備。光纜模塊構成為，在其出射側端部大致具有光波導(10)、受光元件(11)和支承基板(14)。光波導(10)的端部和受光元件(11)的相對位置關系被固定。光波導(10)的端面不垂直于光軸(X軸)，而是相對于光軸傾斜地切斷來形成光路轉換鏡(10D)。在將通過芯部(10A)的光軸截面中心的光(圖中實線所示)由光路轉換鏡(10D)反射后到達受光面的位置設為光軸反射位置的情況下，在光纜模塊(1)中，受光元件(11)的中心與光軸反射位置錯開配置。
文檔編號G02B6/42GK101371178SQ200780002231
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月11日 優(yōu)先權日2006年1月11日
發(fā)明者安田成留, 榎并顯, 濱名建太郎, 細川速美 申請人:歐姆龍株式會社