光伝送路、光伝送モジュール、および電子機器
【課題】曲げられた状態で使用される場合でも、曲げ損失と結合損失との両方を低減することが可能な光伝送路を提供する。
【解決手段】コア部１１の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域において、コア部１１の厚みｄが、（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）なる関係式を満たしている。また、少なくともコア部１１の光入射面において、コア部１１の横幅ｗが、厚みｄよりも長くなっている。
【解決手段】コア部１１の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域において、コア部１１の厚みｄが、（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）なる関係式を満たしている。また、少なくともコア部１１の光入射面において、コア部１１の横幅ｗが、厚みｄよりも長くなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を伝送する光伝送路、光伝送モジュール、および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で大容量のデータ通信が可能な光通信網が拡大している。今後、この光通信網は機器間から機器内への搭載が予想されている。そして、プリント配線基板を光配線として実現するために、アレイ化が可能な光導波路が期待されている。
【０００３】
光導波路は、コアと呼ばれる芯とそれを覆うクラッドと呼ばれる鞘の二重構造になっており、クラッドよりもコアの屈折率が高くなっている。すなわち、コアに入射した光信号は、コア内部で全反射を繰り返すことによって伝搬される。このような光導波路については、例えば特許文献１および特許文献２などに開示されている。
【０００４】
また、特に近年では、より小型、薄型の民生機器に搭載されるフレキシブルな光配線を光導波路で実現することが求められている。これに対して、光導波路のコアおよびクラッドの材料に従来よりもさらに柔軟な材料を用いることによって、高い屈曲性を有する光導波路が開発されている。このような高い屈曲性を有する光導波路を用いれば、機器内の基板間でのデータ伝送をも光導波路にて行うことが可能となる。
【特許文献１】特開2001-242334公報（2001年9月7日公開）
【特許文献２】特開2001-330742公報（2001年11月30日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば小型・薄型の機器内において光導波路を用いる場合、高い屈曲性を有することが要求されることが考えられる。これに対して、従来の光導波路においては、このような高い屈曲性が要求された場合、曲げ部分において生じる曲げ損失が大きくなるという問題を有している。このような曲げ損失が大きくなると、通信エラーが発生する確率が高くなり、通信媒体として不適格なものとなってしまう。
【０００６】
また、光源から光導波路に光が照射される際に生じる結合損失についても考慮する必要があるが、従来の光導波路では、曲げ損失と結合損失との両方を的確に低減することが可能なものは実現されていない。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、曲げられた状態で使用される場合でも、曲げ損失と結合損失との両方を低減することが可能な光伝送路、光伝送モジュール、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光伝送路は、上記課題を解決するために、透光性を有する材料から構成されるコア部と、該コア部の屈折率と異なる屈折率を有する材料から構成されるクラッド部とを備えた光伝送路であって、上記コア部内で光が伝送される際の光伝送方向に垂直な断面において、少なくとも１つのコア部からなるコア領域のうち、当該光伝送路の曲げを最も許容する曲げ方向としての第１の方向におけるコア部の長さを厚みｄ、該第１の方向に垂直な第２の方向におけるコア領域の長さを横幅ｗとし、上記第１の方向に曲げた時に許容することができる、上記コア領域の中心軸の曲率半径の最小値としての最許容曲率半径をＲとし、上記コア領域と上記クラッド部との境界面のうち、少なくとも上記第１の方向での曲げによるカーブの外側となる領域におけるコア領域の屈折率をｎ１、クラッド部の屈折率をｎ２とすると、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）なる関係式を満たすとともに、少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっている構成である。
【０００９】
上記の構成では、まず、少なくとも曲げを許容する領域において、コア領域の厚みｄが上記のように設定されている。このようにコア領域の厚みが設定されると、詳細は後述するが、コア領域とクラッド部との境界面のうち、少なくとも上記第１の方向での曲げによるカーブの外側となる領域（外側内面）に対して当たる光の入射角が最も小さくなると想定される光が、該外側内面で全反射することになる。よって、光伝送路を最許容曲率半径で曲げた状態で使用したとしても、上記外側内面においてコア領域からクラッド領域に透過してしまう光を低く抑えることが可能となり、曲げ損失を低減することができる。
【００１０】
また、上記の構成では、少なくとも光入射面において、コア領域の横幅ｗが、厚みｄよりも長くなっている。ここで、光伝送路の曲げ領域においては、上記のように厚みｄの上限が定まっているので、光伝送効率を考慮すると、光入射面における厚みも比較的小さくすることが好ましいことになる。一方、詳細は後述するが、結合損失を考慮すると、光入射面におけるコア領域の面積は大きい方が好ましいことになる。すなわち、比較的小さくする必要がある厚みｄよりも、横幅ｗを大きくする断面形状とすることによって、光入射面におけるコア領域の面積をより大きくすることが可能となり、結合損失を低減することができる。
【００１１】
つまり、上記の構成によれば、曲げられた状態で使用される場合でも、曲げたときの損失変動が原因の曲げ損失と製造ばらつき等が原因の結合損失を同時に低減することが可能な光伝送路を提供することができる。
【００１２】
また、本発明に係る光伝送路は、上記課題を解決するために、透光性を有する材料から構成されるコア部と、該コア部の屈折率と異なる屈折率を有する材料から構成されるクラッド部とを備えた光伝送路であって、上記コア部内で光が伝送される際の光伝送方向に垂直な断面において、少なくとも１つのコア部からなるコア領域のうち、当該光伝送路の曲げを最も許容する曲げ方向としての第１の方向における長さを厚みｄ、該第１の方向に垂直な第２の方向における長さを横幅ｗとし、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが４０μｍ以下であるとともに、少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっているとともに、上記厚みｄが２０μｍ以上である構成である。
【００１３】
上記の構成では、まず、少なくとも曲げを許容する領域において、コア領域の厚みｄが上記のように設定されている。このようにコア領域の厚みが設定されると、一般的にマルチモードの光伝送路として用いられる光伝送路であれば、例えば小型の電子機器内の光配線としても十分に用いることが可能なレベルの曲げを許容した状態で、曲げ損失を低く抑えることができる。
【００１４】
また、上記の構成では、少なくとも光入射面において、コア領域の横幅ｗが、厚みｄよりも長くなっている。ここで、光伝送路の曲げ領域においては、上記のように厚みｄの上限が定まっているので、光伝送効率を考慮すると、光入射面における厚みも比較的小さくすることが好ましいことになる。一方、詳細は後述するが、結合損失を考慮すると、光入射面におけるコア領域の面積は大きい方が好ましいことになる。すなわち、比較的小さくする必要がある厚みｄよりも、横幅ｗを大きくする断面形状とすることによって、光入射面におけるコア領域の面積をより大きくすることが可能となり、結合損失を低減することができる。
【００１５】
また、上記の構成では、少なくとも光入射面において、厚みｄが２０μｍ以上に設定されている。このように光入射面におけるコア領域の厚みが設定されると、一般的に用いられる光源および該光源との配置関係であれば、結合損失を低く抑えることができる。
【００１６】
つまり、上記の構成によれば、曲げられた状態で使用される場合でも、曲げたときの損失変動が原因の曲げ損失と製造ばらつき等が原因の結合損失を同時に低減することが可能な光伝送路を提供することができる。
【００１７】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記コア領域の光入射面に照射される光源からの光照射領域のうち、上記第２の方向の長さの最大値よりも大きくなるように、上記横幅ｗが設定されている構成としてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、コア領域の横幅ｗが、コア領域の光入射面に照射される光源からの光照射領域のうち、第２の方向の長さの最大値よりも大きくなるように設定されているので、第２の方向に関しては、光照射領域がコア領域よりも大きいことによる光の損失を最小限にすることが可能となる。よって、結合損失をより低減することが可能となる。光照射領域とは、ＶＣＳＥＬ等（光源）の発光エリアと、光の広がり角と、光入射面までの距離と、その間に設けられる光学部品（レンズ、プリズム等）により計算される光入射面における照射エリアをいう。光入射面とは、光伝送路に光を結合させる昨日を有する面のことをいう。
【００１９】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記コア部と上記クラッド部との屈折率差（（ｎ１−ｎ２）／ｎ１）が２〜５％である構成としてもよい。
【００２０】
コア部とクラッド部との屈折率差が上記のような範囲である光伝送路は、一般的にマルチモードの光伝送路となる。すなわち、上記の構成によれば、マルチモードの光伝送路として好適に用いることが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記最許容曲率半径が１．５ｍｍ以下である構成としてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、光伝送路を曲率半径１．５ｍｍまで曲げて用いることが可能となる。よって、例えば小型の電子機器内の光配線としても十分に用いることが可能なフレキシビリティを有する光伝送路を提供することができる。
【００２３】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記コア領域の光入射面が、上記光伝送方向に対して斜めに設けられているとともに、光源から照射された光が、上記光入射面において反射されることによって上記コア領域内に導入されるように構成されていてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、光伝送路に対して、光伝送方向に対して横方向に光源を配置する構成とすることが可能となる。よって、例えば基板面に平行に光伝送路を配置することが必要とされる場合に、光伝送路と基板面との間に、該基板面の法線方向に光を出射するように光源を設置すればよいことになる。このような構成は、例えば光源を基板面に平行に光を出射するように設置する構成よりも、実装が容易であり、また、構成としてもよりコンパクトにすることができる。
【００２５】
なお、上記クラッド部が空気によって構成されてもよいし、上記コア部および上記クラッド部が樹脂によって構成されていてもよい。
【００２６】
また、上記厚みｄに対する上記横幅ｗの比であるアスペクト比が２以上とする構成としてもよい。これにより、アスペクト比が１の場合よりも２の場合の方が結合損失を低減することができる。
【００２７】
また、上記横幅ｗが光伝送方向に対する位置変化に応じて変化するようにしてもよい。横幅ｗは、上記したように、結合損失を低減することを目的として好ましい範囲が設定されている。すなわち、上記の構成によれば、横幅ｗを、結合損失が生じる光入射面において少なくとも上記の好ましい範囲に設定しておく一方、その他の領域においては異なる値とするような構成とすることが可能となる。
【００２８】
なお、横幅ｗを連続的に変化させる構成とすれば、不連続に変化する場合に生じる光の漏洩を低減することができ、光伝送効率を高く保つことができる。
【００２９】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域において、上記厚みｄが、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて不変である、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて増大する、光入射側となる入口から一旦減少し、その後、光出射側となる出口に向けて不変である、または、光入射側となる入口から一旦減少し、その後、光出射側となる出口に向けて増大するように設定されていてもよい。
【００３０】
この構成によれば、曲げられた状態における曲げを許容する領域での光の損失を最小限にすることができるので、曲げ損失をより低減することが可能となる。なお、厚みｄが光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて増大する場合、増大の仕方は段階的であってもよいし連続的であってもよい。
【００３１】
また、本発明に係る光伝送モジュールは、上記本発明に係る光伝送路と、上記光伝送路の光入射面に対して光を照射する発光部と、上記光伝送路の光出射面から出射される光を受光する受光部と、外部から入力された電気信号に基づいて上記発光部の発光を駆動する発光駆動部と、受光部から出力された電気信号を増幅して外部に出力する増幅部とを備えている構成である。
【００３２】
上記の構成によれば、光伝送路を曲げた状態で使用したとしても、光伝送路における曲げたときの損失変動が原因の曲げ損失や製造ばらつき等が原因の結合損失を起因とする性能劣化の発生が生じにくい光伝送モジュールを提供することができる。
【００３３】
また、本発明に係る光伝送モジュールは、上記の構成において、上記発光部が、上記光伝送路に対して、該光伝送路内での光伝送方向に対して横方向から光を照射するとともに、上記光伝送路が、上記発光部から照射された光を、光入射面において反射させることによって上記コア領域内に導入する構成としてもよい。
【００３４】
上記の構成によれば、光伝送路に対して、光伝送方向に対して横方向に発光部を配置する構成とすることが可能となる。よって、例えば基板面に平行に光伝送路を配置することが必要とされる場合に、光伝送路と基板面との間に、該基板面の法線方向に光を出射するように発光部を設置すればよいことになる。このような構成は、例えば発光部を基板面に平行に光を出射するように設置する構成よりも、実装が容易であり、また、構成としてもよりコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る光伝送路は、以上のように、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）なる関係式を満たすとともに、少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっている構成である。
【００３６】
また、本発明に係る光伝送路は、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが４０μｍ以下であるとともに、少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっているとともに、上記厚みｄが２０μｍ以上である構成である。
【００３７】
これにより、曲げられた状態で使用される場合でも、曲げ損失と結合損失との両方を低減することが可能な光伝送路を提供することができるという効果を奏する。
【００３８】
また、本発明に係る光伝送モジュールは、上記本発明に係る光伝送路と、上記光伝送路の光入射面に対して光を照射する発光部と、上記光伝送路の光出射面から出射される光を受光する受光部と、外部から入力された電気信号に基づいて上記発光部の発光を駆動する発光駆動部と、受光部から出力された電気信号を増幅して外部に出力する増幅部とを備えている構成である。
【００３９】
これにより、光伝送路を曲げた状態で使用したとしても、光伝送路における曲げたときの損失変動が原因の曲げ損失や製造ばらつき等が原因の結合損失を起因とする性能劣化の発生が生じにくい光伝送モジュールを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４１】
（光伝送モジュールの構成）
図２は、本実施形態に係る光伝送モジュール１の概略構成を示している。同図に示すように、光伝送モジュール１は、光送信処理部２、光受信処理部３、および光伝送路４を備えている。
【００４２】
光送信処理部２は、発光駆動部５および発光部６を備えた構成となっている。発光駆動部５は、外部から入力された電気信号に基づいて発光部６の発光を駆動する。この発光駆動部５は、例えば発光駆動用のＩＣ（Integrated Circuit）によって構成される。なお、図示はしていないが、発光駆動部５には、外部からの電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。
【００４３】
発光部６は、発光駆動部５による駆動制御に基づいて発光する。この発光部６は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity-Surface Emitting Laser）などの発光素子によって構成される。発光部６から発せられた光は、光信号として光伝送路４の光入射側端部に照射される。
【００４４】
光受信処理部３は、増幅部７および受光部８を備えた構成となっている。受光部８は、光伝送路４の光出射側端部から出射された光信号としての光を受光し、光電変換によって電気信号を出力する。この受光部８は、例えばＰＤ（Photo-Diode）などの受光素子によって構成される。
【００４５】
増幅部７は、受光部８から出力された電気信号を増幅して外部に出力する。この増幅部７は、例えば増幅用のＩＣによって構成される。なお、図示はしていないが、増幅部７には、外部へ電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。
【００４６】
光伝送路４は、発光部６から出射された光を受光部８まで伝送する媒体である。この光伝送路４の構成の詳細については後述する。
【００４７】
図３は、光伝送路４における光伝送の状態を模式的に示している。同図に示すように、光伝送路４は可撓性を有する柱状形状の部材によって構成される。また、光伝送路４の光入射側端部には光入射反射面（光入射面）４Ａが設けられているとともに、光出射側端部には光出射反射面（光出射面）４Ｂが設けられている。
【００４８】
発光部６から出射された光は、光伝送路４の光入射側端部に対して、光伝送路４の光伝送方向に対して垂直となる方向から入射される。入射された光は、光入射反射面４Ａにおいて反射されることによって光伝送路４内を進行する。光伝送路４内を進行して光出射側端部に到達した光は、光出射反射面４Ｂにおいて反射されることによって、光伝送路４の光伝送方向に対して垂直となる方向へ出射される。出射された光は、受光部８に照射され、受光部８において光電変換が行われる。
【００４９】
このような構成によれば、光伝送路４に対して、光伝送方向に対して横方向に光源としての発光部６を配置する構成とすることが可能となる。よって、例えば基板面に平行に光伝送路４を配置することが必要とされる場合に、光伝送路４と基板面との間に、該基板面の法線方向に光を出射するように発光部６を設置すればよいことになる。このような構成は、例えば発光部６を基板面に平行に光を出射するように設置する構成よりも、実装が容易であり、また、構成としてもよりコンパクトにすることができる。これは、発光部６の一般的な構成が、光を出射する方向のサイズよりも、光を出射する方向と垂直な方向のサイズの方が大きくなっていることによるものである。さらに同一面内に電極と発光部がある平面実装向け発光素子を使用する構成にも適用が可能である。
【００５０】
（光伝送路の構成）
図１は、光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。同図に示すように、光伝送路４は、光伝送方向を軸とする柱状形状のコア部１１と、コア部１１の周囲を囲むように設けられたクラッド部１２とを備えた構成となっている。コア部１１およびクラッド部１２は透光性を有する材料によって構成されているとともに、コア部１１の屈折率は、クラッド部１２の屈折率よりも高くなっている。コア部１１に入射した光信号は、コア部１１内部で全反射を繰り返すことによって光伝送方向に伝送される。
【００５１】
コア部１１およびクラッド部１２を構成する材料としては、ガラスやプラスチックなどを用いることが可能であるが、十分な可撓性を有する光伝送路４を構成するためには、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、およびシリコーン系等の樹脂材料を使用することが好ましい。また、クラッド部１２を空気などの気体で構成してもよい。さらに、クラッド部１２をコア部１１よりも屈折率の小さい液体の雰囲気下において使用しても同様の効果が得られる。
【００５２】
光伝送方向に垂直な面でのコア部１１の断面形状は長方形となっている。そして、光伝送路４の曲げを最も許容する曲げ方向（最許容曲げ方向）を、コア部１１の側面のうち、コア部１１の断面形状における長方形の長辺を含む側面の法線方向とする。
【００５３】
ここで、コア部１１の断面形状の長方形において、長辺の長さを横幅ｗ、短辺の長さを厚みｄとする。また、光伝送路４を最許容曲げ方向に曲げた時に許容することができる最許容曲率半径をＲとする。なお、この最許容曲率半径Ｒは、コア部１１の中心軸の曲率半径に相当する。
【００５４】
（結合損失、曲げ損失）
次に、光伝送路４による光伝送に生じる結合損失および曲げ損失について説明する。結合損失とは、光源（発光部６に対応）からの光が光伝送路４に入射される際に生じる光の損失である。詳細に説明すると次のとおりである。光源と光伝送路４との間には、ある程度の間隔が設けられている。これは、光源および光伝送路４の設置位置の誤差、および、部品サイズの誤差を吸収するために設けられている。すなわち、光源から出射した光は、上記の間隔を経由して光伝送路４に入射することになる。ここで、光源から出射した光が完全に光伝送路４には入射できないことになり、ここで生じる光の損失が結合損失となる。
【００５５】
また、曲げ損失とは、光伝送路４が曲げられることによって生じる光の損失である。詳細に説明すると次のとおりである。光伝送路４の内部を伝送する光は、コア部１１内部で全反射を繰り返すことによって光伝送方向に伝送される。ここで、光が全反射するためには、コア部１１の内面に対する入射角が所定の角度以上であることが必要とされる。これに対して、光伝送路４が曲げられると、曲げられた方向とは逆となるコア部１１の内面に対して当たる光の入射角が小さくなる確率が高くなる。これにより、伝送されている光が、コア部１１の内面において全反射せずに、一部が外部に透過してしまうことになる。ここで生じる光の損失が曲げ損失となる。
【００５６】
ここで、図１に示した光伝送路４の構成において、コア部１１の厚みを示すｄと、結合損失および曲げ損失との関係について説明する。図４は、横軸にコア部１１の厚みｄ（単位：μｍ）、縦軸に損失（ｄＢ）をとった時の、結合損失、曲げ損失、およびトータル損失の計算値を示すグラフである。なお、トータル損失とは、結合損失と曲げ損失との和に相当するものである。同図において、Ａ１で示す曲線は、曲げ損失を示しており、Ａ２で示す曲線は、コア部１１の断面形状のアスペクト比が１の時の結合損失を示しており、Ａ３で示す曲線は、コア部１１の断面形状のアスペクト比が２の時の結合損失を示しており、Ａ４で示す曲線は、コア部１１の断面形状のアスペクト比が１の時のトータル損失を示しており、Ａ５で示す曲線は、コア部１１の断面形状のアスペクト比が２の時のトータル損失を示している。
【００５７】
なお、コア部１１の断面形状のアスペクト比とは、ｗ／ｄに相当する値である。また、図４に示す実験値は、光源と光伝送路４とが次のような関係になっている構成によって得られたものである。まず、光源から出射された光が、光伝送路４の光伝送方向に垂直な断面を光入射側面とする面に対して垂直に入射されるように、光源と光伝送路４とが配置されている。また、光源と光入射側面との間隔が７０μｍとなっており、光源から出射される光の広がり角度を３０度となっている。また、曲げ損失に関しては、曲率半径を１．５ｍｍとし、コア部１１とクラッド部１２との屈折率差（（ｎ１−ｎ２）／ｎ１）を３％とした場合の値を示している。
【００５８】
同図に示すように、結合損失は、コア部１１の厚みｄが大きくなるほど低下する傾向がある。これは、コア部１１の厚みｄが大きくなり、コア部１１における光源からの光入射面の面積が大きくなるためである。また、曲げ損失は、コア部１１の厚みｄが大きくなるほど増加する傾向がある。これは、光伝送路４が曲げられた際の曲率半径が同一である場合には、コア部１１の厚みｄが大きくなると、カーブの外側となる領域におけるコア部１１の界面に対して当たる光の入射角が小さくなる確率が高くなることが原因である。
【００５９】
すなわち、トータル損失は、コア部１１の厚みｄが大きすぎても小さすぎても良くないことになる。つまり、トータル損失を小さくするには、コア部１１の厚みｄを所定の範囲内にすることが好ましいことになる。
【００６０】
図４に示すように、曲げ損失に関しては、厚みｄが４０μｍより大きくなると損失変動幅が１ｄＢを上回ることがわかる。曲げによる瞬間的な変動により損失変動幅が大きくなると、それを補正するための回路を設けなければならず、構成が複雑になってしまうという欠点がある。すなわち、厚みｄは４０μｍ以下であることが好ましいことになる。
【００６１】
また、結合損失に関しては、厚みｄが小さくなるほど損失が大きくなるが、厚みｄが２０μｍを下回ると、厚みｄの減少に伴う結合損失の増大（ｄＢ値の低下）の割合が大きくなる。言い換えると、厚みｄの変化に対する損失の変化において、厚みｄが２０μｍのところで変曲点が存在し、この変曲点を境に、損失の変化の割合が変化している。すなわち、厚みｄは２０μｍ以上であることが好ましいことになる。
【００６２】
また、結合損失に関して、アスペクト比が１の場合よりも２の場合の方が損失が小さいことがわかる。これは、アスペクト比が大きいほど、光伝送路４における光入射側面の面積が大きくなり、より多くの入射光を取り込めるようになるからである。すなわち、アスペクト比は２以上であることが好ましいことになる。
【００６３】
（コア部の厚みの設計）
次に、曲げ損失を低減するために、コア部１１の厚みをどの程度に設定することが好ましいかについて説明する。図５は、曲率半径Ｒで曲げられた光伝送路４の状態を示している。前記したように、光伝送路４が曲げられると、コア部１１の内面のうち、曲げによるカーブの外側となる領域（以降、外側内面と称する）に対して当たる光の入射角が小さくなる確率が高くなり、外部に光が漏れてしまうことになる。したがって、ここでは、コア部１１の外側内面に対して当たる光の入射角が最も小さくなると想定される光が該外側内面で全反射するための、コア部１１の厚みの条件を求める。
【００６４】
ここで、コア部１１が直線状となっている部分で光伝送方向に平行に進行してきた光のうち、コア部１１の外側内面に対して当たる光の入射角が最も小さくなる光は、曲げによるカーブの内側となるコア部１１の内面に接して曲げ部分に入射した光Ｌ１となる。
【００６５】
光Ｌ１によるコア部１１の外側内面への入射角をθとすると、光Ｌ１がコア部１１の外側内面で全反射するための条件は、
ｓｉｎθ≧（ｎ２／ｎ１） …（１）
となる。ここで、ｎ１およびｎ２は、それぞれコア部１１およびクラッド部１２の屈折率を示している。
【００６６】
一方、ｓｉｎθは、図５より、Ｒおよびｄに基づいて次のように表すことができる。
ｓｉｎθ＝（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２） …（２）
（１）式および（２）式より、
（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）
ｄ≦２Ｒ（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２） …（３）
を導くことができる。すなわち、許容する曲率半径、および、コア部１１およびクラッド部１２の屈折率が決まれば、コア部１１の厚みｄの最大値を求めることができる。
【００６７】
ここで、本実施形態においては、光伝送路４としてマルチモードの光伝送路を用いることが想定されている。マルチモードの光伝送路では、一般的に、コア部１１とクラッド部１２との屈折率差（（ｎ１−ｎ２）／ｎ１）は２〜５％程度となっている。屈折率差が２％よりも小さくなると、曲げによる損失が大きくなってしまう問題点がある。また屈折率差が５％よりも大きくなると、不要なモードが多数発生し光信号の高速伝送が困難になるという問題がある。また、本実施形態においては、光伝送路４の最許容曲率半径を１．５ｍｍ以下にすることを想定している。これらより、屈折率差および最許容曲率半径の具体的な数値の組合せは以下のようになる。
【００６８】
例えば屈折率差４％の場合、最許容曲率半径Ｒ＝１．０ならばｄ≦４１μｍ、最許容曲率半径Ｒ＝１．５ならばｄ≦６１μｍとなる。また、製造ばらつきや使用状況等を考慮すると、計算値よりも厚みｄを１０〜２０％小さく作製することが望ましい。
【００６９】
なお、上記のように、曲げ損失は、コア部１１の外側内面におけるコア部１１とクラッド部１２との屈折率差に影響を受けるものである。よって、（３）式におけるｎ１およびｎ２は、光伝送路４において曲げが想定される領域における想定される曲げ方向において、コア部１１の外側内面となる領域でのコア部１１およびクラッド部１２の屈折率であればよい。すなわち、この領域でのコア部１１およびクラッド部１２の屈折率と、その他の領域でのコア部１１およびクラッド部１２の屈折率とが同じであっても構わないし、異なっていても構わない。
【００７０】
なお、図５に示す例では、曲率半径Ｒで曲げられている領域、すなわち、曲げを許容する領域におけるコア部１１の厚みｄは均一となっている。これに対して、曲げを許容する領域の光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて、上記厚みｄが連続的に増大するような構成となっていてもよい。このような構成の場合、光Ｌ１によるコア部１１の外側内面への入射角θは、図５に示す状態よりも大きくなるので、光Ｌ１は外側内面において全反射することになる。すなわち、曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、上記（３）式を満たすとともに、少なくとも曲げを許容する領域において、上記厚みｄが、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて不変であるか、または、増大するように設定されていれば、曲げ損失を低減することができる。厚みｄが光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて増大する場合、増大の仕方は段階的であってもよいし連続的であってもよい。
【００７１】
さらに、曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、上記（３）式を満たすとともに、少なくとも曲げを許容する領域において、上記厚みｄが、光入射側となる入口から一旦減少し、その後、光出射側となる出口に向けて不変である、または、光入射側となる入口から一旦減少し、その後、光出射側となる出口に向けて増大するように設定されていても、曲げ損失を低減することができる。これは、上記厚みｄが、光入射側となる入口から一旦減少する場合、若干の光伝送効率の低下は生じるが、その後、その後不変であるか、または増大していれば、曲げによる損失を低減することができるからである。
【００７２】
（コア部の横幅の設計）
次に、結合損失を低減するために、コア部１１の横幅ｗをどの程度に設定することが好ましいかについて説明する。図６は、光源としての発光部６と光伝送路４との位置関係を示している。同図において、発光部６の光源開口の大きさをＡとし、発光部６から出射される光の広がり角度をαとし、発光部６の光源開口と光伝送路４の光入射面との距離をＤとしている。
【００７３】
コア部１１の厚みに関しては、上記したように、曲げ損失を考慮すると上限値が自ずと決まってくることになる。よって、結合損失を低減するためには、コア部１１の横幅ｗが大きい程よいことになる。ここで、結合損失を最小限にするためには、光源から出射されて光伝送路４の光入射面に照射される光の領域のうち、コア部１１の横幅方向の長さよりも、コア部１１の横幅ｗの方が大きくなっていればよいことになる。
【００７４】
上記の関係を図６に示す状態において式で表すと、
ｗ≧Ａ＋２＊Ｄ＊ｔａｎ（α／２） …（４）
となる。なお、（４）式は、光源の中心位置から出射される光の光軸上に、コア部１１の横幅方向の中心軸がある配置関係を前提としたものとなる。
【００７５】
ここで、発光部６および光伝送路４の設置位置の誤差、および、部品サイズの誤差を考慮すると、（４）式は次のように表される。
ｗ≧Ａ＋２＊Ｄ＊ｔａｎ（α／２）＋Δｘ …（５）
（５）式において、Δｘは、発光部６および光伝送路４の設置位置の誤差、および、部品サイズの誤差の絶対値を示している。すなわち、光源の中心位置から出射される光の光軸と、コア部１１の横幅方向の中心軸との位置のずれが、誤差Δｘとなった場合が最も結合損失に影響を与えることになるので、（５）式はこの場合を考慮したものとなっている。
【００７６】
ここで、一例として、光源開口の大きさＡを１０μｍ、光の広がり角度αを３０°、発光部６の光源開口と光伝送路４の光入射面との距離Ｄを５０μｍ、誤差Δｘを５０μｍとすると、横幅ｗは、８６．８μｍ以上であることが好ましいことになる。
【００７７】
なお、図６に示す構成では、上記したように、光源の中心位置から出射される光の光軸上に、コア部１１の横幅方向の中心軸がある配置関係となっているが、図７に示すような構成であってもよい。図７に示す構成では、発光部６から出射された光は、光伝送路４の光入射側端部に対して、光伝送路４の光伝送方向に対して垂直となる方向から入射される。入射された光は、光入射反射面Ｓ１（図３における光入射反射面４Ａに相当）において反射されることによってコア部１１内を進行する。
【００７８】
このような構成の場合、コア部１１の横幅ｗは次のように設定すればよい。まず、光入射反射面Ｓ１に照射される発光部６からの光照射領域のうち、コア部１１の横幅方向の長さの最大値（横幅方向最大長さ）を求める。そして、コア部１１の横幅ｗを、この横幅方向最大長さよりも大きくなるように設定すればよい。さらに、誤差Δｘを考慮する場合には、コア部１１の横幅ｗを、この横幅方向最大長さと誤差Δｘとの和よりも大きくなるように設定すればよい。
【００７９】
（変形例１）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成の変形例について説明する。図８は、この変形例１としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。図１に示す構成では、光伝送方向に垂直な断面において、コア部１１の周囲は全てクラッド部１２によって囲まれている構成となっているが、図８に示すように、コア部１１の周囲の少なくとも一部が外部に露出した構成、逆に言えば、コア部１１の周囲の少なくとも一部がクラッド部１２に囲まれている構成となっていてもよい。同図に示す例では、コア部１１の横幅方向に平行な面の一方が外部に露出している構成となっている。
【００８０】
（変形例２）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成の他の変形例について説明する。図９は、この変形例２としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。図１に示す構成では、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面形状が長方形となっているが、図９に示すように、この断面形状が楕円形状であってもよい。この場合、コア部１１の横幅ｗは、楕円の長径に相当し、コア部１１の厚みｄは、楕円の短径に相当する。なお、図９に示す例では、断面形状が楕円となっているが、例えば長方形の角部分が円弧となっている（角にＲがついている）ような形状であっても構わない。さらに、長方形の角部分が三角形状などに落とされた形状であっても構わない。
【００８１】
（変形例３）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１０は、この変形例３としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００８２】
同図に示すように、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面において、複数のコア部１１によってコア領域が形成されていてもよい。同図に示す例では、コア部１１の断面形状が正方形である複数の領域が、横幅方向に間隔をおいて並んだ形状となっている。
【００８３】
また、図１１に示す構成では、コア部１１の断面形状が円である複数の領域が、横幅方向に間隔をおいて並んだ形状となっている。さらに、図１２に示す構成では、コア部１１の断面形状が円である複数の領域が、互いに接しながら並んだ形状となっている。
【００８４】
この構成の場合、コア部１１の領域同士の間に照射された光が結合損失となってしまうデメリットがあるが、同じ断面形状のコア部１１を平行に複数並べることによってコア領域としての横幅方向の長さを確保することが可能となるので、様々な横幅を有する光伝送路４を柔軟に生産することができるというメリットを有する。
【００８５】
また、複数に分かれているコア部１１のそれぞれの材料、材質は、同じものであってもよいし異なるものであってもよい。
【００８６】
（変形例４）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１３は、この変形例４としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００８７】
同図に示す例では、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面形状において、厚みが場所によって異なる形状となっている。コア部１１の厚みｄは、上記のように好ましい値の範囲が存在するが、この形状の場合、厚みが好ましい値の範囲となっている領域が、横幅ｗの半分以上の大きさであればよい。
【００８８】
図１３に示す構成では、好ましい値の範囲となっている厚みｄの領域が断面図におけるコア部１１の右側半分以上の領域となっており、それ以外の領域の厚みは、厚みｄよりも厚くなっている。なお、厚みの変化はこの例に限定されるものではなく、好ましい厚みの領域が断面図における左側にあってもよいし、中央近傍にあってもよいし、複数の箇所に分かれていてもよい。
【００８９】
（変形例５）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１４は、この変形例５としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００９０】
同図に示す例では、光伝送路４の光入射面におけるコア部１１の横幅ｗが上記した好ましい範囲になっている一方、光入射面から離れるに従って、コア部１１の横幅ｗが徐々にテーパ状に減少していく構成、すなわち、横幅ｗが連続的に減少していく構成となっている。ここで、コア部１１の横幅ｗは、上記したように、結合損失を低減することを目的として好ましい範囲が設定されている。すなわち、コア部１１の横幅ｗは、結合損失が生じる光入射面において少なくとも上記の好ましい範囲に設定されていれば、その他の領域ではどのような横幅になっていてもよいことになる。
【００９１】
また、図１５に示す例では、光伝送路４の光入射面から所定の距離範囲にあるコア部１１の横幅ｗが上記した好ましい範囲になっている一方、上記所定の距離範囲以外のコア部１１の横幅ｗが、上記した好ましい範囲以外の長さとなっている。なお、このように、コア部１１の横幅ｗが光伝送方向において不連続に変化する構成とする場合、この不連続となる箇所において光の漏洩が生じることが考えられるので、光伝送効率を考慮すると、図１４に示すように、コア部１１の横幅ｗが光伝送方向において連続的に変化する構成のほうが好ましい。
【００９２】
なお、図１４および図１５に示す構成では、コア部１１の横幅ｗが光伝送方向での位置に応じて変化しているが、コア部１１の厚みｄが光伝送方向での位置に応じて変化する構成としてもよい。すなわち、コア部１１の厚みｄは、曲げ損失を最小限とするために、上記のような好ましい範囲とするようになっているが、コア部１１の光伝送方向の位置において、コア部１１の厚みｄが好ましい範囲とすべき領域は、少なくとも光伝送路４で曲げが生じうる領域（曲げを許容する領域）であればよい。
【００９３】
例えば、光伝送路４で曲げが生じうる領域では、コア部１１の厚みｄを上記の好ましい範囲とする一方、光入射面においては、コア部１１の厚みｄをより大きくする構成としてもよい。この構成によれば、光入射面における結合損失をより低減することが可能となる。この構成の場合、コア部１１の厚みｄの光伝送方向の位置による変化は連続的であってもよいし、不連続的であってもよい。
【００９４】
（変形例６）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１６は、この変形例６としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００９５】
同図に示す例では、クラッド部１２が複数の種類の材料によって構成されている。より具体的には、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面形状において、横幅方向に平行な面に接するクラッド部１２Ａと、厚み方向に平行な面に接するクラッド部１２Ｂとで、材料が異なっている。例えば、クラッド部１２Ａの材料の屈折率を、曲げ損失を低くすることに最適な屈折率とする一方、クラッド部１２Ｂの材料の屈折率を、光伝送に最適な屈折率とするような構成とすることが考えられる。
【００９６】
なお、図１６に示す例では、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面形状において、横幅方向に平行な２つの面に接する２つのクラッド部の材料を同じものとしているが、それぞれを異なる材料としてもよい。例えば、曲げを許容する方向が決まっている場合には、曲げの外側となるクラッド部１２Ａの屈折率を、曲げ損失を低くすることに最適な屈折率とする構成としてもよい。
【００９７】
（変形例７）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１７は、この変形例７としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００９８】
同図に示す例では、クラッド部１２の外側に補強部１３が設けられている。より具体的には、クラッド部１２の外側のうち、コア部１１の厚み方向における外側となる２つの面に補強部１３が設けられている。このような補強部１３を設けることにより、光伝送路４の曲げに対する靱性を高めることが可能となる。なお、補強部１３を設ける位置は上記の例に限定されるものではなく、光伝送路４の構成のどの位置に設けられていても良い。例えば、クラッド部１２の外側のうち、コア部１１の横幅方向における外側となる面に補強部１３が設けられた構成であってもよい。
【００９９】
（応用例）
本実施形態の光伝送路４は、例えば以下のような応用例に適用することが可能である。
【０１００】
まず、第一の応用例として、折り畳み式携帯電話，折り畳み式ＰＨＳ（Personal Handyphone System），折り畳み式ＰＤＡ（Personal Digital Assistant），折り畳み式ノートパソコン等の折り畳み式の電子機器におけるヒンジ部に用いることができる。
【０１０１】
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、光伝送路４を折り畳み式携帯電話４０に適用した例を示している。すなわち、図１８（ａ）は光伝送路４を内蔵した折り畳み式携帯電話４０の外観を示す斜視図である。
【０１０２】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示した折り畳み式携帯電話４０における、光伝送路４が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、折り畳み式携帯電話４０における本体４０ａ側に設けられた制御部４１と、本体の一端にヒンジ部を軸として回転可能に備えられる蓋（駆動部）４０ｂ側に設けられた外部メモリ４２，カメラ部（デジタルカメラ）４３，表示部（液晶ディスプレイ表示）４４とが、それぞれ光伝送路４によって接続されている。
【０１０３】
図１８（ｃ）は、図１８（ａ）におけるヒンジ部（破線で囲んだ部分）の透視平面図である。この図に示すように、光伝送路４は、ヒンジ部における支持棒に巻きつけて屈曲させることによって、本体側に設けられた制御部と、蓋側に設けられた外部メモリ４２，カメラ部４３，表示部４４とをそれぞれ接続している。
【０１０４】
光伝送路４を、これらの折り畳み式電子機器に適用することにより、限られた空間で高速、大容量の通信を実現できる。したがって、例えば、折り畳み式液晶表示装置などの、高速、大容量のデータ通信が必要であって、小型化が求められる機器に特に好適である。
【０１０５】
第２の応用例として、光伝送路４は、印刷装置（電子機器）におけるプリンタヘッドやハードディスク記録再生装置における読み取り部など、駆動部を有する装置に適用できる。
【０１０６】
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、光伝送路４を印刷装置５０に適用した例を示している。図１９（ａ）は、印刷装置５０の外観を示す斜視図である。この図に示すように、印刷装置５０は、用紙５２の幅方向に移動しながら用紙５２に対して印刷を行うプリンタヘッド５１を備えており、このプリンタヘッド５１に光伝送路４の一端が接続されている。
【０１０７】
図１９（ｂ）は、印刷装置５０における、光伝送路４が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、光伝送路４の一端部はプリンタヘッド５１に接続されており、他端部は印刷装置５０における本体側基板に接続されている。なお、この本体側基板には、印刷装置５０の各部の動作を制御する制御手段などが備えられる。
【０１０８】
図１９（ｃ）および図１９（ｄ）は、印刷装置５０においてプリンタヘッド５１が移動（駆動）した場合の、光伝送路４の湾曲状態を示す斜視図である。この図に示すように、光伝送路４をプリンタヘッド５１のような駆動部に適用する場合、プリンタヘッド５１の駆動によって光伝送路４の湾曲状態が変化するとともに、光伝送路４の各位置が繰り返し湾曲される。
【０１０９】
したがって、本実施形態にかかる光伝送路４は、これらの駆動部に好適である。また、光伝送路４をこれらの駆動部に適用することにより、駆動部を用いた高速、大容量通信を実現できる。
【０１１０】
図２０は、光伝送路４をハードディスク記録再生装置６０に適用した例を示している。
【０１１１】
この図に示すように、ハードディスク記録再生装置６０は、ディスク（ハードディスク）６１、ヘッド（読み取り、書き込み用ヘッド）６２、基板導入部６３、駆動部（駆動モータ）６４、光伝送路４を備えている。
【０１１２】
駆動部６４は、ヘッド６２をディスク６１の半径方向に沿って駆動させるものである。ヘッド６２は、ディスク６１上に記録された情報を読み取り、また、ディスク６１上に情報を書き込むものである。なお、ヘッド６２は、光伝送路４を介して基板導入部６３に接続されており、ディスク６１から読み取った情報を光信号として基板導入部６３に伝搬させ、また、基板導入部６３から伝搬された、ディスク６１に書き込む情報の光信号を受け取る。
【０１１３】
このように、光伝送路４をハードディスク記録再生装置６０におけるヘッド６２のような駆動部に適用することにより、高速、大容量通信を実現できる。
【０１１４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明に係る光伝送モジュールおよび光伝送路は、各種機器間の光通信路にも適用可能であるとともに、小型、薄型の民生機器内に搭載される機器内配線としてのフレキシブルな光配線にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図２】本実施形態に係る光伝送モジュールの概略構成を示す図である。
【図３】光伝送路における光伝送の状態を模式的に示す図である。
【図４】横軸にコア部の厚み、縦軸に損失をとった時の、結合損失、曲げ損失、およびトータル損失の実験値を示すグラフである。
【図５】曲率半径Ｒで曲げられた光伝送路の状態を示す図である。
【図６】光源としての発光部と光伝送路との位置関係を示す図である。
【図７】光源としての発光部と光伝送路との位置関係の他の例を示す図である。
【図８】変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図９】他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１０】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１１】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１２】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１３】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１４】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１５】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１６】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１７】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１８】（ａ）は、本実施形態に係る光伝送路を備えた折り畳み式携帯電話の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、上記光伝送路が適用されている部分のブロック図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、ヒンジ部の透視平面図である。
【図１９】（ａ）は、本実施形態に係る光伝送路を備えた印刷装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した印刷装置の主要部を示すブロック図であり、（ｃ）および（ｄ）は、印刷装置においてプリンタヘッドが移動（駆動）した場合の、光伝送路の湾曲状態を示す斜視図である。
【図２０】本実施形態に係る光伝送路を備えたハードディスク記録再生装置の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 光伝送モジュール
２ 光送信処理部
３ 光受信処理部
４ 光伝送路
５ 発光駆動部
６ 発光部
７ 増幅部
８ 受光部
１１ コア部
１２ クラッド部
１３ 補強部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を伝送する光伝送路、光伝送モジュール、および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で大容量のデータ通信が可能な光通信網が拡大している。今後、この光通信網は機器間から機器内への搭載が予想されている。そして、プリント配線基板を光配線として実現するために、アレイ化が可能な光導波路が期待されている。
【０００３】
光導波路は、コアと呼ばれる芯とそれを覆うクラッドと呼ばれる鞘の二重構造になっており、クラッドよりもコアの屈折率が高くなっている。すなわち、コアに入射した光信号は、コア内部で全反射を繰り返すことによって伝搬される。このような光導波路については、例えば特許文献１および特許文献２などに開示されている。
【０００４】
また、特に近年では、より小型、薄型の民生機器に搭載されるフレキシブルな光配線を光導波路で実現することが求められている。これに対して、光導波路のコアおよびクラッドの材料に従来よりもさらに柔軟な材料を用いることによって、高い屈曲性を有する光導波路が開発されている。このような高い屈曲性を有する光導波路を用いれば、機器内の基板間でのデータ伝送をも光導波路にて行うことが可能となる。
【特許文献１】特開2001-242334公報（2001年9月7日公開）
【特許文献２】特開2001-330742公報（2001年11月30日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば小型・薄型の機器内において光導波路を用いる場合、高い屈曲性を有することが要求されることが考えられる。これに対して、従来の光導波路においては、このような高い屈曲性が要求された場合、曲げ部分において生じる曲げ損失が大きくなるという問題を有している。このような曲げ損失が大きくなると、通信エラーが発生する確率が高くなり、通信媒体として不適格なものとなってしまう。
【０００６】
また、光源から光導波路に光が照射される際に生じる結合損失についても考慮する必要があるが、従来の光導波路では、曲げ損失と結合損失との両方を的確に低減することが可能なものは実現されていない。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、曲げられた状態で使用される場合でも、曲げ損失と結合損失との両方を低減することが可能な光伝送路、光伝送モジュール、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光伝送路は、上記課題を解決するために、透光性を有する材料から構成されるコア部と、該コア部の屈折率と異なる屈折率を有する材料から構成されるクラッド部とを備えた光伝送路であって、上記コア部内で光が伝送される際の光伝送方向に垂直な断面において、少なくとも１つのコア部からなるコア領域のうち、当該光伝送路の曲げを最も許容する曲げ方向としての第１の方向におけるコア部の長さを厚みｄ、該第１の方向に垂直な第２の方向におけるコア領域の長さを横幅ｗとし、上記第１の方向に曲げた時に許容することができる、上記コア領域の中心軸の曲率半径の最小値としての最許容曲率半径をＲとし、上記コア領域と上記クラッド部との境界面のうち、少なくとも上記第１の方向での曲げによるカーブの外側となる領域におけるコア領域の屈折率をｎ１、クラッド部の屈折率をｎ２とすると、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）なる関係式を満たすとともに、少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっている構成である。
【０００９】
上記の構成では、まず、少なくとも曲げを許容する領域において、コア領域の厚みｄが上記のように設定されている。このようにコア領域の厚みが設定されると、詳細は後述するが、コア領域とクラッド部との境界面のうち、少なくとも上記第１の方向での曲げによるカーブの外側となる領域（外側内面）に対して当たる光の入射角が最も小さくなると想定される光が、該外側内面で全反射することになる。よって、光伝送路を最許容曲率半径で曲げた状態で使用したとしても、上記外側内面においてコア領域からクラッド領域に透過してしまう光を低く抑えることが可能となり、曲げ損失を低減することができる。
【００１０】
また、上記の構成では、少なくとも光入射面において、コア領域の横幅ｗが、厚みｄよりも長くなっている。ここで、光伝送路の曲げ領域においては、上記のように厚みｄの上限が定まっているので、光伝送効率を考慮すると、光入射面における厚みも比較的小さくすることが好ましいことになる。一方、詳細は後述するが、結合損失を考慮すると、光入射面におけるコア領域の面積は大きい方が好ましいことになる。すなわち、比較的小さくする必要がある厚みｄよりも、横幅ｗを大きくする断面形状とすることによって、光入射面におけるコア領域の面積をより大きくすることが可能となり、結合損失を低減することができる。
【００１１】
つまり、上記の構成によれば、曲げられた状態で使用される場合でも、曲げたときの損失変動が原因の曲げ損失と製造ばらつき等が原因の結合損失を同時に低減することが可能な光伝送路を提供することができる。
【００１２】
また、本発明に係る光伝送路は、上記課題を解決するために、透光性を有する材料から構成されるコア部と、該コア部の屈折率と異なる屈折率を有する材料から構成されるクラッド部とを備えた光伝送路であって、上記コア部内で光が伝送される際の光伝送方向に垂直な断面において、少なくとも１つのコア部からなるコア領域のうち、当該光伝送路の曲げを最も許容する曲げ方向としての第１の方向における長さを厚みｄ、該第１の方向に垂直な第２の方向における長さを横幅ｗとし、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが４０μｍ以下であるとともに、少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっているとともに、上記厚みｄが２０μｍ以上である構成である。
【００１３】
上記の構成では、まず、少なくとも曲げを許容する領域において、コア領域の厚みｄが上記のように設定されている。このようにコア領域の厚みが設定されると、一般的にマルチモードの光伝送路として用いられる光伝送路であれば、例えば小型の電子機器内の光配線としても十分に用いることが可能なレベルの曲げを許容した状態で、曲げ損失を低く抑えることができる。
【００１４】
また、上記の構成では、少なくとも光入射面において、コア領域の横幅ｗが、厚みｄよりも長くなっている。ここで、光伝送路の曲げ領域においては、上記のように厚みｄの上限が定まっているので、光伝送効率を考慮すると、光入射面における厚みも比較的小さくすることが好ましいことになる。一方、詳細は後述するが、結合損失を考慮すると、光入射面におけるコア領域の面積は大きい方が好ましいことになる。すなわち、比較的小さくする必要がある厚みｄよりも、横幅ｗを大きくする断面形状とすることによって、光入射面におけるコア領域の面積をより大きくすることが可能となり、結合損失を低減することができる。
【００１５】
また、上記の構成では、少なくとも光入射面において、厚みｄが２０μｍ以上に設定されている。このように光入射面におけるコア領域の厚みが設定されると、一般的に用いられる光源および該光源との配置関係であれば、結合損失を低く抑えることができる。
【００１６】
つまり、上記の構成によれば、曲げられた状態で使用される場合でも、曲げたときの損失変動が原因の曲げ損失と製造ばらつき等が原因の結合損失を同時に低減することが可能な光伝送路を提供することができる。
【００１７】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記コア領域の光入射面に照射される光源からの光照射領域のうち、上記第２の方向の長さの最大値よりも大きくなるように、上記横幅ｗが設定されている構成としてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、コア領域の横幅ｗが、コア領域の光入射面に照射される光源からの光照射領域のうち、第２の方向の長さの最大値よりも大きくなるように設定されているので、第２の方向に関しては、光照射領域がコア領域よりも大きいことによる光の損失を最小限にすることが可能となる。よって、結合損失をより低減することが可能となる。光照射領域とは、ＶＣＳＥＬ等（光源）の発光エリアと、光の広がり角と、光入射面までの距離と、その間に設けられる光学部品（レンズ、プリズム等）により計算される光入射面における照射エリアをいう。光入射面とは、光伝送路に光を結合させる昨日を有する面のことをいう。
【００１９】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記コア部と上記クラッド部との屈折率差（（ｎ１−ｎ２）／ｎ１）が２〜５％である構成としてもよい。
【００２０】
コア部とクラッド部との屈折率差が上記のような範囲である光伝送路は、一般的にマルチモードの光伝送路となる。すなわち、上記の構成によれば、マルチモードの光伝送路として好適に用いることが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記最許容曲率半径が１．５ｍｍ以下である構成としてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、光伝送路を曲率半径１．５ｍｍまで曲げて用いることが可能となる。よって、例えば小型の電子機器内の光配線としても十分に用いることが可能なフレキシビリティを有する光伝送路を提供することができる。
【００２３】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記コア領域の光入射面が、上記光伝送方向に対して斜めに設けられているとともに、光源から照射された光が、上記光入射面において反射されることによって上記コア領域内に導入されるように構成されていてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、光伝送路に対して、光伝送方向に対して横方向に光源を配置する構成とすることが可能となる。よって、例えば基板面に平行に光伝送路を配置することが必要とされる場合に、光伝送路と基板面との間に、該基板面の法線方向に光を出射するように光源を設置すればよいことになる。このような構成は、例えば光源を基板面に平行に光を出射するように設置する構成よりも、実装が容易であり、また、構成としてもよりコンパクトにすることができる。
【００２５】
なお、上記クラッド部が空気によって構成されてもよいし、上記コア部および上記クラッド部が樹脂によって構成されていてもよい。
【００２６】
また、上記厚みｄに対する上記横幅ｗの比であるアスペクト比が２以上とする構成としてもよい。これにより、アスペクト比が１の場合よりも２の場合の方が結合損失を低減することができる。
【００２７】
また、上記横幅ｗが光伝送方向に対する位置変化に応じて変化するようにしてもよい。横幅ｗは、上記したように、結合損失を低減することを目的として好ましい範囲が設定されている。すなわち、上記の構成によれば、横幅ｗを、結合損失が生じる光入射面において少なくとも上記の好ましい範囲に設定しておく一方、その他の領域においては異なる値とするような構成とすることが可能となる。
【００２８】
なお、横幅ｗを連続的に変化させる構成とすれば、不連続に変化する場合に生じる光の漏洩を低減することができ、光伝送効率を高く保つことができる。
【００２９】
また、本発明に係る光伝送路は、上記の構成において、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域において、上記厚みｄが、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて不変である、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて増大する、光入射側となる入口から一旦減少し、その後、光出射側となる出口に向けて不変である、または、光入射側となる入口から一旦減少し、その後、光出射側となる出口に向けて増大するように設定されていてもよい。
【００３０】
この構成によれば、曲げられた状態における曲げを許容する領域での光の損失を最小限にすることができるので、曲げ損失をより低減することが可能となる。なお、厚みｄが光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて増大する場合、増大の仕方は段階的であってもよいし連続的であってもよい。
【００３１】
また、本発明に係る光伝送モジュールは、上記本発明に係る光伝送路と、上記光伝送路の光入射面に対して光を照射する発光部と、上記光伝送路の光出射面から出射される光を受光する受光部と、外部から入力された電気信号に基づいて上記発光部の発光を駆動する発光駆動部と、受光部から出力された電気信号を増幅して外部に出力する増幅部とを備えている構成である。
【００３２】
上記の構成によれば、光伝送路を曲げた状態で使用したとしても、光伝送路における曲げたときの損失変動が原因の曲げ損失や製造ばらつき等が原因の結合損失を起因とする性能劣化の発生が生じにくい光伝送モジュールを提供することができる。
【００３３】
また、本発明に係る光伝送モジュールは、上記の構成において、上記発光部が、上記光伝送路に対して、該光伝送路内での光伝送方向に対して横方向から光を照射するとともに、上記光伝送路が、上記発光部から照射された光を、光入射面において反射させることによって上記コア領域内に導入する構成としてもよい。
【００３４】
上記の構成によれば、光伝送路に対して、光伝送方向に対して横方向に発光部を配置する構成とすることが可能となる。よって、例えば基板面に平行に光伝送路を配置することが必要とされる場合に、光伝送路と基板面との間に、該基板面の法線方向に光を出射するように発光部を設置すればよいことになる。このような構成は、例えば発光部を基板面に平行に光を出射するように設置する構成よりも、実装が容易であり、また、構成としてもよりコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る光伝送路は、以上のように、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）なる関係式を満たすとともに、少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっている構成である。
【００３６】
また、本発明に係る光伝送路は、上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが４０μｍ以下であるとともに、少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっているとともに、上記厚みｄが２０μｍ以上である構成である。
【００３７】
これにより、曲げられた状態で使用される場合でも、曲げ損失と結合損失との両方を低減することが可能な光伝送路を提供することができるという効果を奏する。
【００３８】
また、本発明に係る光伝送モジュールは、上記本発明に係る光伝送路と、上記光伝送路の光入射面に対して光を照射する発光部と、上記光伝送路の光出射面から出射される光を受光する受光部と、外部から入力された電気信号に基づいて上記発光部の発光を駆動する発光駆動部と、受光部から出力された電気信号を増幅して外部に出力する増幅部とを備えている構成である。
【００３９】
これにより、光伝送路を曲げた状態で使用したとしても、光伝送路における曲げたときの損失変動が原因の曲げ損失や製造ばらつき等が原因の結合損失を起因とする性能劣化の発生が生じにくい光伝送モジュールを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４１】
（光伝送モジュールの構成）
図２は、本実施形態に係る光伝送モジュール１の概略構成を示している。同図に示すように、光伝送モジュール１は、光送信処理部２、光受信処理部３、および光伝送路４を備えている。
【００４２】
光送信処理部２は、発光駆動部５および発光部６を備えた構成となっている。発光駆動部５は、外部から入力された電気信号に基づいて発光部６の発光を駆動する。この発光駆動部５は、例えば発光駆動用のＩＣ（Integrated Circuit）によって構成される。なお、図示はしていないが、発光駆動部５には、外部からの電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。
【００４３】
発光部６は、発光駆動部５による駆動制御に基づいて発光する。この発光部６は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity-Surface Emitting Laser）などの発光素子によって構成される。発光部６から発せられた光は、光信号として光伝送路４の光入射側端部に照射される。
【００４４】
光受信処理部３は、増幅部７および受光部８を備えた構成となっている。受光部８は、光伝送路４の光出射側端部から出射された光信号としての光を受光し、光電変換によって電気信号を出力する。この受光部８は、例えばＰＤ（Photo-Diode）などの受光素子によって構成される。
【００４５】
増幅部７は、受光部８から出力された電気信号を増幅して外部に出力する。この増幅部７は、例えば増幅用のＩＣによって構成される。なお、図示はしていないが、増幅部７には、外部へ電気信号を伝送する電気配線との電気接続部が設けられている。
【００４６】
光伝送路４は、発光部６から出射された光を受光部８まで伝送する媒体である。この光伝送路４の構成の詳細については後述する。
【００４７】
図３は、光伝送路４における光伝送の状態を模式的に示している。同図に示すように、光伝送路４は可撓性を有する柱状形状の部材によって構成される。また、光伝送路４の光入射側端部には光入射反射面（光入射面）４Ａが設けられているとともに、光出射側端部には光出射反射面（光出射面）４Ｂが設けられている。
【００４８】
発光部６から出射された光は、光伝送路４の光入射側端部に対して、光伝送路４の光伝送方向に対して垂直となる方向から入射される。入射された光は、光入射反射面４Ａにおいて反射されることによって光伝送路４内を進行する。光伝送路４内を進行して光出射側端部に到達した光は、光出射反射面４Ｂにおいて反射されることによって、光伝送路４の光伝送方向に対して垂直となる方向へ出射される。出射された光は、受光部８に照射され、受光部８において光電変換が行われる。
【００４９】
このような構成によれば、光伝送路４に対して、光伝送方向に対して横方向に光源としての発光部６を配置する構成とすることが可能となる。よって、例えば基板面に平行に光伝送路４を配置することが必要とされる場合に、光伝送路４と基板面との間に、該基板面の法線方向に光を出射するように発光部６を設置すればよいことになる。このような構成は、例えば発光部６を基板面に平行に光を出射するように設置する構成よりも、実装が容易であり、また、構成としてもよりコンパクトにすることができる。これは、発光部６の一般的な構成が、光を出射する方向のサイズよりも、光を出射する方向と垂直な方向のサイズの方が大きくなっていることによるものである。さらに同一面内に電極と発光部がある平面実装向け発光素子を使用する構成にも適用が可能である。
【００５０】
（光伝送路の構成）
図１は、光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。同図に示すように、光伝送路４は、光伝送方向を軸とする柱状形状のコア部１１と、コア部１１の周囲を囲むように設けられたクラッド部１２とを備えた構成となっている。コア部１１およびクラッド部１２は透光性を有する材料によって構成されているとともに、コア部１１の屈折率は、クラッド部１２の屈折率よりも高くなっている。コア部１１に入射した光信号は、コア部１１内部で全反射を繰り返すことによって光伝送方向に伝送される。
【００５１】
コア部１１およびクラッド部１２を構成する材料としては、ガラスやプラスチックなどを用いることが可能であるが、十分な可撓性を有する光伝送路４を構成するためには、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、およびシリコーン系等の樹脂材料を使用することが好ましい。また、クラッド部１２を空気などの気体で構成してもよい。さらに、クラッド部１２をコア部１１よりも屈折率の小さい液体の雰囲気下において使用しても同様の効果が得られる。
【００５２】
光伝送方向に垂直な面でのコア部１１の断面形状は長方形となっている。そして、光伝送路４の曲げを最も許容する曲げ方向（最許容曲げ方向）を、コア部１１の側面のうち、コア部１１の断面形状における長方形の長辺を含む側面の法線方向とする。
【００５３】
ここで、コア部１１の断面形状の長方形において、長辺の長さを横幅ｗ、短辺の長さを厚みｄとする。また、光伝送路４を最許容曲げ方向に曲げた時に許容することができる最許容曲率半径をＲとする。なお、この最許容曲率半径Ｒは、コア部１１の中心軸の曲率半径に相当する。
【００５４】
（結合損失、曲げ損失）
次に、光伝送路４による光伝送に生じる結合損失および曲げ損失について説明する。結合損失とは、光源（発光部６に対応）からの光が光伝送路４に入射される際に生じる光の損失である。詳細に説明すると次のとおりである。光源と光伝送路４との間には、ある程度の間隔が設けられている。これは、光源および光伝送路４の設置位置の誤差、および、部品サイズの誤差を吸収するために設けられている。すなわち、光源から出射した光は、上記の間隔を経由して光伝送路４に入射することになる。ここで、光源から出射した光が完全に光伝送路４には入射できないことになり、ここで生じる光の損失が結合損失となる。
【００５５】
また、曲げ損失とは、光伝送路４が曲げられることによって生じる光の損失である。詳細に説明すると次のとおりである。光伝送路４の内部を伝送する光は、コア部１１内部で全反射を繰り返すことによって光伝送方向に伝送される。ここで、光が全反射するためには、コア部１１の内面に対する入射角が所定の角度以上であることが必要とされる。これに対して、光伝送路４が曲げられると、曲げられた方向とは逆となるコア部１１の内面に対して当たる光の入射角が小さくなる確率が高くなる。これにより、伝送されている光が、コア部１１の内面において全反射せずに、一部が外部に透過してしまうことになる。ここで生じる光の損失が曲げ損失となる。
【００５６】
ここで、図１に示した光伝送路４の構成において、コア部１１の厚みを示すｄと、結合損失および曲げ損失との関係について説明する。図４は、横軸にコア部１１の厚みｄ（単位：μｍ）、縦軸に損失（ｄＢ）をとった時の、結合損失、曲げ損失、およびトータル損失の計算値を示すグラフである。なお、トータル損失とは、結合損失と曲げ損失との和に相当するものである。同図において、Ａ１で示す曲線は、曲げ損失を示しており、Ａ２で示す曲線は、コア部１１の断面形状のアスペクト比が１の時の結合損失を示しており、Ａ３で示す曲線は、コア部１１の断面形状のアスペクト比が２の時の結合損失を示しており、Ａ４で示す曲線は、コア部１１の断面形状のアスペクト比が１の時のトータル損失を示しており、Ａ５で示す曲線は、コア部１１の断面形状のアスペクト比が２の時のトータル損失を示している。
【００５７】
なお、コア部１１の断面形状のアスペクト比とは、ｗ／ｄに相当する値である。また、図４に示す実験値は、光源と光伝送路４とが次のような関係になっている構成によって得られたものである。まず、光源から出射された光が、光伝送路４の光伝送方向に垂直な断面を光入射側面とする面に対して垂直に入射されるように、光源と光伝送路４とが配置されている。また、光源と光入射側面との間隔が７０μｍとなっており、光源から出射される光の広がり角度を３０度となっている。また、曲げ損失に関しては、曲率半径を１．５ｍｍとし、コア部１１とクラッド部１２との屈折率差（（ｎ１−ｎ２）／ｎ１）を３％とした場合の値を示している。
【００５８】
同図に示すように、結合損失は、コア部１１の厚みｄが大きくなるほど低下する傾向がある。これは、コア部１１の厚みｄが大きくなり、コア部１１における光源からの光入射面の面積が大きくなるためである。また、曲げ損失は、コア部１１の厚みｄが大きくなるほど増加する傾向がある。これは、光伝送路４が曲げられた際の曲率半径が同一である場合には、コア部１１の厚みｄが大きくなると、カーブの外側となる領域におけるコア部１１の界面に対して当たる光の入射角が小さくなる確率が高くなることが原因である。
【００５９】
すなわち、トータル損失は、コア部１１の厚みｄが大きすぎても小さすぎても良くないことになる。つまり、トータル損失を小さくするには、コア部１１の厚みｄを所定の範囲内にすることが好ましいことになる。
【００６０】
図４に示すように、曲げ損失に関しては、厚みｄが４０μｍより大きくなると損失変動幅が１ｄＢを上回ることがわかる。曲げによる瞬間的な変動により損失変動幅が大きくなると、それを補正するための回路を設けなければならず、構成が複雑になってしまうという欠点がある。すなわち、厚みｄは４０μｍ以下であることが好ましいことになる。
【００６１】
また、結合損失に関しては、厚みｄが小さくなるほど損失が大きくなるが、厚みｄが２０μｍを下回ると、厚みｄの減少に伴う結合損失の増大（ｄＢ値の低下）の割合が大きくなる。言い換えると、厚みｄの変化に対する損失の変化において、厚みｄが２０μｍのところで変曲点が存在し、この変曲点を境に、損失の変化の割合が変化している。すなわち、厚みｄは２０μｍ以上であることが好ましいことになる。
【００６２】
また、結合損失に関して、アスペクト比が１の場合よりも２の場合の方が損失が小さいことがわかる。これは、アスペクト比が大きいほど、光伝送路４における光入射側面の面積が大きくなり、より多くの入射光を取り込めるようになるからである。すなわち、アスペクト比は２以上であることが好ましいことになる。
【００６３】
（コア部の厚みの設計）
次に、曲げ損失を低減するために、コア部１１の厚みをどの程度に設定することが好ましいかについて説明する。図５は、曲率半径Ｒで曲げられた光伝送路４の状態を示している。前記したように、光伝送路４が曲げられると、コア部１１の内面のうち、曲げによるカーブの外側となる領域（以降、外側内面と称する）に対して当たる光の入射角が小さくなる確率が高くなり、外部に光が漏れてしまうことになる。したがって、ここでは、コア部１１の外側内面に対して当たる光の入射角が最も小さくなると想定される光が該外側内面で全反射するための、コア部１１の厚みの条件を求める。
【００６４】
ここで、コア部１１が直線状となっている部分で光伝送方向に平行に進行してきた光のうち、コア部１１の外側内面に対して当たる光の入射角が最も小さくなる光は、曲げによるカーブの内側となるコア部１１の内面に接して曲げ部分に入射した光Ｌ１となる。
【００６５】
光Ｌ１によるコア部１１の外側内面への入射角をθとすると、光Ｌ１がコア部１１の外側内面で全反射するための条件は、
ｓｉｎθ≧（ｎ２／ｎ１） …（１）
となる。ここで、ｎ１およびｎ２は、それぞれコア部１１およびクラッド部１２の屈折率を示している。
【００６６】
一方、ｓｉｎθは、図５より、Ｒおよびｄに基づいて次のように表すことができる。
ｓｉｎθ＝（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２） …（２）
（１）式および（２）式より、
（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）
ｄ≦２Ｒ（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２） …（３）
を導くことができる。すなわち、許容する曲率半径、および、コア部１１およびクラッド部１２の屈折率が決まれば、コア部１１の厚みｄの最大値を求めることができる。
【００６７】
ここで、本実施形態においては、光伝送路４としてマルチモードの光伝送路を用いることが想定されている。マルチモードの光伝送路では、一般的に、コア部１１とクラッド部１２との屈折率差（（ｎ１−ｎ２）／ｎ１）は２〜５％程度となっている。屈折率差が２％よりも小さくなると、曲げによる損失が大きくなってしまう問題点がある。また屈折率差が５％よりも大きくなると、不要なモードが多数発生し光信号の高速伝送が困難になるという問題がある。また、本実施形態においては、光伝送路４の最許容曲率半径を１．５ｍｍ以下にすることを想定している。これらより、屈折率差および最許容曲率半径の具体的な数値の組合せは以下のようになる。
【００６８】
例えば屈折率差４％の場合、最許容曲率半径Ｒ＝１．０ならばｄ≦４１μｍ、最許容曲率半径Ｒ＝１．５ならばｄ≦６１μｍとなる。また、製造ばらつきや使用状況等を考慮すると、計算値よりも厚みｄを１０〜２０％小さく作製することが望ましい。
【００６９】
なお、上記のように、曲げ損失は、コア部１１の外側内面におけるコア部１１とクラッド部１２との屈折率差に影響を受けるものである。よって、（３）式におけるｎ１およびｎ２は、光伝送路４において曲げが想定される領域における想定される曲げ方向において、コア部１１の外側内面となる領域でのコア部１１およびクラッド部１２の屈折率であればよい。すなわち、この領域でのコア部１１およびクラッド部１２の屈折率と、その他の領域でのコア部１１およびクラッド部１２の屈折率とが同じであっても構わないし、異なっていても構わない。
【００７０】
なお、図５に示す例では、曲率半径Ｒで曲げられている領域、すなわち、曲げを許容する領域におけるコア部１１の厚みｄは均一となっている。これに対して、曲げを許容する領域の光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて、上記厚みｄが連続的に増大するような構成となっていてもよい。このような構成の場合、光Ｌ１によるコア部１１の外側内面への入射角θは、図５に示す状態よりも大きくなるので、光Ｌ１は外側内面において全反射することになる。すなわち、曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、上記（３）式を満たすとともに、少なくとも曲げを許容する領域において、上記厚みｄが、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて不変であるか、または、増大するように設定されていれば、曲げ損失を低減することができる。厚みｄが光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて増大する場合、増大の仕方は段階的であってもよいし連続的であってもよい。
【００７１】
さらに、曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、上記（３）式を満たすとともに、少なくとも曲げを許容する領域において、上記厚みｄが、光入射側となる入口から一旦減少し、その後、光出射側となる出口に向けて不変である、または、光入射側となる入口から一旦減少し、その後、光出射側となる出口に向けて増大するように設定されていても、曲げ損失を低減することができる。これは、上記厚みｄが、光入射側となる入口から一旦減少する場合、若干の光伝送効率の低下は生じるが、その後、その後不変であるか、または増大していれば、曲げによる損失を低減することができるからである。
【００７２】
（コア部の横幅の設計）
次に、結合損失を低減するために、コア部１１の横幅ｗをどの程度に設定することが好ましいかについて説明する。図６は、光源としての発光部６と光伝送路４との位置関係を示している。同図において、発光部６の光源開口の大きさをＡとし、発光部６から出射される光の広がり角度をαとし、発光部６の光源開口と光伝送路４の光入射面との距離をＤとしている。
【００７３】
コア部１１の厚みに関しては、上記したように、曲げ損失を考慮すると上限値が自ずと決まってくることになる。よって、結合損失を低減するためには、コア部１１の横幅ｗが大きい程よいことになる。ここで、結合損失を最小限にするためには、光源から出射されて光伝送路４の光入射面に照射される光の領域のうち、コア部１１の横幅方向の長さよりも、コア部１１の横幅ｗの方が大きくなっていればよいことになる。
【００７４】
上記の関係を図６に示す状態において式で表すと、
ｗ≧Ａ＋２＊Ｄ＊ｔａｎ（α／２） …（４）
となる。なお、（４）式は、光源の中心位置から出射される光の光軸上に、コア部１１の横幅方向の中心軸がある配置関係を前提としたものとなる。
【００７５】
ここで、発光部６および光伝送路４の設置位置の誤差、および、部品サイズの誤差を考慮すると、（４）式は次のように表される。
ｗ≧Ａ＋２＊Ｄ＊ｔａｎ（α／２）＋Δｘ …（５）
（５）式において、Δｘは、発光部６および光伝送路４の設置位置の誤差、および、部品サイズの誤差の絶対値を示している。すなわち、光源の中心位置から出射される光の光軸と、コア部１１の横幅方向の中心軸との位置のずれが、誤差Δｘとなった場合が最も結合損失に影響を与えることになるので、（５）式はこの場合を考慮したものとなっている。
【００７６】
ここで、一例として、光源開口の大きさＡを１０μｍ、光の広がり角度αを３０°、発光部６の光源開口と光伝送路４の光入射面との距離Ｄを５０μｍ、誤差Δｘを５０μｍとすると、横幅ｗは、８６．８μｍ以上であることが好ましいことになる。
【００７７】
なお、図６に示す構成では、上記したように、光源の中心位置から出射される光の光軸上に、コア部１１の横幅方向の中心軸がある配置関係となっているが、図７に示すような構成であってもよい。図７に示す構成では、発光部６から出射された光は、光伝送路４の光入射側端部に対して、光伝送路４の光伝送方向に対して垂直となる方向から入射される。入射された光は、光入射反射面Ｓ１（図３における光入射反射面４Ａに相当）において反射されることによってコア部１１内を進行する。
【００７８】
このような構成の場合、コア部１１の横幅ｗは次のように設定すればよい。まず、光入射反射面Ｓ１に照射される発光部６からの光照射領域のうち、コア部１１の横幅方向の長さの最大値（横幅方向最大長さ）を求める。そして、コア部１１の横幅ｗを、この横幅方向最大長さよりも大きくなるように設定すればよい。さらに、誤差Δｘを考慮する場合には、コア部１１の横幅ｗを、この横幅方向最大長さと誤差Δｘとの和よりも大きくなるように設定すればよい。
【００７９】
（変形例１）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成の変形例について説明する。図８は、この変形例１としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。図１に示す構成では、光伝送方向に垂直な断面において、コア部１１の周囲は全てクラッド部１２によって囲まれている構成となっているが、図８に示すように、コア部１１の周囲の少なくとも一部が外部に露出した構成、逆に言えば、コア部１１の周囲の少なくとも一部がクラッド部１２に囲まれている構成となっていてもよい。同図に示す例では、コア部１１の横幅方向に平行な面の一方が外部に露出している構成となっている。
【００８０】
（変形例２）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成の他の変形例について説明する。図９は、この変形例２としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。図１に示す構成では、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面形状が長方形となっているが、図９に示すように、この断面形状が楕円形状であってもよい。この場合、コア部１１の横幅ｗは、楕円の長径に相当し、コア部１１の厚みｄは、楕円の短径に相当する。なお、図９に示す例では、断面形状が楕円となっているが、例えば長方形の角部分が円弧となっている（角にＲがついている）ような形状であっても構わない。さらに、長方形の角部分が三角形状などに落とされた形状であっても構わない。
【００８１】
（変形例３）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１０は、この変形例３としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００８２】
同図に示すように、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面において、複数のコア部１１によってコア領域が形成されていてもよい。同図に示す例では、コア部１１の断面形状が正方形である複数の領域が、横幅方向に間隔をおいて並んだ形状となっている。
【００８３】
また、図１１に示す構成では、コア部１１の断面形状が円である複数の領域が、横幅方向に間隔をおいて並んだ形状となっている。さらに、図１２に示す構成では、コア部１１の断面形状が円である複数の領域が、互いに接しながら並んだ形状となっている。
【００８４】
この構成の場合、コア部１１の領域同士の間に照射された光が結合損失となってしまうデメリットがあるが、同じ断面形状のコア部１１を平行に複数並べることによってコア領域としての横幅方向の長さを確保することが可能となるので、様々な横幅を有する光伝送路４を柔軟に生産することができるというメリットを有する。
【００８５】
また、複数に分かれているコア部１１のそれぞれの材料、材質は、同じものであってもよいし異なるものであってもよい。
【００８６】
（変形例４）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１３は、この変形例４としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００８７】
同図に示す例では、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面形状において、厚みが場所によって異なる形状となっている。コア部１１の厚みｄは、上記のように好ましい値の範囲が存在するが、この形状の場合、厚みが好ましい値の範囲となっている領域が、横幅ｗの半分以上の大きさであればよい。
【００８８】
図１３に示す構成では、好ましい値の範囲となっている厚みｄの領域が断面図におけるコア部１１の右側半分以上の領域となっており、それ以外の領域の厚みは、厚みｄよりも厚くなっている。なお、厚みの変化はこの例に限定されるものではなく、好ましい厚みの領域が断面図における左側にあってもよいし、中央近傍にあってもよいし、複数の箇所に分かれていてもよい。
【００８９】
（変形例５）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１４は、この変形例５としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００９０】
同図に示す例では、光伝送路４の光入射面におけるコア部１１の横幅ｗが上記した好ましい範囲になっている一方、光入射面から離れるに従って、コア部１１の横幅ｗが徐々にテーパ状に減少していく構成、すなわち、横幅ｗが連続的に減少していく構成となっている。ここで、コア部１１の横幅ｗは、上記したように、結合損失を低減することを目的として好ましい範囲が設定されている。すなわち、コア部１１の横幅ｗは、結合損失が生じる光入射面において少なくとも上記の好ましい範囲に設定されていれば、その他の領域ではどのような横幅になっていてもよいことになる。
【００９１】
また、図１５に示す例では、光伝送路４の光入射面から所定の距離範囲にあるコア部１１の横幅ｗが上記した好ましい範囲になっている一方、上記所定の距離範囲以外のコア部１１の横幅ｗが、上記した好ましい範囲以外の長さとなっている。なお、このように、コア部１１の横幅ｗが光伝送方向において不連続に変化する構成とする場合、この不連続となる箇所において光の漏洩が生じることが考えられるので、光伝送効率を考慮すると、図１４に示すように、コア部１１の横幅ｗが光伝送方向において連続的に変化する構成のほうが好ましい。
【００９２】
なお、図１４および図１５に示す構成では、コア部１１の横幅ｗが光伝送方向での位置に応じて変化しているが、コア部１１の厚みｄが光伝送方向での位置に応じて変化する構成としてもよい。すなわち、コア部１１の厚みｄは、曲げ損失を最小限とするために、上記のような好ましい範囲とするようになっているが、コア部１１の光伝送方向の位置において、コア部１１の厚みｄが好ましい範囲とすべき領域は、少なくとも光伝送路４で曲げが生じうる領域（曲げを許容する領域）であればよい。
【００９３】
例えば、光伝送路４で曲げが生じうる領域では、コア部１１の厚みｄを上記の好ましい範囲とする一方、光入射面においては、コア部１１の厚みｄをより大きくする構成としてもよい。この構成によれば、光入射面における結合損失をより低減することが可能となる。この構成の場合、コア部１１の厚みｄの光伝送方向の位置による変化は連続的であってもよいし、不連続的であってもよい。
【００９４】
（変形例６）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１６は、この変形例６としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００９５】
同図に示す例では、クラッド部１２が複数の種類の材料によって構成されている。より具体的には、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面形状において、横幅方向に平行な面に接するクラッド部１２Ａと、厚み方向に平行な面に接するクラッド部１２Ｂとで、材料が異なっている。例えば、クラッド部１２Ａの材料の屈折率を、曲げ損失を低くすることに最適な屈折率とする一方、クラッド部１２Ｂの材料の屈折率を、光伝送に最適な屈折率とするような構成とすることが考えられる。
【００９６】
なお、図１６に示す例では、コア部１１の光伝送方向に垂直な断面形状において、横幅方向に平行な２つの面に接する２つのクラッド部の材料を同じものとしているが、それぞれを異なる材料としてもよい。例えば、曲げを許容する方向が決まっている場合には、曲げの外側となるクラッド部１２Ａの屈折率を、曲げ損失を低くすることに最適な屈折率とする構成としてもよい。
【００９７】
（変形例７）
本実施形態の光伝送路４の構成において、図１に示す構成のさらに他の変形例について説明する。図１７は、この変形例７としての光伝送路４の断面図、側面図、および上面図を示している。
【００９８】
同図に示す例では、クラッド部１２の外側に補強部１３が設けられている。より具体的には、クラッド部１２の外側のうち、コア部１１の厚み方向における外側となる２つの面に補強部１３が設けられている。このような補強部１３を設けることにより、光伝送路４の曲げに対する靱性を高めることが可能となる。なお、補強部１３を設ける位置は上記の例に限定されるものではなく、光伝送路４の構成のどの位置に設けられていても良い。例えば、クラッド部１２の外側のうち、コア部１１の横幅方向における外側となる面に補強部１３が設けられた構成であってもよい。
【００９９】
（応用例）
本実施形態の光伝送路４は、例えば以下のような応用例に適用することが可能である。
【０１００】
まず、第一の応用例として、折り畳み式携帯電話，折り畳み式ＰＨＳ（Personal Handyphone System），折り畳み式ＰＤＡ（Personal Digital Assistant），折り畳み式ノートパソコン等の折り畳み式の電子機器におけるヒンジ部に用いることができる。
【０１０１】
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、光伝送路４を折り畳み式携帯電話４０に適用した例を示している。すなわち、図１８（ａ）は光伝送路４を内蔵した折り畳み式携帯電話４０の外観を示す斜視図である。
【０１０２】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示した折り畳み式携帯電話４０における、光伝送路４が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、折り畳み式携帯電話４０における本体４０ａ側に設けられた制御部４１と、本体の一端にヒンジ部を軸として回転可能に備えられる蓋（駆動部）４０ｂ側に設けられた外部メモリ４２，カメラ部（デジタルカメラ）４３，表示部（液晶ディスプレイ表示）４４とが、それぞれ光伝送路４によって接続されている。
【０１０３】
図１８（ｃ）は、図１８（ａ）におけるヒンジ部（破線で囲んだ部分）の透視平面図である。この図に示すように、光伝送路４は、ヒンジ部における支持棒に巻きつけて屈曲させることによって、本体側に設けられた制御部と、蓋側に設けられた外部メモリ４２，カメラ部４３，表示部４４とをそれぞれ接続している。
【０１０４】
光伝送路４を、これらの折り畳み式電子機器に適用することにより、限られた空間で高速、大容量の通信を実現できる。したがって、例えば、折り畳み式液晶表示装置などの、高速、大容量のデータ通信が必要であって、小型化が求められる機器に特に好適である。
【０１０５】
第２の応用例として、光伝送路４は、印刷装置（電子機器）におけるプリンタヘッドやハードディスク記録再生装置における読み取り部など、駆動部を有する装置に適用できる。
【０１０６】
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、光伝送路４を印刷装置５０に適用した例を示している。図１９（ａ）は、印刷装置５０の外観を示す斜視図である。この図に示すように、印刷装置５０は、用紙５２の幅方向に移動しながら用紙５２に対して印刷を行うプリンタヘッド５１を備えており、このプリンタヘッド５１に光伝送路４の一端が接続されている。
【０１０７】
図１９（ｂ）は、印刷装置５０における、光伝送路４が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、光伝送路４の一端部はプリンタヘッド５１に接続されており、他端部は印刷装置５０における本体側基板に接続されている。なお、この本体側基板には、印刷装置５０の各部の動作を制御する制御手段などが備えられる。
【０１０８】
図１９（ｃ）および図１９（ｄ）は、印刷装置５０においてプリンタヘッド５１が移動（駆動）した場合の、光伝送路４の湾曲状態を示す斜視図である。この図に示すように、光伝送路４をプリンタヘッド５１のような駆動部に適用する場合、プリンタヘッド５１の駆動によって光伝送路４の湾曲状態が変化するとともに、光伝送路４の各位置が繰り返し湾曲される。
【０１０９】
したがって、本実施形態にかかる光伝送路４は、これらの駆動部に好適である。また、光伝送路４をこれらの駆動部に適用することにより、駆動部を用いた高速、大容量通信を実現できる。
【０１１０】
図２０は、光伝送路４をハードディスク記録再生装置６０に適用した例を示している。
【０１１１】
この図に示すように、ハードディスク記録再生装置６０は、ディスク（ハードディスク）６１、ヘッド（読み取り、書き込み用ヘッド）６２、基板導入部６３、駆動部（駆動モータ）６４、光伝送路４を備えている。
【０１１２】
駆動部６４は、ヘッド６２をディスク６１の半径方向に沿って駆動させるものである。ヘッド６２は、ディスク６１上に記録された情報を読み取り、また、ディスク６１上に情報を書き込むものである。なお、ヘッド６２は、光伝送路４を介して基板導入部６３に接続されており、ディスク６１から読み取った情報を光信号として基板導入部６３に伝搬させ、また、基板導入部６３から伝搬された、ディスク６１に書き込む情報の光信号を受け取る。
【０１１３】
このように、光伝送路４をハードディスク記録再生装置６０におけるヘッド６２のような駆動部に適用することにより、高速、大容量通信を実現できる。
【０１１４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明に係る光伝送モジュールおよび光伝送路は、各種機器間の光通信路にも適用可能であるとともに、小型、薄型の民生機器内に搭載される機器内配線としてのフレキシブルな光配線にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図２】本実施形態に係る光伝送モジュールの概略構成を示す図である。
【図３】光伝送路における光伝送の状態を模式的に示す図である。
【図４】横軸にコア部の厚み、縦軸に損失をとった時の、結合損失、曲げ損失、およびトータル損失の実験値を示すグラフである。
【図５】曲率半径Ｒで曲げられた光伝送路の状態を示す図である。
【図６】光源としての発光部と光伝送路との位置関係を示す図である。
【図７】光源としての発光部と光伝送路との位置関係の他の例を示す図である。
【図８】変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図９】他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１０】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１１】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１２】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１３】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１４】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１５】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１６】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１７】さらに他の変形例としての光伝送路の断面図、側面図、および上面図である。
【図１８】（ａ）は、本実施形態に係る光伝送路を備えた折り畳み式携帯電話の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、上記光伝送路が適用されている部分のブロック図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、ヒンジ部の透視平面図である。
【図１９】（ａ）は、本実施形態に係る光伝送路を備えた印刷装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した印刷装置の主要部を示すブロック図であり、（ｃ）および（ｄ）は、印刷装置においてプリンタヘッドが移動（駆動）した場合の、光伝送路の湾曲状態を示す斜視図である。
【図２０】本実施形態に係る光伝送路を備えたハードディスク記録再生装置の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 光伝送モジュール
２ 光送信処理部
３ 光受信処理部
４ 光伝送路
５ 発光駆動部
６ 発光部
７ 増幅部
８ 受光部
１１ コア部
１２ クラッド部
１３ 補強部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する材料から構成されるコア部と、該コア部の屈折率と異なる屈折率を有する材料から構成されるクラッド部とを備えた光伝送路であって、
上記コア部内で光が伝送される際の光伝送方向に垂直な断面において、少なくとも１つのコア部からなるコア領域のうち、当該光伝送路の曲げを最も許容する曲げ方向としての第１の方向におけるコア部の長さを厚みｄ、該第１の方向に垂直な第２の方向におけるコア領域の長さを横幅ｗとし、
上記第１の方向に曲げた時に許容することができる、上記コア領域の中心軸の曲率半径の最小値としての最許容曲率半径をＲとし、上記コア領域と上記クラッド部との境界面のうち、少なくとも上記第１の方向での曲げによるカーブの外側となる領域におけるコア領域の屈折率をｎ１、クラッド部の屈折率をｎ２とすると、
上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、
（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）
なる関係式を満たすとともに、
少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっていることを特徴とする光伝送路。
【請求項２】
透光性を有する材料から構成されるコア部と、該コア部の屈折率と異なる屈折率を有する材料から構成されるクラッド部とを備えた光伝送路であって、
上記コア部内で光が伝送される際の光伝送方向に垂直な断面において、少なくとも１つのコア部からなるコア領域のうち、当該光伝送路の曲げを最も許容する曲げ方向としての第１の方向における長さを厚みｄ、該第１の方向に垂直な第２の方向における長さを横幅ｗとし、
上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが４０μｍ以下であるとともに、
少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっているとともに、上記厚みｄが２０μｍ以上であることを特徴とする光伝送路。
【請求項３】
上記コア領域の光入射面に照射される光源からの光照射領域のうち、上記第２の方向の長さの最大値よりも大きくなるように、上記横幅ｗが設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項４】
上記コア部と上記クラッド部との屈折率差（（ｎ１−ｎ２）／ｎ１）が２〜５％であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項５】
上記最許容曲率半径が１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項６】
上記コア領域の光入射面が、上記光伝送方向に対して斜めに設けられているとともに、光源から照射された光が、上記光入射面において反射されることによって上記コア領域内に導入されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項７】
上記クラッド部が空気によって構成されることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項８】
上記コア部および上記クラッド部が樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項９】
上記厚みｄに対する上記横幅ｗの比であるアスペクト比が２以上であることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項１０】
上記横幅ｗが光伝送方向に対する位置変化に応じて変化することを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項１１】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて不変であることを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１２】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて増大することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１３】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて段階的に増大することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１４】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて連続的に増大することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１５】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から一旦減少することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光伝送路と、
上記光伝送路の光入射面に対して光を照射する発光部と、
上記光伝送路の光出射面から出射される光を受光する受光部と、
外部から入力された電気信号に基づいて上記発光部の発光を駆動する発光駆動部と、
受光部から出力された電気信号を増幅して外部に出力する増幅部とを備えていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項１７】
上記発光部が、上記光伝送路に対して、該光伝送路内での光伝送方向に対して横方向から光を照射するとともに、
上記光伝送路が、上記発光部から照射された光を、光入射面において反射させることによって上記コア領域内に導入することを特徴とする請求項１６記載の光伝送モジュール。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の光伝送モジュールを備えた電子機器。
【請求項１】
透光性を有する材料から構成されるコア部と、該コア部の屈折率と異なる屈折率を有する材料から構成されるクラッド部とを備えた光伝送路であって、
上記コア部内で光が伝送される際の光伝送方向に垂直な断面において、少なくとも１つのコア部からなるコア領域のうち、当該光伝送路の曲げを最も許容する曲げ方向としての第１の方向におけるコア部の長さを厚みｄ、該第１の方向に垂直な第２の方向におけるコア領域の長さを横幅ｗとし、
上記第１の方向に曲げた時に許容することができる、上記コア領域の中心軸の曲率半径の最小値としての最許容曲率半径をＲとし、上記コア領域と上記クラッド部との境界面のうち、少なくとも上記第１の方向での曲げによるカーブの外側となる領域におけるコア領域の屈折率をｎ１、クラッド部の屈折率をｎ２とすると、
上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが、
（Ｒ−ｄ／２）／（Ｒ＋ｄ／２）≧（ｎ２／ｎ１）
なる関係式を満たすとともに、
少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっていることを特徴とする光伝送路。
【請求項２】
透光性を有する材料から構成されるコア部と、該コア部の屈折率と異なる屈折率を有する材料から構成されるクラッド部とを備えた光伝送路であって、
上記コア部内で光が伝送される際の光伝送方向に垂直な断面において、少なくとも１つのコア部からなるコア領域のうち、当該光伝送路の曲げを最も許容する曲げ方向としての第１の方向における長さを厚みｄ、該第１の方向に垂直な第２の方向における長さを横幅ｗとし、
上記コア部の光伝送方向における位置のうち、少なくとも曲げを許容する領域の光入射側となる入口の断面において、上記厚みｄが４０μｍ以下であるとともに、
少なくとも上記コア領域の光入射面において、上記横幅ｗが、上記厚みｄよりも長くなっているとともに、上記厚みｄが２０μｍ以上であることを特徴とする光伝送路。
【請求項３】
上記コア領域の光入射面に照射される光源からの光照射領域のうち、上記第２の方向の長さの最大値よりも大きくなるように、上記横幅ｗが設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項４】
上記コア部と上記クラッド部との屈折率差（（ｎ１−ｎ２）／ｎ１）が２〜５％であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項５】
上記最許容曲率半径が１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項６】
上記コア領域の光入射面が、上記光伝送方向に対して斜めに設けられているとともに、光源から照射された光が、上記光入射面において反射されることによって上記コア領域内に導入されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項７】
上記クラッド部が空気によって構成されることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項８】
上記コア部および上記クラッド部が樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項９】
上記厚みｄに対する上記横幅ｗの比であるアスペクト比が２以上であることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項１０】
上記横幅ｗが光伝送方向に対する位置変化に応じて変化することを特徴とする請求項１または２記載の光伝送路。
【請求項１１】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて不変であることを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１２】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて増大することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１３】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて段階的に増大することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１４】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から光出射側となる出口に向けて連続的に増大することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１５】
上記厚みｄが、少なくとも曲げを許容する領域において、光入射側となる入口から一旦減少することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送路。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光伝送路と、
上記光伝送路の光入射面に対して光を照射する発光部と、
上記光伝送路の光出射面から出射される光を受光する受光部と、
外部から入力された電気信号に基づいて上記発光部の発光を駆動する発光駆動部と、
受光部から出力された電気信号を増幅して外部に出力する増幅部とを備えていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項１７】
上記発光部が、上記光伝送路に対して、該光伝送路内での光伝送方向に対して横方向から光を照射するとともに、
上記光伝送路が、上記発光部から照射された光を、光入射面において反射させることによって上記コア領域内に導入することを特徴とする請求項１６記載の光伝送モジュール。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の光伝送モジュールを備えた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００７−２１２８９９（Ｐ２００７−２１２８９９Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４５２５（Ｐ２００６−３４５２５）
【出願日】平成１８年２月１０日（２００６．２．１０）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１０日（２００６．２．１０）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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