(57)【要約】【課題】  本発明は、高い加工精度を持ちながらも生産性が非常に良く、生産コストを大幅に削減した光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を提供する。【解決手段】  本発明は、光ファイバアレイのＶ溝基板について、上面に平行に配列されたＶ字型溝が複数形成されるＶ溝台と、光ファイバの被覆が当接する被覆受け台と、Ｖ溝台及び被覆受け台の下面に接合される基板本体とから構成し、Ｖ溝台は樹脂材料から成り、基板は光ファイバと略同一の線膨張係数を備えたガラス材料から成るものである。また、通常の樹脂射出成形金型・成形機でＶ溝を成形することができるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ用Ｖ溝基板であって、
光ファイバと略同等の線膨張係数を有する基板本体上に、
光ファイバの位置決め用のＶ溝が形成された樹脂製のＶ溝台が固着されていることを特徴とする光ファイバアレイ用Ｖ溝基板。
【請求項２】
前記Ｖ溝台の樹脂材料はガラス材混入樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板。
【請求項３】
前記基板本体上に、光ファイバの被覆部を固定するための樹脂製の被覆受け台が固着されていることを特徴とする請求項１〜２記載の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板。
【請求項４】
前記被覆受け台の上面である被覆固定面が粗面化されていることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板。
【請求項５】
請求項１〜４記載の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板と蓋の間に光ファイバを挟持したことを特徴とする光ファイバアレイ。
【請求項６】
請求項５記載の光ファイバアレイを光導波路の両端に接続したことを特徴とする光部品。
【請求項７】
光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の製造方法であって、
板状の基板本体を樹脂成形用の金型内に挿入して、
前記基板本体に樹脂製のＶ溝台を成形することで前記Ｖ溝台が前記基板本体に固着されている光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を得ることを特徴とする光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野等で用いられる光ファイバアレイを製造するために用いる光ファイバアレイ用Ｖ基板とその製造方法、光ファイバアレイ及び光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信等に使用される光ファイバを光導波路に接続したり、複数本の光ファイバ同士を光学的に接続するため、光ファイバアレイが使用される。
光ファイバアレイは、複数本の光ファイバ（裸光ファイバ）をＶ溝基板と蓋との間に保持する構造となっている。
Ｖ溝基板は石英ガラス或いは耐熱ガラス等から成り、互いに平行な複数のＶ溝が形成され、各々のＶ溝には前記複数の裸光ファイバが整列して挿入され、接着剤等を充填したうえで蓋をＶ溝基板上に固定することにより、裸光ファイバが整列固定される（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３１３２７０４号公報
【特許文献２】特開平９−２６５０１４号公報
【特許文献３】特開平６−２０１９３６号公報
【特許文献４】特開平１１−２１８６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｖ溝基板は、ガラス基板等の板状材料の切削加工によってＶ溝を形成しているため、製造に手間と時間を要し、低コスト化が難しいという問題があった。
ガラス基板に高精度のＶ溝を形成する方法としては、切削加工の他にガラスプレス加工やガラスモールド成形等が考えられる。
しかしながら、ガラスプレス加工は、石英ガラスや耐熱ガラスをプレス加工するには２０００℃程度の高温で加工しなければならないため、これに耐えられる成形機及び金型が必要となり、非常に高価な設備となる。
一方、ガラスモールド成形は、石英ガラスや耐熱ガラスよりも加工性が良いモールド用ガラスを使ってモールド成形を行うものであるが、比較的安価に加工できるものの、光ファイバの材質とは異なるため、正確に線膨張係数をマッチングさせることが困難である。また、モールド用ガラスであっても融点は１０００℃以上であるためにモールド成形機による加工に限定され、一般的な射出成形機による成形を行うことはできず、コスト低減や加工性向上には限界がある。
また、ガラスプレス加工やガラスモールド成形は、いずれも高温下での成形であるため、加工後の常温（室温）への冷却過程でＶ溝の形成精度に若干の変動が生じることがあり、歩留まりに影響するといった問題がある。
【０００４】
また、光ファイバアレイを製造する際、光ファイバから被覆が除去された裸光ファイバの先端をＶ溝基板のＶ溝に滑らせて組み付けるため、光ファイバ側面をＶ溝で擦ることが多々ある。このため、Ｖ溝の材質がガラス系材料の場合、光ファイバ側面に傷を付けることがあった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、Ｖ溝に高精度加工精度を確保でき、しかも製造が容易で安価な光ファイバアレイ用Ｖ溝基板とその製造方法、光ファイバアレイ及び光部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、光ファイバ用Ｖ溝基板であって、光ファイバと略同等の線膨張係数を有する基板本体上に、光ファイバの位置決め用のＶ溝が形成された樹脂製のＶ溝台が固着されていることを特徴とする光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を提供する。
また、本発明の場合、前記Ｖ溝台の樹脂材料をガラス材混入樹脂とすることが好ましい。
また、本発明は、前記基板本体上に、光ファイバの被覆部を固定するための樹脂製の被覆受け台が固着されていることを特徴とする光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を提供する。
また、本発明の場合、前記被覆受け台の上面である被覆固定面が粗面化されていることが好ましい。
また、本発明は、光ファイバアレイ用Ｖ溝基板と蓋の間に光ファイバを挟持したことを特徴とする光ファイバアレイを提供する。
また、本発明は、光ファイバアレイを光導波路の両端に接続したことを特徴とする光部品を提供する。
また、本発明は、光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の製造方法であって、板状の基板本体を樹脂成形用の金型内に挿入して、前記基板本体に樹脂製のＶ溝台を成形することで前記Ｖ溝台が前記基板本体に固着されている光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を得ることを特徴とする光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、Ｖ溝基板を形成するＶ溝台が樹脂成形品であるため、ガラス基板に直接Ｖ溝を形成する場合に比べて生産性が非常に良く、生産コストを大幅に削減することができる。また、Ｖ溝基板を形成する基板の材料を光ファイバと略同一の線膨張係数を備えたガラス素材、例えば石英や耐熱ガラス等で形成して前述の如くＶ溝台と一体としているため、高い加工精度が得られるとともに、環境温度変化に対して光ファイバが引っ張られたり圧縮されたりすることがない。
また本発明によれば、Ｖ溝台の材質を樹脂材料としたため、光ファイバを取り付ける際に光ファイバ本体を傷つけることなく固定することができる。
また本発明によれば、Ｖ溝基板を形成するＶ溝台と基板本体を、樹脂成形金型による一体成型とすることにより、生産コストを一層削減できるとともに、より高い加工精度を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の一例を示す斜視図である。図２は、図１の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の一体成形工程を示す図で、（ａ）金型開放状態、（ｂ）金型型締及び樹脂射出状態、（ｃ）一体成形後のＶ溝基板を表わすものである。図３は、図１の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を使用した光ファイバアレイを示す図である。図４は、本発明の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板のおけるその他の形態を示す図である。図５は、本発明の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を具備した光ファイバアレイの実使用状態を示す図である。
【０００９】
まず、図１を参照して、本発明の光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の例を説明する。
図１において、２は光ファイバアレイ用のＶ溝基板であり、図３に示される光ファイバアレイ１を構成する部品である。３はＶ溝基板を形成するＶ溝台、７は同じくＶ溝基板２を構成する被覆受け台であり、６も同じくＶ溝基板２を形成する基板本体である。
【００１０】
Ｖ溝台３は、その上面にＶ溝面４が形成される。前記Ｖ溝面４には、裸光ファイバ９がはめ込まれて整列固定される断面略Ｖ字状のＶ溝５が平行に複数形成される。
被覆受け台７は、その上面に形成される被覆受け面５１が前記Ｖ溝台３のＶ溝面４よりも低い位置に形成され、光ファイバ８ｂの被覆が当接する。またＶ溝台３の下面には、光ファイバと線膨張係数が略同一のガラス材料（線膨張係数が４〜４０×１０−７／℃の範囲にある材料）から成り、Ｖ溝台３と及び被覆受け台７とともにＶ溝基板２を形成する基板本体６が一体に形成される。Ｖ溝台３及び被覆受け台７は射出成形機で成形可能な樹脂材料を用いる。基板本体６には、具体的には石英ガラスや耐熱ガラスの板状材料が用いられる。
【００１１】
次に、図３を参照して、本発明による光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を使用して構成した光ファイバアレイについて説明する。これは、光ファイバアレイ用Ｖ溝基板と蓋の間に光ファイバを挟持したものである。
Ｖ溝基板２の上面には光ファイバ８ａ、８ｂが配設され、その先端部は被覆が除去されて複数の裸光ファイバ９が露出した状態とし、Ｖ溝台３のＶ溝面４に形成されたＶ溝５に整列して挿入される。さらに、その上には裸光ファイバ９をＶ溝５内にて固定状態とするための蓋１１が取り付けられるが、この蓋１１とＶ溝面４、蓋１１と裸光ファイバ及び裸光ファイバ９とＶ溝５の間は接着剤等で固定される。
光ファイバ８ａ、８ｂの被覆部１０は被覆受け台７の被覆固定面５１上に位置し、図３の場合では光ファイバ８ｂの被覆部１０の下面が被覆受け台５の被覆固定面５１に当接する。
【００１２】
次に、Ｖ溝台３と基板本体６を一体成形してＶ溝基板２を製造する際の工程の一例について、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。なお、ここでは、Ｖ溝台３と基板本体６の一体成形を例に説明し、被覆受け台７の一体化については後述する。
図２（ａ）において、１１は一体成形金型であり、上部金型１３と下部金型１４から成る。図２（ａ）においては、一体成形金型１２が成形工程開始時点の開放状態にあり、上部金型１３と下部金型１４が上下垂直方向に分かれている。下部金型１４は、金型内面に基板挿入部１５が形成される。上部金型１３は、金型内面に樹脂成形部１６が形成され、溶融した樹脂１７を樹脂成形部１６に導く樹脂注入口１８が設けられる。樹脂成形部１６内面にはＶ溝を成形するためのＶ形状部２０が形成されている。
【００１３】
Ｖ溝基板２の一体成形加工にあたっては、図２（ａ）に示すように、一体成形金型１２が離型開放した状態において、まず下部金型１４内部の基板挿入部に基板本体６が挿入戴置される。
次に、図３（ｂ）に示すように、一体成形金型１２は上下方向に型締め動作を行い、基板本体６は一体成形金型１２の内部に封入される。そして、型締後に、樹脂注入口１８を通じて樹脂１７が樹脂成形部１６に充填される。
【００１４】
次に、基板本体６の上面である基板面２１に樹脂１７が密着した状態で一体成形金型１２は冷却され、樹脂成形部１６内に充填された樹脂１７は温度低下に伴って硬化し、Ｖ溝台３の樹脂成形品となる。この際、樹脂１７が基板本体６の基板面２１に密着した状態で硬化するため、基板面２１とＶ溝台３の下面部２２は固着して一体化される。
【００１５】
次に、一体成形金型１２は、上部金型１３と下部金型１４の開放動作を行う。これに伴い、一体成形金型１２内部にて一体に成形されたＶ溝台３と基板本体６が、上部金型１３及び下部金型１４の各々からそれぞれ離型し、外部へ取り出せる状態となる。一体成形金型１２からの成形品の取り出しは、人の手作業でも良いし、成形品放出機構による自動工程であっても良い。
【００１６】
なお、ここでは一体成形金型１２を用いて一体に成形する方法を一例として説明したが、Ｖ溝台３と基板本体６を別々に製作した後に、接着剤を用いた接着或いは樹脂を熱溶着すること等の方法で一体化しても十分な精度が得られる。
【００１７】
以上、Ｖ溝台３と基板本体６の一体成形について説明したが、更に被覆受け部５を一体に成形してＶ溝基板２として完成させる場合、所謂インサート成形により、既に一体に成形されたＶ溝台３と基板本体６を別の一体成型金型の内部にインサートする形で、樹脂による被覆受け部５を一体に成形してやっても良い。また、被覆受け部５を単独成形したうえで、前述の一体に成形されたＶ溝台３と基板本体６に接着剤等を用いて接着して一体化しても良いし、樹脂を熱溶着することによって一体化しても良い。
【００１８】
なお、Ｖ溝台３及び被覆受け台７の樹脂材料については、樹脂の中でも特に強度や熱等の耐環境性に優れるガラス材混入の樹脂材料を使用するのが好ましい。更に好ましくは、ガラス材混入樹脂材料の中でも特に線膨張係数が低いガラス材混入エポキシ樹脂を用いる。
【００１９】
図４は、本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の他の形態である。
摺状被覆固定面５２は図３における被覆受け台７の被覆固定面５１を摺状表面仕上げとしたものであり、面粗度が大きくなるようざらつきを与えている。この摺状被覆固定面５２に光ファイバ８ｂの被覆部１０を接着剤等で固定した場合、面粗度の低い滑らかな面に接着した場合に比べ、接着強度が大幅に向上する。よって、光ファイバ８ａ、８ｂを引っ張る等した場合の光ファイバアレイ１の引っ張り強度も大幅に向上する。なお、摺状被覆固定面５２の面粗度を大きくする方法については、単に摺状面とすることに限定されず、例えば表面を格子状しても良いし、小突起が並べられた形状にしても良い。何れの場合においても、被覆受け台７が樹脂成形品であれば面祖度を大きくするための形状変更を行うことに支障はなく、加工コストが上昇することもない。摺状被覆固定面５２の形状に関する部分以外の、光ファイバアレイに関するその他の仕様については、図３を基に説明した内容と同様である。
【００２０】
図５は、本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を具備した光ファイバアレイと光導波路を組み合わせた光部品の実使用例である。
本例においては、本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を具備した光ファイバアレイ１が、光を内部で伝導する光部品である光導波路２３の両端に接続されており、これによって、２つの光ファイバアレイ１の間において光を中継伝導する形になっている。ここでは光ファイバアレイ１に光導波路２３を接続する形で光ファイバアレイ１と他の光部品の接続を説明しているが、接続される光部品はここで示す光導波路２３のようなものには限定されず、他の光部品にも接続して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の製造方法を示す図である。
【図３】本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を具備した光ファイバアレイを示す図である。
【図４】本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板の他の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明における光ファイバアレイ用Ｖ溝基板を具備した光ファイバアレイと光導波路を組み合わせた光部品接続の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…光ファイバアレイ、２…Ｖ溝基板、３…Ｖ溝台、４…Ｖ溝面、５…Ｖ溝、６…基板本体、７…被覆受け台、８ａ、８ｂ…光ファイバ、９…裸光ファイバ、１０…被覆部、１１…蓋、１２…一体成形金型、１３…上部金型、１４…下部金型、１５…基板挿入部、１６…樹脂成形部、１７…樹脂、１８…樹脂注入口、２０…Ｖ形状部、２１…基板面、２２…下面部、２３…光導波路、５１…被覆固定面、５２…摺状被覆固定面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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