(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化が図れると同時に、低光損失で２以上の光を合波し、出射部側のコア表面及び／又は投影像において、各波長の光の強度分布を均一である合波光を得ることができる光伝送部材とその製造方法及び光合波装置、それらを用いた光源ユニット、照明装置、画像投影装置を提供する。【解決手段】光が伝搬する第１コア１と及び第２コア２とを有し、第１コア１よりも第２コア２の屈折率が低く、第１コア１と第２コア２のそれぞれの光軸に対して略平行な側面の一部が接触を開始する接続部１６を有し、接続部１６から、略同一方向に第１コア１と第２コア２が延在する略平行延在部１８を有する光伝送部材、その製造方法及び光合波装置、それらを用いた光源ユニット、照明装置、画像投影装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が伝搬する第１コア及び第２コアとを有し、
前記第１コアよりも前記第２コアの屈折率が低く、
前記第１コアと第２コアのそれぞれの光軸に対して略平行な側面の一部が接触を開始する接続部を有し、
前記接続部から、略同一方向に前記第１コアと第２コアが延在する略平行延在部を有する光伝送部材。
【請求項２】
さらに第１クラッド層を有し、該第１クラッド層上に、前記第１コアと前記第２コアとを有する請求項１に記載の光伝送部材。
【請求項３】
前記略平行延在部において、前記第１コアと前記第２コアとの側面同士が接触している請求項１又は２に記載の光伝送部材。
【請求項４】
前記略平行延在部において、前記第２コアが、さらに前記第１コアの上面を覆う請求項１〜３のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項５】
前記第１コアと前記第２コアとが、少なくとも一部で間隙を挟んで延在している独立部を有する請求項１〜４のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項６】
前記第２コアを２つ以上有し、前記第１コアの両側から、それぞれ１つ以上の第２コアが接触を開始する請求項１〜５のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項７】
前記第１コアの前記独立部の少なくとも一部が、側面又は／及び上面を第２クラッド層で覆われている請求項５又は６に記載の光伝送部材。
【請求項８】
前記略平行延在部において、延在方向に対する垂直断面の、前記第１コアの断面積が、前記接続部から前記略平行延在部方向に向かって徐々に拡大する第１テーパ部を有する請求項１〜７のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項９】
前記断面積の拡大は、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた前記第１コアの幅を拡大することによる請求項８に記載の光伝送部材。
【請求項１０】
前記略平行延在部において、延在方向に対する垂直断面の前記第２コアの断面積Ａと前記第１コアの断面積Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が、前記接続部から前記略平行延在部方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ａを有する請求項１〜９のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項１１】
前記略平行延在部において、延在方向に対する垂直断面の前記第２コアの断面積が、前記接続部から前記略平行延在部方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ｂを有する請求項１〜１０のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項１２】
前記略平行延在部において、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた第２コアの幅を、前記接続部から前記略平行延在部方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ｃと、前記幅を徐々に拡大する第２テーパ部Ｄと、を有する請求項１〜１１のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項１３】
前記第２テーパ部Ａ、前記第２テーパ部Ｂ及び前記第２テーパ部Ｃの少なくともいずれかのテーパ部の少なくとも一部が、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた第２コアの幅を縮小して、第２コアの断面積が小さくなる第２テーパ部Ｅである請求項１０〜１２のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項１４】
前記第２テーパ部Ｄの少なくとも一部が、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた第２コアの幅を縮小して、第２コアの断面積が小さくなる第２テーパ部Ｆである請求項１２又は１３に記載の光伝送部材。
【請求項１５】
前記独立部の前記第２コアの光軸上に、第３コアを有する請求項５〜１４のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項１６】
前記略平行延在部の前記接続部と反対方向に、合波伝搬部を有し、該合波伝搬部が第４コアを有する請求項１〜１５のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項１７】
前記第１コア及び前記第２コアのそれぞれに光が入射される光入射部を有する請求項１〜１６のいずれかに記載の光伝送部材。
【請求項１８】
前記入射される光が、それぞれ異なる波長の光である請求項１７に記載の光伝送部材。
【請求項１９】
前記請求項１〜１８のいずれかに記載の光伝送部材と、２以上の発光点からの光を該光伝送部材の光入射部へ出射する発光素子と、を有する光合波装置。
【請求項２０】
前記発光素子が、赤色、緑色、及び青色となる特定の波長を有する光を３つの発光点から前記光伝送部材の光入射部へ出射する請求項１９に記載の光合波装置。
【請求項２１】
前記発光素子が、前記光伝送部材の第１コアに前記青色の光を出射する請求項２０に記載の光合波装置。
【請求項２２】
前記請求項２０又は２１に記載の光合波装置を用いた光源ユニット。
【請求項２３】
前記請求項２０又は２１に記載の光合波装置を用いた照明装置。
【請求項２４】
前記請求項２０又は２１に記載の光合波装置を用いた画像投影装置。
【請求項２５】
前記請求項１〜１８に記載の光伝送部材の製造方法であって、前記第２コアと前記第２クラッド層を同時にパターン化する工程、前記第２コアと前記第４コアを同時にパターン化する工程、前記第１コアと前記第３コアを同時にパターン化する工程、及び、前記第１コアと前記第４コアを同時にパターン化する工程の少なくとも一つ以上の工程を有する光伝送部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光伝送部材とその製造方法及び光合波装置、それらを用いた光源ユニット、照明装置、画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の光源から出射される異なる波長の光を合波する波長多重光合波装置として、様々な提案がなされている。
例えば、特許文献１では、複数の光源から出射された光を第１ファイバ合波器において合波して第１の合波光を形成する複数のファイバ合波光源ユニットからマルチモード光ファイバによって第１の合波光を導波させ、第２ファイバ合波器においてさらに合波して第２の合波光を形成する合波光源についての発明が開示されている。特許文献１では、複数の光源から出射される光を合波して高出力、高輝度な合波光を得るための合波光源が提供されている。
また、特許文献２では、面発光素子の近接した２以上の発光点から入射した２以上の異なる波長の光を合波して伝搬した後、合波した光を波長選択フィルターにより分波して波長多重伝搬することができる複合化された波長多重光伝搬路構造についての発明が開示されている。特許文献２では、当該波長多重光伝搬構造により、短距離光伝搬で用いられる光伝搬路において更なる低コスト化、小型化、大容量化が図れる光伝搬技術が提供されている。
なお、ここで述べている光源とは、レーザーやＬＥＤなどの発光素子のほか、これらの発光素子が結合された光ファイバや光伝送部材なども含まれる。
【０００３】
このような波長多重光合波装置の中でも、例えば、内視鏡、小型のプロジェクタ（ピコプロジェクタ）、ヘッドマウントディスプレイ（めがね形状の画像投影装置）等に用いられるような、小型で、かつ複数の異なる波長の光を合波して白色光を出射する照明装置及び画像投影装置では、出射光が照らした被照射部において、それぞれの波長の光の強度分布にむらがなく、どの波長の光においても分布形状が等しいことが求められる。
ところが、特許文献１記載の合波光源では、この光の強度分布の均一性については触れられておらず、また、小型化の手段についても提案されていない。特許文献１の合波光源で、光の強度分布を均一化するには、伝搬路を長くせざるを得ず、装置全体を大型化してしまう。
また、特許文献２でも、光の損失については言及しているが、光の強度分布を均一にする手段については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４１３４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１９９０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題の解決を鑑みたものであり、小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波し、出射部側のコア表面及び／又は投影像において、各波長の光の強度分布を均一である合波光を得ることができる光伝送部材及びその製造方法、当該光伝送部材を備えた光合波装置、当該光合波装置を用いた光源ユニット、照明装置、並びに、画像投影装置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】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、光が伝搬する第１コアと及び第２コアとを有し、前記第１コアよりも前記第２コアの屈折率が低く、前記第１コアと第２コアとの少なくともそれぞれの光軸に対して略平行な側面の一部が接触を開始する接続部を有し、前記接続部から、略同一方向に前記第１コアと第２コアが延在する略平行延在部を有する光伝送部材とすることで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見にもとづいて完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（１）光が伝搬する第１コア及び第２コアとを有し、  前記第１コアよりも前記第２コアの屈折率が低く、  前記第１コアと第２コアのそれぞれの光軸に対して略平行な側面の一部が接触を開始する接続部を有し、前記接続部から、略同一方向に前記第１コアと第２コアが延在する略平行延在部を有する光伝送部材、
（２）さらに第１クラッド層を有し、該第１クラッド層上に、前記第１コアと、前記第２コアとを有する（１）に記載の光伝送部材、
（３）前記略平行延在部において、前記第１コアと前記第２コアとの側面同士が接触している（１）又は（２）に記載の光伝送部材、
（４）前記略平行延在部において、前記第２コアが、さらに前記第１コアの上面を覆う（１）〜（３）のいずれかに記載の光伝送部材、
（５）前記第１コアと前記第２コアとが、少なくとも一部で間隙を挟んで延在している独立部を有する（１）〜（４）のいずれかに記載の光伝送部材、
（６）前記第２コアを２つ以上有し、前記第１コアの両側から、それぞれ１つ以上の第２コアが接触を開始する（１）〜（５）のいずれかに記載の光伝送部材、
（７）前記第１コアの前記独立部の少なくとも一部が、側面又は／及び上面を第２クラッド層で覆われている（５）又は（６）に記載の光伝送部材、
（８）前記略平行延在部において、延在方向に対する垂直断面の、前記第１コアの断面積が、前記接続部から前記略平行延在部方向に向かって徐々に拡大する第１テーパ部を有する（１）〜（７）のいずれかに記載の光伝送部材、
（９）前記断面積の拡大は、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた前記第１コアの幅を拡大することによる（８）に記載の光伝送部材、
（１０）前記略平行延在部において、延在方向に対する垂直断面の前記第２コアの断面積Ａと前記第１コアの断面積Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が、前記接続部から前記略平行延在部方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ａを有する（１）〜（９）のいずれかに記載の光伝送部材、
（１１）前記略平行延在部において、延在方向に対する垂直断面の前記第２コアの断面積が、前記接続部から前記略平行延在部方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ｂを有する（１）〜（１０）のいずれかに記載の光伝送部材、
（１２）前記略平行延在部において、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた第２コアの幅を、前記接続部から前記略平行延在部方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ｃと、前記幅を徐々に拡大する第２テーパ部Ｄと、を有する（１）〜（１１）のいずれかに記載の光伝送部材、
（１３）前記第２テーパ部Ａ、前記第２テーパ部Ｂ及び前記第２テーパ部Ｃの少なくともいずれかのテーパ部の少なくとも一部が、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた第２コアの幅を縮小して、第２コアの断面積が小さくなる第２テーパ部Ｅである（１０）〜（１２）のいずれかに記載の光伝送部材、
（１４）前記第２テーパ部Ｄの少なくとも一部が、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた第２コアの幅を縮小して、第２コアの断面積が小さくなる第２テーパ部Ｆである（１２）又は（１３）に記載の光伝送部材、
（１５）前記独立部の前記第２コアの光軸上に、第３コアを有する（５）〜（１４）のいずれかに記載の光伝送部材、
（１６）前記略平行延在部の前記接続部と反対方向に、合波伝搬部を有し、該合波伝搬部が第４コアを有する（１）〜（１５）のいずれかに記載の光伝送部材、
（１７）前記第１コア及び前記第２コアのそれぞれに光が入射される光入射部を有する（１）〜（１６）のいずれかに記載の光伝送部材、
（１８）前記入射される光が、それぞれ異なる波長の光である（１７）に記載の光伝送部材、
（１９）前記（１）〜（１８）のいずれかに記載の光伝送部材と、２以上の発光点からの光を該光伝送部材の光入射部へ出射する発光素子と、を有する光合波装置、
（２０）前記発光素子が、赤色、緑色、及び青色となる特定の波長を有する光を３つの発光点から前記光伝送部材の光入射部へ出射する（１９）に記載の光合波装置、
（２１）前記発光素子が、前記光伝送部材の第１コアに前記青色の光を出射する請求項（２０）に記載の光合波装置、
（２２）前記（２０）又は（２１）に記載の光合波装置を用いた光源ユニット、
（２３）前記（２０）又は（２１）に記載の光合波装置を用いた照明装置、
（２４）前記（２０）又は（２１）に記載の光合波装置を用いた画像投影装置、
（２５）前記（１）〜（１８）に記載の光伝送部材の製造方法であって、前記第２コアと前記第２クラッド層を同時にパターン化する工程、前記第２コアと前記第４コアを同時にパターン化する工程、前記第１コアと前記第３コアを同時にパターン化する工程、及び、前記第１コアと前記第４コアを同時にパターン化する工程の少なくとも一つ以上の工程を有する光伝送部材の製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光伝送部材は、小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波し、出射部側のコア表面及び／又は投影像において、各波長の光の強度分布が均一である合波光を得ることができる光伝送部材である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の光伝送部材の一態様を示す断面図である。
【図２】本発明の光伝送部材の別の態様を示す断面図である。
【図３】本発明の光伝送部材の別の態様を示す断面図である。
【図４】本発明の光伝送部材のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】本発明の光伝送部材のＢ−Ｂ’断面図である。
【図６】本発明の光伝送部材のＣ−Ｃ’断面図である。
【図７】本発明の光伝送部材のＤ−Ｄ’断面図である。
【図８】本発明の光伝送部材のＥ−Ｅ’断面図である。
【図９】本発明の光伝送部材のＦ−Ｆ’断面図である。
【図１０】本発明の光伝送部材のＧ−Ｇ’断面図である。
【図１１】図１及び図３に示す本発明の光伝送部材のＤ−Ｄ’からＥ−Ｅ’までの光の伝搬様式を模式的に表した図である。
【図１２】図２に示す本発明の光伝送部材のＤ−Ｄ’からＦ−Ｆ’までの光の伝搬様式を模式的に表した図である。
【図１３】図１及び図３に示す本発明の光伝送部材のＥ−Ｅ’からＦ−Ｆ’までの光の伝搬様式を模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の光伝送部材は、図１〜図３に示すように、光が伝搬する第１コア１と第２コア２とを有し、第１コア１よりも第２コア２の屈折率が低く、第１コア１と第２コア２のそれぞれの光軸（第１コア１の光伝搬軸）に対して略平行な側面の一部が接触を開始する接続部１６を有し、接続部１６から、略同一方向に第１コア１と第２コア２が延在する略平行延在部１８を有する光伝送部材である。
即ち、図１〜図３において、接続部１６とは、Ｄ−Ｄ’断面であり、略平行延在部１８とはＤ−Ｄ’断面より右側である。また、各図においてＦ−Ｆ’断面より右側は合波伝搬部ということもある。
これにより、第２コア２に入射された光が、接続部１６以降（略平行延在部１８を含む）で、屈折率の高い第１コア１へのモード変換や、第１コア１への屈折や、第１コア１及び第２コア２との界面散乱や、第１コア１及び／又は第２コア２内の屈折率のよどみ等による散乱などによって、第１コア１を伝搬するようになる。
また、第１コア１にも光が入射されると、接続部１６より第２コア２に入射されたそれぞれの光が、接続部１６以降の第１コア１にて合波される。
【００１１】
本発明の光伝送部材は、図１〜図３に示すように、発光素子等からの光を入射する光入射部１９を有し、２以上の発光点からの光を入射すると好ましい。また、合波された光を出射する光出射部２０を有している。また、本発明の光伝送部材は、第２コア２を２つ以上有し、第１コア１の両側から、それぞれ１つ以上の第２コア２が接触を開始して接続していてもよい。これにより、３つ以上の光入射部１９からの光を合波することができる。例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視光線を合波することによって白色光を得ることや、それらの出力を適宜調整することによって、所望の色合いの合波光を得ることができる。有機材料で本発明の光伝送部材を形成する場合、有機材料は紫外線領域に吸収帯を有することが多く、短波長よりも長波長の方が、透過率が落ちることが多い。そのため、ほぼ直線の光路で、構造起因の光損失が発生しにくい第１コア１から最も長波長の青（Ｂ）を入射するとよい。もし、最も透過率が悪い光が他の色の光の場合、その光を第１コア１へ入射するとよい。
【００１２】
本発明の光伝送部材は、第１コア１や第２コア２よりも屈折率の低い第１クラッド層５上に、第１コア１と第２コア２とを設けるとよい。これにより所望の位置、所望の形状、同一平面上で第１コア１及び第２コア２を接続できる。また、所望の位置に光入射部１９や、光出射部２０を設けやすくなる。
【００１３】
また、図１〜図３に示すように、略同一方向に第１コア１と第２コア２とが、少なくとも一部の側壁同士が接触している略平行延在部１８を有するとよい。これによって、第１コア１へ光路変化される距離が十分に確保できるため、効率よく第２コア２から第１コア１への光路変化が行える。上記の観点から、略平行延在部１８は、図１、３に示すように、光が伝搬する第１コア１と第２コア２との側面同士が間隙を置かず直接接続している箇所を全体に亘って有するとよい。
【００１４】
図８に示すように第２コア２が、さらに第１コアの上面を覆ってもよい。これにより、接続部１６以降で光が伝搬する最も主要な部位である第１コア１を第２コア２で保護することができる。また、第１コア１と第２コア２との上面の位置を同一にすることが困難な場合（段差が生じてしまう場合）、第２コア２で第１コア１の上面を覆うことにより、第１コア１及び第２コア２からなる光軸垂直断面形状が、略矩形となり、第１コア１や第２コア２から外部に漏れ出す光を低減することができる。
【００１５】
本発明の光伝送部材には、さらに第１コア１と第２コア２とが、少なくとも一部で間隙（空隙又は／及び第３クラッド層７）を挟んで延在している独立部１７を有するとよい。これにより、複数の光入射部１９の位置が離れている場合にも、第１コア１及び第２コア２を光路としてそれぞれ用いて、接続部１６へ導くことができる。また、独立部１７を用いることにより、それぞれの光入射部１９の位置によらず、接続部１６において、所望する光軸に対する垂直断面積を得ることができ、一定の光損失に抑えることができる。
【００１６】
また、独立部１７において、第１コア１の少なくとも一部が、側面又は／及び上面を第２クラッド層６で覆われているとよい。第２クラッド層６は、第１クラッド層５又は／及び第３クラッド層７よりも屈折率が高く、第１コア１よりも屈折率が低い層とすることで、第１コア１と周囲を取り巻くクラッド層との屈折率差を低減することができる。これにより、第１コア１を伝搬する光の開口数（Ｎ．Ａ．）を小さくすることができ、高次モードの発生を抑制できるため、独立部１７において第１コア１を伝搬する光が、接続部１６以降に第２コア２へ漏れ出すことを抑制することができる。
【００１７】
第２クラッド層６は、上記の屈折率条件を満たす第２コア２と同一材料からなるとよい。これにより、第２コアと同一材料から形成できるため、使用する材料の種類を低減できる。また、同一工程で作製可能となるため工程の簡略化が可能となる。また、第２コア２と第２クラッド６の高い位置精度を得られるためより好ましい。
【００１８】
本発明の光伝送部材には、図１や図２に示すように、さらに第２コアの独立部１７の光軸上に第３コア３を有し、第２コア２と第３コア３が接続しているとよい。これにより、第１コアに設けられた光入射部１９と略同一形状の光入射部１９を、第３コア３を用いて得ることができるため、同一条件（同一の結合損失等）の光の入射が行える。
【００１９】
第３コア３と第２コア２との良好な光の授受における結合損失の観点から、それらの間には間隙を有さないで接触しているとよく、第３コア３の少なくとも一部が、図５に示すように、側面又は／及び上面を第２クラッド層６と同一材料の第２コア２で覆われていると、第３コア３から第３コア３よりも断面積の大きな第２コア２へ光が伝搬することとなり、さらに結合損失を抑制できるためよい。
【００２０】
第３コア３は、さらに第１コア１と同一材料からなると、上記の形状が得られやすく、使用する材料の種類を低減できる。また、同一工程で作製可能となるため工程の簡略化が可能となる。また、第１コア１と第３コア３とに設けられた光入射部１９の高い位置精度を得られるためより好ましい。
【００２１】
また、本発明の光伝送部材には、図１〜図３に示すように略平行延在部１８の接続部１６と反対方向（Ｆ−Ｆ’断面より右側）に合波伝搬部を設け、その中の、前記第１コア１の光軸上に第４コア４を有するとよい。第４コア４を有する合波伝搬部は、合波された合波光を伝搬する部位であり、直線や曲線を描くことで光出射部２０を所望の位置に設けることができる。また、合波された合波光は距離と共に均一な分布になりやすいため、第４コア４を設けることにより、均一な分布の合波光を得やすい。
【００２２】
第４コア４は、前記第１コア又は／及び第２コアと同一材料からなると、使用する材料の種類を低減できる。また、同一工程で作製可能となるため工程の簡略化が可能となる。また、第１コア１や第２コア２と第４コア４との高い位置精度を得られるため光の結合損失を抑制できる観点からより好ましい。
【００２３】
図４〜図１０に示すように、第１コア１、第２コア２、第３コア３、及び第４コア４の少なくとも一つが、第１コア１、第２コア２、第３コア３、及び第４コア４よりも屈折率の低い第３クラッド層７に埋設されているとよい。これにより、埋設された第１〜第４コアを保護することが可能となる。また、例えば筐体等に本光伝送部材を組み込む場合にも、接着剤や固定剤等の影響による光伝搬損失の悪化を抑制できるため好ましい。上記の観点から、第１〜第４コアの全てが第３クラッド層７に埋設されているとよい。
【００２４】
本発明の光伝送部材では、第１コア１の略平行延在部１８において、少なくとも一部に、延在方向に対する垂直断面積が、接続部１６から略平行延在部１８方向に向かって徐々に拡大する第１テーパ部８を有するとよい。ここで、延在方向とは、通常、第１コアの光軸方向である。これにより、第２コア２に対する第１コア１の垂直断面積比を徐々に拡大することができ、独立部１７で第２コア２に入射された光も第１コア１に存在する確率が増大するため、少なくとも出射部で合波光を得られやすくなる。また、独立部１７で第２コア２に入射された光も第１テーパ部８を通過することによって略平行光化（第１コア１の光軸２２に対する角度が、小さくなること）され、その一部は、第１コア１にとどまり、第１コア１を伝搬する光と合波される。また、第１コア１は第２コア２と比べて屈折率が高いため、第２コア２から、第１テーパ部８に入射する光は屈折する。このため単位長あたり第２コア２壁面の反射回数を多くすることができ、第１コア１内に光が留まる確率が上昇する。
なお、独立部１７において第１コア１から入射された光は、ほぼ直線状の伝搬となるため、構造起因の光損失は小さい。
【００２５】
容易に第１テーパ部８を設ける方法としては、図８及び図９のＥ−Ｅ’〜 Ｆ−Ｆ’断面図に示すように、前記延在方向に対する垂直断面の上面よりみた（即ち、図１〜３の視点からみた）前記第１コアの幅を拡大すること（換言すれは、第１クラッド層５に平行方向かつ略平行延在部１８の延在方向に対して垂直方向の幅を拡大すること）により断面積を大きくする方法が挙げられる。
【００２６】
また、本発明の光伝送部材では、図１１〜図１３に示すように第２コア２には、略平行延在部１８において、延在方向に対する垂直断面の第２コアの断面積Ａと第１コアの断面積Ｂの比（Ａ／Ｂ）が、接続部１６から略平行延在部１８方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ａ１０を有するとよい。これにより、第２コア２に対する第１コア１の垂直断面積比を徐々に拡大することができ、独立部１７で第２コア２に入射された光も第１コア１に存在する確率が増大するため、少なくとも出射部２０で合波光を得られやすくなる。
【００２７】
また、図１１〜図１３に示すように略平行延在部１８において、延在方向に対する垂直断面の第２コアの断面積が、接続部１６から略平行延在部１８方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ｂ１１を有してもよい。これにより、独立部１７で第２コア２に入射された光は、第２テーパ部Ｂによって第１コア１へスポット径（第１コア１及び第２コア２の垂直断面）を小さくしながら集光できる。
【００２８】
また、本発明の光伝送部材の第２コア２には、図１、図３、図１３に示すように略平行延在部１８において、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた（即ち、図１〜３の視点からみた）第２コアの幅（換言すれば、第１クラッド層５に平行方向かつ略平行延在部１８の延在方向に対して垂直方向の幅）を、接続部から略平行延在部方向に向かって徐々に縮小する第２テーパ部Ｃ１２と、前記幅を徐々に拡大する第２テーパ部Ｄ１３を第２テーパ部Ｃ１２よりも光出射部側に有してもよい。第２テーパ部Ｃ１２により、独立部１７で第２コア２に入射された光を集光して第１コア１に集光すると共に、第２テーパ部Ｄ１３にて、第２コア２に存在する光を略平行光化することができる。
【００２９】
さらに、図１、図３、図１３に示すように、第１コアで形成されている第１テーパ部８が、第２コアと第２テーパ部Ｄ１３に覆われているとよりよい。これにより、第２テーパ部Ｄ１３が幅を拡大すると共に、垂直断面積を小さくすることも、第１コア１に対する第２コア２の垂直断面積比を小さくすることも可能となる。また、第２テーパ部Ｄ１３によって略平行光化された光は、第１テーパ部８の側面から入射され、その少なくとも一部は、第２コア２に出ることなく第１コア１内に留まりやすくなる。また、第２テーパＤ１３での反射回数を重ねるうちに、略平行光化が進み、より第１コア１内に多くの光が留まるようになる。また、第１コア１内に留まらず、第１コア１を透過する光も、屈折により略平行光化されるため、より効率的に第１コア１内に留まりやすくなる。また、第１コア１は第２コア２と比べて屈折率が高いため、第２コア２から、第１テーパ部８に入射する光は屈折する。このため単位長あたりの略平行光化に寄与する第１テーパ部８での屈折及び第２テーパ部Ｄ１３での反射の回数を多くすることができるため、効率的に略平行光化が進み、第１コア１内へ留まりやすくなる。第１コア１内へ留まることによって、第１コア１を伝搬する光と、第１コア１内で合波が行える。上記の条件のうち、少なくとも第２コア２の垂直断面積を小さくする第２テーパ部Ｄ１３は、第２テーパ部Ｆ１５とする。
なお、ここで第１テーパ部とは、図１，図３，図１３において示されるように、上面（即ち図１，３，１３の視点）より見た第１コアの両側面で形成されるテーパー形状を意味し、第２テーパ部とは、図１，図２，図３，図１１，図１２，図１３において示されるように、上面（即ち各図の視点）より見た第２コア全体（即ち、各図のように２本の第２コアがある場合は、それらを合わせた全体）の両側面で形成されるテーパ形状を意味する。
【００３０】
第２テーパ部Ａ１０、第２テーパ部Ｂ１１、第２テーパ部Ｃ１２の少なくともいずれかのテーパ部の少なくとも一部が、延在方向に対する垂直断面の、上面より見た第２コアの幅（換言すれば第１クラッド層面平行方向かつ略平行延在部の延在方向に対して垂直方向の幅）を、接続部１６から略平行延在部方向に向かって徐々に縮小して断面積を小さくする第２テーパ部Ｅ１４であると好ましい。また、前記第２テーパ部Ｄの少なくとも一部が、延在方向に対する垂直断面の、上面よりみた第２コアの幅を、接続部１６から略平行延在部方向に向かって徐々に縮小して、第２コアの断面積が小さくなる第２テーパ部Ｆ１５であると好ましい。このようにすることで、容易にテーパを設けることができる。
以下、本発明の光伝送部材に用いる各部材について詳細に説明する。
【００３１】
［第１コア］
本発明の光伝送部材に用いられる第１コア１は光が伝搬する光伝搬路の一つであり、第２コア２、第１クラッド層５、第２クラッド層６、第３クラッド層７よりも屈折率が高く、伝搬する光の波長に対して、光伝送に問題が出ない程度の透明性を有しているとよい。
第１コア１と第２コア２、第１クラッド層５、第２クラッド層６、又は第３クラッド層７との屈折率差は、以下の式（１）で表される屈折率差が、０．１〜６．０％（下式に１００を乗じた値）であるとよく、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、１．０〜６．０％であるとよりよく、２．０〜６．０％であるとさらによい。
（屈折率差）＝（ｎ12−ｎ22）1/2／（２×ｎ12）   （１）
＊高屈折率側の層の屈折率；ｎ1、低屈折率側の層の屈折率；ｎ2
【００３２】
［第１コア材料と形成プロセス］
第１コア１の材料としては特に限定はなく、上記の屈折率を満たす石英、ガラス、シリコン基板、樹脂フィルム等が好適に挙げられる。石英やガラスの場合は、ファイバ状のものも用いることができ、光ファイバの芯線（光が伝搬する部位）等が好適に用いられるが、任意の位置や形状への加工性の観点から樹脂フィルムであるとより好ましく、フォトリソグラフィー加工や、凹版形成、射出成形できる材料であるとよりよい。また、第１コア１以外の部位（例えば第２クラッド層６や第２コア２）も立体に配置する観点から、フォトリソグラフィー加工を用いると他の部位との高い位置精度が得られるためさらによい。フォトリソグラフィー加工の方法としては、第１クラッド層１上に第１コア形成用樹脂ワニスや第１コア形成用樹脂フィルムを塗布、ラミネート、プレス等にて積層した後に、あらかじめ層状に形成した第１コア１形成用樹脂層の上にパターン形成用レジストを配置し、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等にて所望の形状に第１コア１を加工し、その後にパターン形成用レジストを除去する方法や、感光性の第１コア１形成用樹脂組成物を上記と同様に第１クラッド層５上に積層した後に、所望の形状が描画されたフィルムマスクやガラスマスクを介して活性光線を照射あるいは活性光線のビーム光で所望の形状に直接描画し、エッチング液にて未硬化の第１コア１形成用樹脂組成物を除去することによってパターン化することができる。
ワニス状の樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコータ、グラビアコーター等を用いることによってできる。ワニスは、あらかじめ溶媒等で希釈した後に上記の方法等で塗布し、溶媒を乾燥して形成してもよい。樹脂フィルムの積層方法としては、ロールラミネータ、真空ロールラミネータ、平板ラミネータ、真空平板ラミネータ、常圧プレス、真空プレス等を用いて適宜圧力や温度等を加えることによって積層できる。
また、感光性の第１コア１形成用樹脂組成物は、活性光線を照射した部位が硬化するネガ型でも活性光線を照射した部位が軟化し、エッチングで除去されるポジ型でもどちらでもよい。このときのエッチング液（現像液）の種類としては特に限定はなく、各種溶剤や、アルカリ溶液、それらの混合液等が用いられる。
【００３３】
［第１コアの形状］
第１コア１の平面視方向からの形状は、略直線又は／及び略曲線であることが好ましい。上記の略直線／略曲線とは、分岐路や、分断された光路ではなく、一連の光路であることを意味する。これにより、第１コア１を伝搬する光の構造起因の光損失を低減することができる。第１コア１の平面視方向からの光軸に対する垂直方向の幅は、８μｍ〜１．０ｍｍであると低損失な伝搬ができ、第１コア１に第２コア２からの光を効率的にとどめる観点から、より好ましくは２０μｍ〜５００μｍであり、光出射部２０のスポット径を小さくし、受光素子との良好な結合損失を得る観点から、２０μｍ〜２００μｍであるとさらに好ましい。
第１コア１の第１クラッド層５表面からの高さは、低ければ光出射部２０と受光素子との良好な結合損失が得られ、大きいと光入射部１９と発光素子との良好な結合損失が得られる。上記の観点から第１コア１の高さは、８μｍ〜１．０ｍｍであるとよく、加工性の観点から、２０μｍ〜５００μｍであるとよく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第１コア１形成用樹脂の成膜性の観点から、２０μｍ〜１５０μｍであるとさらによい。
【００３４】
［第１テーパ部］
また、第１コア１には略平行延在部１８にて延在方向（即ち第１コアの光軸方向）の垂直断面積が徐々に大きくなる第１テーパ部８を設けるとよい。第１テーパ部８の光軸２２となす角は、０．１〜４５°であるとよく、第１コア１を伝搬する光や、第２コア２から第１コア１に留まった光を略平行光化するのに十分な距離を確保するための観点から、０．１〜１０°であるとよりよく、光出射部２０におけるスポット径を小さくするための観点から、０．１〜３°であるとさらによい。第１テーパ部８の光軸２２方向の長さは、光の伝搬に支障がない範囲であれば特に限定はないが、０．２ｍｍ〜５００ｍｍであるとよく、小型化の観点から、０．２ｍｍ〜２０ｍｍであるとよりよく、材料の透過率に起因する光損失の低減の観点から、０．２ｍｍ〜１０ｍｍであるとさらによい。
【００３５】
［第２コア］
第２コア２は、独立部１７では、第１コア１と間隙を挟んで配置され、接続部１６で第１コア１と直接接続し、略平行延在部１８で、光軸２２に対して略平行方向に延在する第１コア１よりも屈折率の低い光の伝搬部の一つである。接続部１６で第１コア１と接続する第２コアの本数は、１つ以上であればよく、図１〜３に示すように２つであってもよく、それ以上であってもよい。直接第１コア１と接触することによって第１コア１と第２コア２間の光の授受が効率的に行える。ここでの略平行方向とは、第１コア１の光軸２２と第２コア２及び第１コア１との接する面の角度が、０°以上２２．５°以下であることを意味する。第２コア２も第１コア１と同様に伝搬する光の波長に対して、光伝送に問題が出ない程度の透明性を有しているとよい。
第２コア２と第１クラッド層５、第２コア２と第３クラッド層７の屈折率差は、上記の式（１）で表される屈折率差が、０．１〜６．０％であるとよく、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、１．０〜６．０％であるとよりよく、２．０〜６．０％であるとさらによい。
第２コア２の材料は上述した第１コア１と同様の材料で行える。
第２コア２の形成方法は上述した第１コア１と同様の方法で行える。
【００３６】
［第２コアの形状（独立部）］
第２コア２の上面（即ち平面視方向）からの形状は、独立部１７では略直線又は／及び略曲線であることが好ましい。上記の略直線／略曲線とは、分岐路や、分断された光路ではなく、一連の光路であることを意味する。これにより、第２コア２に入射された光の構造起因の光損失を低減することができる。独立部１７における第２コア２の平面視方向からの光軸に対する垂直方向の幅は、８μｍ〜１．０ｍｍであると低損失な伝搬ができ、接続部１６における光軸２２に対して垂直方向の幅を小さくすることによって低損失化を得られる観点から、より好ましくは２０μｍ〜５００μｍであり、２０μｍ〜２００μｍであるとさらに好ましい。
第２コア２の第１クラッド層５表面からの高さは、小さければ光出射部２０と受光素子との良好な結合損失が得られ、大きいと光入射部１９と発光素子との良好な結合損失が得られる。また、第１コア１と同程度の高さであると、第２コア２から効率的に第１コア１に伝搬できる。上記の観点から第１コア１の高さは、８μｍ〜１．０ｍｍであるとよく、加工性の観点から、２０μｍ〜５００μｍであるとよく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第１コア１形成用樹脂の成膜性の観点から、２０μｍ〜１５０μｍであるとさらによい。第１コア１との高さの差は０μｍ以上〜５０μｍであり、より好ましくは０μｍ以上〜３０μｍ、さらに好ましくは０μｍ以上〜１５μｍである。
【００３７】
［第２コアの形状（接続部）］
また、第２コア２の接続部１６での第２コア２を伝搬する光の光軸と、第１コア１の光軸２２となす角は、特に限定はないが、０°以上〜４５°であるとよく、低損失化の観点から、０°以上〜２５°であるとよく、さらに好ましくは、０°以上〜１５°であるとよい。また通常は０℃より大きい。第２コア２側面での反射を低減したい場合には、第１コア１の光軸２２となす角は、図１、図３におけるＥ−Ｅ’の第１コア１中心と、接続部１６における第２コア２中心を結ぶ直線と光軸２２とがなす角度±５°であるとよい。
【００３８】
［第２コアの形状（略平行延在部）］
第２コア２の略平行延在部１８での上面（即ち平面視）からの形状は、少なくとも一部で第１コア１と光軸２２に対して略平行な側面の少なくとも一部が接触している構造であれば、特に限定はなく、接触している面と平行でも、光出射部１９に向かって縮小するテーパを有していても、光出射部１９に向かって拡大するテーパを有していても、それらが混在していてもよい。
【００３９】
［第２テーパ部］
図２に示すように、光出射部１９で均一な光を得る場合には、上記したテーパ部Ａ１０、Ｂ１１、Ｃ１２のいずれか（図中はいずれの条件も満たす）となるように、断面積、上面からみた幅等が縮小するテーパ部を設けると、第２コア２から入射された光は、略平行延在部１８において第２コア２の壁面に反射され、徐々にスポット径が小さくなると共に、第１コア１と第２コア２の合計面積に対する第１コア１の占める面積が大きくなるため、均一な光を得やすくなる。本発明の光伝送部材は、第１コア１を有することにより、単位長あたりの反射回数は、第１コア１がない場合と比較して多くなるため、より短距離で均一光が得ることができる。このときの光軸２２に対する第１テーパ部８のなす角度（勾配）は、０．１°〜４５°であるとよく、低損失化の観点から、０．１°〜２５°であるとよく、さらに好ましくは、０．１°〜１５°であるとよい。テーパ部Ｂ１１、Ｃ１２、Ｅ１４の長さは、光の伝搬に支障がない範囲であれば特に限定はないが、０．２ｍｍ〜５００ｍｍであるとよく、小型化の観点から、０．２ｍｍ〜２０ｍｍであるとよりよく、材料の透過率に起因する光損失の低減の観点から、０．２ｍｍ〜１０ｍｍであるとさらによい。
図１、図３に示すように、光出射部２０で均一な光を得るだけでなく、投影像においても均一な光を得たい場合には、上記したテーパ部Ｅ１４（図中はいずれの条件も満たす。上記テーパ部Ａ１０、Ｂ１１、Ｃ１２と同様の部位）の後に存在するテーパ部Ｄ１３、Ｆ１５のいずれか（図中はいずれの条件も満たす）のように、拡大するテーパを設けると、第２コア２から入射された光は、略平行延在部１８において第２コア２の壁面に反射され、徐々に光軸２２となす角が小さくなり、第１コア１と第２コア２の合計面積に対する第１コア１の占める面積が大きくなるため、均一な光を得やすくなる。このときの光軸２２に対するテーパとの角度は、０．１°〜４５°であるとよく、低損失化の観点から、０．１°〜２５°であるとよく、さらに好ましくは、０．１°〜１５°であるとよい。テーパ部Ｄ１３、Ｆ１５の長さは、光の伝搬に支障がない範囲であれば特に限定はないが、０．２ｍｍ〜５００ｍｍであるとよく、小型化の観点から、０．２ｍｍ〜２０ｍｍであるとよりよく、材料の透過率に起因する光損失の低減の観点から、０．２ｍｍ〜１０ｍｍであるとさらによい。
この箇所の第１コア１に第１テーパ部８が設けられているとさらによい。これにより、第２コア２側面から第１コア１へ入射された光の光軸２２となす角より、第１コア１側面から第２コア２へ出射された光の光軸２２となす角の方が小さくなる。つまり、第１コア１を通過すると、略平行光化される。さらに、第２コア２側面（外部又は第３クラッド層７との界面）で反射された光も徐々に略平行光化される。これらを繰り返すことによって、第１コア１及び第２コア２の全反射条件を満たす光の成分が現れ、さらに屈折及び反射が繰り返されることによって、多くの光の成分が第１コア１に留まりやすくなる。このときの光軸２２に対するテーパ部Ｄ１３との角度は、さらに第１コア１に設けられた第１テーパ８の光軸２２に対する角度以下であると、略平行光化及び、第１コア１と第２コア２の合計断面積に対する第１コア１の占める面積比を効率的に大きくできるためより好ましい。
【００４０】
［第３コア］
本発明の光伝送部材に用いられる第３コア３は光が伝搬する光伝搬路の一つであり、第１クラッド層５、第２クラッド層６、第３クラッド層７よりも屈折率が高く、伝搬する光の波長に対して、光伝送に問題が出ない程度の透明性を有しているとよい。
第３コア３と、第１クラッド層５、第２クラッド層６、又は第３クラッド層７との屈折率差は、上記の式１で表される屈折率差が、０．１〜６．０％であるとよく、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、１．０〜６．０％であるとよりよく、２．０〜６．０％であるとさらによい。
第３コア３の材料は上述した第１コア１と同様の材料で行える。
第３コア３の形成方法は上述した第１コア１と同様の方法で行える。
第３コア３を第１コア１と同一の材料で形成すると、上記の屈折率差を確保することが容易であり、材料の種類を少なくできる。また、第１コア１と同一工程で第３コアを形成すると、第１コア１と第３コア３との高い位置精度を得られやすいためより好ましい。
【００４１】
［第３コアの形状］
第３コア３の平面視からの形状は、図１や図２に示すように、第２コア２の独立部１７の光軸上に第２コア２と接続する形状、又は少なくとも第３コア３の一部が、第２コア２に埋設されるような形状であるとよい。これにより、第１コアに設けられた光入射部１９と略同一形状の光入射部１９を、第３コア３を用いて得ることができるため、同一条件（同一の結合損失等）の光の入射が行える。第３コア３と第２コア３との良好な光の授受における結合損失の観点から、それらの間には間隙を有さないで接続しているとよく、第３コア３の少なくとも一部が、側面又は／及び上面を第２コア２で覆われていると、第３コアから第３コア３よりも断面積の大きな第２コア２へ光が伝搬することとなり、さらに結合損失を抑制できるためよい。上記の観点から、第３コア３の上面（平面視）からみた幅（第２コア２を伝搬する光軸と垂直方向の幅）は、第２コア２の幅以下であるとよく、さらに第２コア２の幅未満であるとよい。第１コア１の光入射部１９と同一の幅であるとさらによい。また、第２コア２が第３コア３を覆うことにより、第２コア２をクラッドとして機能させることができる。上記の観点から第２コア２で第３コア３の全領域を覆っていてもよい。これにより、高次モードの光の出現を抑制でき、低損失で接続部１６以降の合波が可能となる。
第３コア３の高さは、第２コア２の断面と同一高さ又は内包される高さであって、８μｍ〜１．０ｍｍであるとよく、加工性の観点から、２０μｍ〜５００μｍであるとよく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第３コア３形成用樹脂の成膜性の観点から、２０μｍ〜１５０μｍであるとさらによい。第２コア２との高さの差は０μｍ以上〜５０μｍであり、より好ましくは０μｍ以上〜３０μｍ、さらに好ましくは０μｍ以上〜１５μｍである。
また、第３のコアは、図１〜図３に示すように接続部１６よりも光入射部１９側で第２コア２との境界があってもよく、接続部１６よりも光出射部２０側で第２コア２との境界があってもよい。
【００４２】
［第４コア］
本発明の光伝送部材に用いられる第４コア４は光が伝搬する光伝搬路の一つであり、第１クラッド層５、第３クラッド層７よりも屈折率が高く、伝搬する光の波長に対して、光伝送に問題が出ない程度の透明性を有しているとよい。
第４コア４と、第１クラッド層５、第３クラッド層７との屈折率差は、上記の式（１）で表される屈折率差が、０．１〜６．０％であるとよく、光閉じ込め性の観点及び材料の屈折率制御の容易性の観点から、１．０〜６．０％であるとよりよく、２．０〜６．０％であるとさらによい。
また、第４コア４は、前記第１コア又は／及び第２コアと同一材料からなると、使用する材料の種類を低減できる。また、同一工程で作製可能となるため工程の簡略化が可能となる。また、第１コア１や第２コア２と第４コア４との高い位置精度を得られるため光の結合損失を抑制できる観点からより好ましい。
【００４３】
［第４コアの位置と形状］
第４コア４は、略平行延在部の接続部と反対方向に、合波伝搬部を有し、その合波伝搬部内に位置することが好ましい。また、第４コア４の上面（平面視）からの形状は、図１〜図３に示すように、その両側が、少なくとも光出射部１９近傍で光軸方向に対して平行な直線であることが好ましい。直線であると、光出射部１９を形成するために、例えばダイシングソーや、レーザー、研磨等で平滑化する際に、多少の加工位置がずれても同一の形状の光出射部１９を得ることができる。上記の観点から、第４コア４の光軸２２方向の長さは、０．０１μｍ以上であればよく、均一な分布の合波光を得られやすいという観点から５００ｍｍ以下であるとよい。小型化の観点から０．０１μｍ以上〜１０ｍｍであるとよく、０．０１μｍ以上〜５ｍｍ以下であるとさらによい。
また、光軸２２に対して垂直方向の第４コア４の幅の下限は、第４コア４と接続する第１コア１の幅以上であるとよく、同じく第４コア４と接続する第２コア２の幅以上であるとよい。幅の上限は、受光素子との結合損失の観点から、２ｍｍ以下であるとよく、１ｍｍ以下であるとよりよく、５００μｍ以下であるとさらによい。
【００４４】
［第１クラッド層］
本発明の光伝送部材に用いられる第１コア１、第２コア２の下方に設けられる第１クラッド層５は、上述した条件の通り、第１コア１、第２コア２よりも屈折率が低ければ、それらのコアと第１クラッド層５の界面で、全反射を繰り返しながら光が伝搬可能であるため好ましい。上記の条件を満たせば第１クラッド層５の材料としては特に制限はなく、石英、ガラス、樹脂等が用いられる。
【００４５】
［第１クラッド層の形成方法］
中でも加工性の観点から樹脂であるとよく、第１クラッド層５の形成方法としては、例えば、ワニス状のクラッド層形成用樹脂を塗布したり、フィルム状のクラッド層形成用樹脂をラミネートやプレス等を用いて被写体上に積層して第１クラッド層５とする方法が挙げられる。塗布や積層した後に硬化する観点から熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂、光／熱併用硬化性樹脂が好ましい。
【００４６】
［第１クラッド層の厚み］
樹脂を用いた場合の、第１クラッド層５の厚みとしては特に限定はないが、第１コア、第２コアの光の閉じ込め性の観点から５μｍ以上であると好ましく、厚い樹脂層の形成性の観点から２００μｍ以下であるとよい。厚みの制御の観点から１０μｍ以上、１００μｍ以下であるとより好ましく、低背化の観点から１０μｍ以上、５０μｍ以下であるとさらに好ましい。
なお、第１クラッド層５は、単層であっても、複数層からなっていてもよく、それらの少なくとも一層以上がパターン化されていてもよい。また、後述する第３クラッド層７と同じ材料であっても異なる材料であってもよい。
また、第１クラッド層５が、板状の石英やガラスからなる場合には、４０μｍ〜１０ｍｍの範囲であるとよい。
【００４７】
［第２クラッド層］
独立部１７において、第１コア１の少なくとも一部が、側面又は／及び上面を第２クラッド層６で覆われているとよい。上述した条件の通り、第２クラッド層６は、第１クラッド層５又は／及び第３クラッド層よりも屈折率が高く、第１コア１よりも屈折率が低い層とするとよい。また、パターン化する必要があるため、上述した第２コア２と同様のパターン化し得る材料を用いるとよい。
また、第２クラッド層６は、第２コアと同一材料からなると、上記の条件を満たし、さらに使用する材料の種類を低減できる。また、同一工程で第２コア２と第２クラッド層６を作製可能となるため工程の簡略化が可能となる。また第２コア２と第２クラッド層６との高い位置精度を得られる。
【００４８】
［第２クラッド層の形状］
また、第２クラッド層６光軸２２に対する垂直方向の幅の下限は、第１コア１の一方の側面より５μｍ以上広い（両側で１０μｍ）と光の閉じ込め性が良好になるため好ましく、さらに１０μｍ以上であると、形成位置が多少ずれても第１コア１の側面を覆うことが可能となるため、より好ましい。幅の上限は特に限定はないが、第２コア２と接続部１６より光入射部１９側で接続しないようにすればよい。
【００４９】
［第３クラッド層］
本発明の光伝送部材に用いられる第１コア１、第２コア２、第３コア３、第４コア４を埋設し、それらを保護するための第３クラッド層７は、上述した条件の通り、第１コア１、第２コア２、第３コア３、第４コア４よりも屈折率が低ければ、それらのコアと第１クラッド層５の界面で、全反射を繰り返しながら光が伝搬可能であるため好ましい。
【００５０】
［第３クラッド層の形成方法］
第３クラッド層７の材料としては、特に限定はないが、第１コア１や第２コア２を埋設できる材料であれば、上述した第１クラッド層５と同様の材料を用いることができる。
第１クラッド層５の形成方法としては、特に限定はないが、上述した第１クラッド層５と同様の方法を用いることができる。
【００５１】
｛第３クラッド層の厚み｝
第３クラッド層３の厚みとしては特に限定はないが、第１コア１、第２コア２を埋設し得る厚みであり、光をそれらのコアに閉じ込めることができれば特に問題はなく、８μｍ〜１．０ｍｍであるとよく、加工性の観点から、２０μｍ〜５５０μｍであるとよく、フォトリソグラフィーでの加工性の観点、及びそれに用いる第１コア１形成用樹脂の成膜性の観点から、２０μｍ〜２００μｍであるとさらによい。
なお、第１クラッド層５、単層であっても、複数層からなっていてもよく、それらの少なくとも一層以上がパターン化されていてもよい。また、前述した第１クラッド層５と同じ材料であっても異なる材料であってもよい。
【００５２】
［基板］
本発明の光伝送部材は基板２１（図４〜１０参照）を有することによって、光伝送部材に強靱性・剛性・フレキシブル性を付与する効果がある。基板２１が不要の場合には、後の工程（少なくとも第１クラッド層１を形成した後）で、第１クラッド層から剥離除去してもよい。
上記の観点から、本発明の光伝送部材に用い得る基板２１の材質としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、ＦＲ−４基板、電気配線板などが挙げられる。第１コア１及び第２コア２よりも低屈折率であり、それらを伝搬する光に対して伝搬に支障がない程度の透明性を有している場合には、基板２１を第１クラッド層５としてもよい。
なお、基板２１と第１クラッド層１とが別体であり、それらに接着性がない場合や、弱い場合には、基板２１表面に接着層を設けた接着層付き基板であってもよく、基板２１の表面に粗化処理や、カップリング処理を施した基板を用いてもよい。
【００５３】
［リジッド基板］
光伝送部材に剛性を付与したい場合には、基板２１として剛性及び強靱性のある基板２１を用いるとよく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、ＦＲ−４基板、電気配線板が好適に挙げられる。
このときの基板２１の厚さは、特に限定はないが、４０μｍ以上であると、基板２１としての強度が得やすいという利点があり、１００００μｍ以下であると剛性かつ低背な光伝送部材を得やすいという利点がある。以上の観点から、さらに基板２１の厚さは５０〜１０００μｍの範囲であることがより好ましい。
【００５４】
［フレキシブル基板］
光伝送部材に柔軟性を付与したい場合には、基板２１として柔軟性及び強靭性のある基板２１を用いるとよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドが好適に挙げられる。
このときの基板２１の厚さは、特に限定はないが、５μｍ以上であると、基板２１としての強度が得やすいという利点があり、２００μｍ以下であると低背でフレキシブル性が得やすいという利点がある。以上の観点から、さらに基板２１の厚さは１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
【００５５】
本発明の光伝送部材の製造方法は特に限定されず、汎用の光道波路の製造方法の製造方法に準じて製造すればよいが、前記第２コアと前記第２クラッド層を同時にパターン化する工程、、前記第２コアと前記第４コアを同時にパターン化する工程、前記第１コアと前記第３コアを同時にパターン化する工程、及び、前記第１コアと前記第４コアを同時にパターン化する工程の少なくとも一つ以上の工程を有すると好ましい。
【００５６】
［発光素子］
本発明においては、独立部１７の第１コア１、第２コア２のぞれぞれに光が入射される光入射部１９が設けられていると好ましく、第３コア３がある場合には、独立部１７の第１コア１、第２コア２、第３コア３に、光入射部１９が設けられる。これにより、それらに入射された光が接続部１６方向へ伝搬し、略平行延在部１８でそれぞれの光が合波される。
本発明では光入射部１９へ光を入射する部材を発光素子と呼ぶ。例えば、それ自身が発光する発光素子として、ＬＥＤや、レーザーダイオード等が挙げられる。また、発光素子は、光を伝搬する媒体であり、光を発光する部位を持つものであってもよい。例えば、光ファイバや光導波路などが挙げられる。また、それらの発光素子と光入射部１９との間には適宜レンズ等を用いてもよい。
使用される光は、それぞれが異なる波長でも、同一の波長であってもよく、赤外光、可視光、紫外光が好適に挙げられる。同一波長であれば、光伝送部材から出力される光量を増加することができ、異なる波長であれば、合波光が得られる。入射される光が可視光線の場合、例えば３８０〜４９５ｎｍの青の光と、４９５〜５７０ｎｍの緑の光と、６２０〜７５０ｎｍの赤の光をそれぞれ入射すれば白色光が出射され、それらの出力差によって色合いも任意に選択可能となる。
【００５７】
［受光素子］
本発明の略平行延在部１８の接続部１６に対して反対方向には、光出射部２０が設けられ、光出射部２０より、合波された光が光伝送部材外に出力される。本発明では光出射部２０の先に備えられる光を受光する部材を受光素子と呼ぶ。例えば、受光素子として、フォトダイオードや、光ファイバ、光導波路等が挙げられる。また、それらの受光素子と光出射部２０との間には適宜レンズ等を用いてもよい。
発光素子、受光素子として光ファイバを用いる場合の光ファイバの種類としては、石英光ファイバでもプラスチック光ファイバでもよく、Step−Index型でもGtated-Index型でもよい。光ファイバのコア径は、特に制限はないが、直径が１０μｍ〜１０００μｍであるとよく、３０μｍ〜２００μｍであるとよりよく、５０μｍ〜１５０μｍであるとさらによい。また、発光素子側の光ファイバと、受光素子側の光ファイバとは、同一の光ファイバであっても異なる光ファイバであってもよい。
【００５８】
本発明の光合波装置は、前記光伝送部材と、２以上の発光点からの光を該光伝送部材の光入射部１９へ出射する発光素子とを備えている。
前記発光素子が、赤色、緑色、及び青色となる３つの発光点からの特定の波長を有する光を前記光伝送部材の光入射部１９へ出射すると好ましく、前記発光素子が、前記光伝送部材の第１コア１に前記青色の光を出射するとさらに好ましい。
本発明の光合波装置は、光源ユニット、照明装置、画像投影装置に適用することができる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
実施例１
＜第１、第３クラッド層形成用樹脂フィルムの作製＞
［（Ａ）（メタ）アクリルポリマー（ベースポリマー）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの溶液（固形分４５質量％）を得た。
【００６０】
［重量平均分子量の測定］
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー（株）製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成（株）製「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ  ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
［酸価の測定］
（Ａ）（メタ）アクリルポリマーの酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価は（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
【００６１】
［第１、第３クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
ベースポリマーとして、前記（Ａ）（メタ）アクリルポリマー溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン（株）製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（ＢＡＳＦジャパン（株）製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦジャパン（株）製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋（株）製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
【００６２】
［第１、第３クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
上記で得られた第１、第３クラッド層形成用樹脂ワニスを、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製「コスモシャインＡ４１００」、厚み５０μｍ）の非処理面上に、塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、（株）ヒラノテクシード製）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製「ピューレックスＡ３１」、厚み２５μｍ）を貼付け、第１、第３クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。
このとき、第１、第３クラッド層形成用樹脂ワニスより形成される樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、乾燥後の膜厚については後述する。
【００６３】
［屈折率の測定］
保護フィルムを剥離した上記で得られた５０μｍの樹脂フィルムをシリコン基板（サイズ：６０×２０ｍｍ、厚さ：０．６ｍｍ）上に真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃及び加圧時間３０秒の条件で積層した。次いで、前記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を２０００ｍＪ／ｃｍ2照射し、支持フィルムを剥離し、さらに１６０℃で１時間加熱し、屈折率測定用のサンプルを作製した。このサンプルの波長８３０ｎｍにおける屈折率を、プリズム結合式屈折率計（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製、商品名：Ｍｏｄｅｌ２０２０）を用いて測定した。
【００６４】
＜第１コア、第３コア、第４コア形成用樹脂フィルムの作製＞
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成（株）製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業（株）製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業（株）製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、ＢＡＳＦジャパン（株）製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、ＢＡＳＦジャパン（株）製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上述のクラッド層形成用樹脂ワニスの調合と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスを調合した。その後、上記と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスを、支持フィルムであるＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績（株）製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム（株）、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。
このとき、コア層形成用樹脂ワニスより形成される樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、乾燥後の膜厚については後述する。
【００６５】
［屈折率の測定］
上記と同様の方法で硬化後の樹脂層の屈折率測定を行ったところ、屈折率は１．５７７であった。
【００６６】
＜第２コア、第２クラッド層形成用樹脂フィルムの作製＞
［第２コア、第２クラッド層形成用樹脂形成用ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマ（Ｐ−１）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４２質量部及び乳酸メチル２１質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド１４．５質量部、ベンジルアクリレート２０質量部、Ｏ−フェニルフェノール１．５ＥＯアクリレート３９質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１４質量部、メタクリル酸１２．５質量部、２，２´−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）４質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３７質量部、及び乳酸メチル２１質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（Ｐ−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
上記と同様な方法で、Ｐ−１溶液の酸価及び重量平均分子量を測定した結果、それぞれ８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、３２，０００であった。
【００６７】
［第２コア、第２クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）主鎖にマレイミド骨格を含むアルカリ可溶性（メタ）アクリルポリマーとして、前記Ｐ−１溶液（固形分４５質量％）６０質量部、（Ｂ）重合性化合物として、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（日立化成（株）製、商品名：ファンクリルＦＡ−３２４Ａ（「ファンクリル」は登録商標））１５質量部及びエトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（日立化成（株）製、商品名：ファンクリルＦＡ−３２１Ａ）１５質量部、フェノールビフェニレン型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、商品名：ＮＣ−３０００、エポキシ当量２７５ｇ／ｅｑ）１０質量部、（Ｃ）重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（ＢＡＳＦジャパン（株）製、商品名：イルガキュア２９５９）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦジャパン（株）製、商品名：イルガキュア８１９）１質量部を広口のポリ瓶に秤量し、撹拌機を用いて、温度２５℃、回転数４００ｍｉｎ-1の条件で、６時間撹拌して、コア部形成用樹脂ワニスを調合した。その後、孔径２μｍのポリフロンフィルタ（東洋濾紙（株）製、商品名：ＰＦ０２０）及び孔径０．５μｍのメンブレンフィルタ（東洋濾紙（株）製、商品名：Ｊ０５０Ａ）を用いて、温度２５℃、圧力０．４ＭＰａの条件で加圧濾過した。続いて、真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度５０ｍｍＨｇの条件で１５分間減圧脱泡し、第２コア、第２クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
【００６８】
［第２コア、第２クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
上記第２コア、第２クラッド層形成用樹脂ワニスを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製、商品名：Ａ１５１７、厚み１６μｍ）の非処理面上に塗工機（（株）ヒラノテクシード製マルチコーター、商品名：ＴＭ−ＭＣ）を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製、商品名：ピューレックスＡ３１、厚み２５μｍ）を貼付け、第２コア、第２クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、乾燥後の膜厚については後述する。
【００６９】
［屈折率の測定］
上記と同様の方法で硬化後の樹脂層の屈折率測定を行ったところ、屈折率は１．５５５であった。
【００７０】
＜図１の光伝送部材の作製例＞
［第１クラッド層の形成］
基板１として１００ｍｍ×１００ｍｍのポリイミドフィルム（ポリイミド：東レ・デュポン（株）製、カプトンＥＮ、厚さ；２５μｍ）を用い、一方の面に、上記で得られた１５μｍ厚みの第１クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、第１クラッド層形成用樹脂フィルムの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ2で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、第１クラッド層１を形成した。
【００７１】
［第１コア、第３コア、第４コアの形成］
次いで、上記で形成した第１クラッド層５形成面側から、上記で得られた６０μｍ厚みの第１コア形成用樹脂フィルムを、保護フィルムを剥離した後に、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント（株）製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件をラミネートし、次いで上記の真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。
【００７２】
続いて、独立部１７の光軸方向の長さが３．０ｍｍ、接続部１６のＤ−Ｄ’からＥ−Ｅ’までの距離が１．５ｍｍ、Ｅ−Ｅ’からＦ−Ｆ’までの距離が３．０ｍｍ、幅が光入射部１９からＥ−Ｅ’まで４０μｍ、Ｅ−Ｅ’からＦ−Ｆ’まで、４０μｍから９０μｍに徐々に拡大した第１コア１と、光入射部３０からの長さが０．２ｍｍ、幅が４０μｍで、第１コア１の光入射部１９との距離が１２５μｍの位置に、２箇所の第３コア３と、Ｆ−Ｆ’から光出射部２０までの距離が０．５μｍ、Ｆ−Ｆ’から光出射部２０までの幅が９０μｍの第４コア４の一部となるように形成可能な開口部を有するネガ型フォトマスクを、第１コア、第３コア、第４コア形成用樹脂フィルムの、支持フィルム側から上記紫外線露光機を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．８Ｊ／ｃｍ2で照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いてエッチングした。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、第１コア１、第３コア３、第４コア４の一部をそれぞれ形成した。得られた第１コア１、第３コア３、第４コア４の一部の第１クラッド層１上の厚みは６０μｍであった。
【００７３】
［第２コア、第２クラッド層の形成］
上記で得られた第１コア１形成面に、上記で得られた６５μｍ厚みの第２コア及び第２クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度６５℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、接続部１６から独立部１７方向の長さが２．９ｍｍ（接続部１６と第３コア３とが接続するようにＳ字状の曲線を描き、一方は第３コア３と接続し、接続部１６では第１コア１中心と、第２コア中心までの距離が７５μｍになるような形状、接続部１６での光軸２２に対する２つの第２コア２の両側面間は２００μｍ）、幅が独立部１７ではそれぞれ６０μｍ、Ｄ−Ｄ’からＥ−Ｅ’までの一方の第２コア２の幅は８０μｍ（２つの第２コア２の両側面間は、２００μｍ）から２５μｍ（２つの第２コア２の両側面間は、９０μｍ）に縮小するテーパ（第１コア１の上面は開口部）と、Ｅ−Ｅ’までの一方の第２コア２の幅は２５μｍ（２つの第２コア２の両側面間は、９０μｍ）から２０μｍ（２つの第２コア２の両側面間は、１３０μｍ）になるテーパ（第１コア１の上面は開口部）と、光入射部１９からの距離が１．４ｍｍで、幅が１００μｍの第２クラッド層６と、Ｅ−Ｅ’から光出射部２０までの幅が、１３０μｍの第４コア４の一部となるように形成可能な開口部を有するネガ型フォトマスクを、第１コア１の光出射部２０と、第２クラッド層６の光出射部２０形成位置とを合わせ、さらに独立部１７の第１コア１が、第２クラッド層６形成位置の中央になるように位置合わせして、第２コア、第２クラッド層形成用樹脂フィルムの、支持フィルム側から上記紫外線露光機を用いて、紫外線（波長３６５ｎｍ）を２５００ｍＪ／ｃｍ2で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、現像液（１％炭酸カリウム水溶液）を用いて、未硬化の第２コア、第２クラッド層形成用樹脂を除去し、次いで水洗浄を行い、１６０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、パターン化した第２コア２及び第２クラッド層６を形成した。得られた第２コア６の厚みは６５μｍ、第２クラッド層６の厚みは(６５)μｍであった。また、光入射部１９から光出射部２０までの距離は（８）ｍｍであった。
【００７４】
［第３クラッド層の形成］
第２コア２、第２クラッド層６形成面側から、上記で得られた７５μｍ厚みの第３クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した後に、真空加圧式ラミネータ（（株）名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度９０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、ラミネートした。続いて、紫外線露光機（（株）オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）を用いて、第３クラッド層形成用樹脂フィルムの支持フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を３０００ｍＪ／ｃｍ2で照射した。その後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱乾燥及び硬化し、第３クラッド層７を形成し、光伝送部材とした。第３クラッド層７の厚みは(７５)μｍであった。
【００７５】
［光入射部及び光出射部の形成］
上記で得られた光伝送部材の光入射部１９と、光入射部１９より、光軸方向に８．０ｍｍ位置に、矩形のダイシングブレードを備えたダイシングソー（ＤＡＣ５５２、（株）ディスコ社製）を用いて基板２１ごと切断し、端面平滑化を行って光入射部１９と光出射部２０を形成した。
【００７６】
［光損失測定］
得られた光伝送部材の第１コア１に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部２０から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、０．２ｄＢであった。
次に、第３コア３に設けられた光入射部１９から、被覆を剥離したＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部２０から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、１．２ｄＢであった。
【００７７】
［光均一性の評価］
得られた光伝送部材の第１コア１に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。光軸２２反対方向から光出射部２０の色合いを見たところ、均一な白色であり良好であった。また、光出射部２０から５ｃｍ離れた場所に投影板をおいて、投影光を確認したところ、光出射部２０の第１コア１内は、均一な白色であり、良好であった。光ファイバの位置合わせは、第１コア１及び第３コア３を認識しながら行ったため、容易に位置合わせができた。
【００７８】
実施例２
実施例１において、Ｄ−Ｄ’からＦ−Ｆ’までの距離を３．０ｍｍにし、Ｄ−Ｄ’からＦ−Ｆ’までの第１コア１の幅を４０μｍから９０μｍに徐々に拡大し、第２コア２のＤ−Ｄ’からＥ−Ｅ’までの一方の幅を８０μｍ（２つの第２コア２の両側面間は、２００μｍ）から２０μｍ（２つの第２コア２の両側面間は、１３０μｍ）にし、光入射部１９から光出射部２０までの距離を６．０ｍｍにした以外は同様の方法で光伝送部材を作製した。
【００７９】
［光損失測定］
得られた光伝送部材の第１コア１に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部２０から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、０．２ｄＢであった。
次に、第３コア３に設けられた光入射部１９から、被覆を剥離したＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部２０から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、１．８ｄＢであった。
【００８０】
［光均一性の評価］
得られた光伝送部材の第１コア１に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。光軸２２反対方向から光出射部２０の色合いを見たところ、光出射部２０の第１コア１内は均一な白色であり良好であった。光ファイバの位置合わせは、第１コア１及び第３コア３を認識しながら行ったため、容易に位置合わせができた。
【００８１】
実施例３
実施例１において、第３コア３を形成せず、第２コア２の独立部１７を光入射部まで延在させた以外は同様の方法で光伝送部材を形成した。
【００８２】
［光損失測定］
得られた光伝送部材の第１コア１に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部２０から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、０．２ｄＢであった。
次に、第３コア３に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部２０から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、１．５ｄＢであった。
【００８３】
［光均一性の評価］
得られた光伝送部材の第１コア１に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。光軸２２反対方向から光出射部２０の色合いを見たところ、光出射部２０の第１コア１内は均一な白色であり良好であった。また、光出射部２０から５ｃｍ離れた場所に投影板をおいて、投影光を確認したところ、均一な白色であり、良好であった。
【００８４】
比較例１
実施例２において、第１コア１、第３コア３、第４コア４の一部を、第２コア２と同じ材料で形成し、第１コア１、第２コア２、第３コア３、第４コア４を同一の屈折率にした以外は同様の方法で作製した。
【００８５】
［光損失測定］
得られた光伝送部材の第１コア１に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部２０から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、０．８ｄＢであった。
次に、第３コア３に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、波長８５０ｎｍの光を入射し、光出射部２０から出射された光を、受光素子としてＳＩ１１４の光ファイバを用いて受光し、光損失を測定した。その結果、１２．０ｄＢであった。
【００８６】
［光均一性の評価］
得られた光伝送部材の第１コア１に設けられた光入射部１９から、ＧＩ５０の光ファイバを発光素子として用いて、４０５ｎｍの青色、左右に５３２ｎｍの緑色、６３２ｎｍの赤色をそれぞれ入射した。光軸２２反対方向から光出射部２０の色合いを見たところ、第１クラッド層５に対して垂直方向に、微視的な干渉縞が観測された。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の光伝送部材は、小型化が図れると同時に、低光損失で２以上の光を合波し、出射部側のコア表面及び／又は投影像において、各波長の光の強度分布を均一である合波光を得ることができる光伝送部材であり、各種光学装置、各種光合波装置、光源ユニット、光インターコネクション、医療用・工業用内視鏡、各種測定機等の照明装置、プロジェクタ、ピコプロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ等の画像投影装置などの幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１．第１コア
２．第２コア
３．第３コア
４．第４コア
５．第１クラッド層
６．第２クラッド層
７．第３クラッド層
８．第１テーパ部
１０．第２テーパ部Ａ
１１．第２テーパ部Ｂ
１２．第２テーパ部Ｃ
１３．第２テーパ部Ｄ
１４．第２テーパ部Ｅ
１５．第２テーパ部Ｆ
１６．接続部
１７．独立部
１８．略平行延在部
１９．光入射部
２０．光出射部
２１．基板
２２．光軸
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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