(57)【要約】  外部環境によらず安定した結合効率を維持しつつ小型化を確保でき、基板に取り付けた際にも基板の集積化を阻害しない光結合装置及びそれに用いる光路変更素子を提供する。光路変更素子の第２面上の３点以上に接し且つ少なくともそのうち１点は突出面に接するようにして仮想平面を規定したときに、この仮想平面は反射面に接することなく、反射面の任意の点における接平面に平行となっているので、例えば反射面を保護するために、仮想平面に沿ってカバー部材を設けた場合でも、カバー部材が反射面に接することが抑制され、その反射率を維持できると共に、カバー部材が反射面から離れすぎないため、反射面が収容される空間を極力小さく出来、光路変更素子にカバー部材を含めたサイズを小さく抑えることができるから、特に光結合装置に好適である。
2016080296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束の出射部を備えた第１の光素子と、光束の入射部を備えた第２の光素子との間で光結合を行うための光路変更素子であって、
前記第１の光素子の出射部から出射した光束を入射する第１面と、
所定の曲率半径を備えてなり前記第１面から入射した光束を反射する反射面を設けた第２面と、
前記反射面で反射した光束を前記第２の光素子の入射部に対して出射する第３面と、を有し、
前記第２面は、前記反射面と離間した突出面を有しており、
前記突出面に接する仮想平面を規定したときに、
前記仮想平面の内の少なくとも一つは前記反射面に接することなく反射面を覆っており、前記反射面の任意の点における接平面に平行であることを特徴とする光路変更素子。
【請求項２】
前記第１面と前記第３面の少なくとも光束が通過する領域は、平面である請求項１に記載の光路変更素子。
【請求項３】
前記仮想平面は前記反射面の光軸上の点における接平面と平行となっている請求項１又は２に記載の光路変更素子。
【請求項４】
樹脂を成形してなる請求項１〜３のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項５】
ガラスを成形してなる請求項１〜３のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項６】
前記第１の光素子は光ファイバであり、前記第２の光素子も光ファイバである請求項１〜５のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項７】
前記第１の光素子は光ファイバであり、前記第２の光素子は受光素子である請求項１〜５のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項８】
前記第１の光素子は発光素子であり、前記第２の光素子は光ファイバである請求項１〜５のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項９】
前記反射面に入射した前記光束は、全反射する請求項１〜８のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項１０】
前記反射面に、９０％以上の反射率を持つ反射膜が形成されている請求項１〜８のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項１１】
前記第１面から前記反射面までの光軸に沿った距離又は前記第３面から前記反射面までの光軸に沿った距離をＡとし、前記反射面の光軸上の点から前記仮想平面までの距離をＢとしたときに、以下の式を満たす請求項１〜１０のいずれかに記載の光路変更素子。
Ｂ／Ａ＜１．０      （１）
【請求項１２】
前記第１面及び／又は前記第３面には前記第１の光素子と前記光路変更素子とを位置決めするための位置決め部が形成されている請求項１〜１１のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項１３】
前記位置決め部は前記光路変更素子の長手方向に存在する請求項１２に記載の光路変更素子。
【請求項１４】
前記第２面は複数の反射面を形成しており、前記第１の光素子は、前記複数の反射面に対応して複数の出射部を有し、前記第２の光素子は、前記複数の反射面に対応して複数の入射部を有する請求項１〜１３のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項１５】
前記第２面は複数の反射面を形成しており、前記複数の反射面は、１つの反射面を通る２つの光軸を含む面に直交する方向に並べて配置されており、前記第１の光素子は、前記複数の反射面と等しい間隔で並べられた複数の出射部を有し、前記第２の光素子は、前記複数の反射面と等しい間隔で並べられた複数の入射部を有する請求項１〜１３のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項１６】
前記突出面は、少なくとも前記反射面を挟んだ両側に形成されている請求項１〜１５のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項１７】
前記仮想平面は前記突出面上のみに形成されている請求項１〜１６のいずれかに記載の光路変更素子。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の光路変更素子と、前記光路変更素子と前記第１の光素子及び／又は前記第２の光素子とを光結合可能に連結する着脱可能な光コネクタとを有することを特徴とする光結合装置。
【請求項１９】
前記仮想平面に重ねるようにして前記光路変更素子に取り付けたカバー部材を有する請求項１８に記載の光結合装置。
【請求項２０】
前記カバー部材を前記光路変更素子に取り付けることにより、前記光路変更素子の反射面は、密閉された空間内に配置される請求項１９に記載の光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバなどの光素子同士の間で光結合を行わせる光結合装置用の光路変更素子、及びそれを用いた光結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ルータ等のネットワーク装置、サーバ、大型コンピュータを含む様々な情報／信号処理装置において、情報／信号処理の大規模化、高速化が進んでいる。これらの装置においては、回路基板（ボード）におけるＣＰＵおよびメモリ相互間、配線基板相互間、装置（ラック）相互間等における信号伝送は、従来から電気配線により行われてきた。しかし、伝送速度、伝送容量、消費電力、伝送路からの輻射、伝送路に対する電磁波の干渉等の観点における優位性から、上述の電気配線に代えて、光ファイバ等を伝送路として光により信号を伝送する、いわゆる光インタコネクションが実際に導入されはじめている。【０００３】
このような光インタコネクションにおいては、電気信号を光信号に変換して光信号を送信する発光素子を含む光送信モジュール、および、光信号を受信し電気信号に変換する受光素子を含む光受信モジュール、あるいは、それらの両方の機能を有する光送受信モジュールが主要な光部品として用いられる。これらのモジュールを総称して、光モジュールという。【０００４】
光モジュール間で、伝送チャネルを用いて並行して光信号を伝送することで、大容量の通信が可能になる。伝送チャネルとしては、光モジュール間で光信号の送信／受信を行うために、光ファイバが用いられることが多い。よって、光ファイバと光モジュール間の光結合のため、一般的に光結合装置が用いられる。【０００５】
ところで、光ファイバは基本的に可撓性を有するので、ある程度の曲げや弛みが許容されるが、一般的な光ファイバでは光の伝送効率を確保するために許容される曲げの最小径が規定されている。従って、設置スペースの制限等によって最小径以下の曲げが要求される場合には、光ファイバを切断した上で、切断された光ファイバ間で伝達される光束の光路を折り曲げて光結合を行う光結合装置を用いる方が、全体としてより効率的な収納につながることや光の伝送効率が高まることがある。このような光結合装置を用いるメリットは、光ファイバ同士に限らず、発光素子と光ファイバ或いは光ファイバと受光素子との間の光結合においても同様に生じうる。ここで、発光素子、受光素子、光ファイバ等を総称して、光素子という。【０００６】
光素子間の光結合を行うために、光路を折り曲げる構造を持つ光コネクタが光結合装置に用いられることがある。このような光コネクタとしては、コネクタ内部で光軸を９０°変更させるＰＴ光コネクタ（ＪＰＣＡ−ＰＥ０３−０１−０６Ｓで規格化）が実用化されている。【０００７】
ＰＴ光コネクタは、多芯光ファイバテープ芯線などの多芯光ファイバと、フレキシブル配線基板上の光素子とを光結合する基板実装型の光コネクタである。ＰＴ光コネクタに適用できる、多芯光ファイバの光路を折り曲げる光路変更素子としては、特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２３５２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、特許文献１に開示されたブロック状の光路変更素子は、上面のＶ溝内に非球面反射面を形成している。光路変更素子に水平方向に挿入された多芯光ファイバの端面が、各非球面反射面に対向している。一方、光路変更素子の下面に設けた複数のレンズが、光モジュールに設けた複数の発光素子（又は受光素子）に各々対向している。光モジュールの各発光素子から出射された光束は、レンズで平行光束とされた後、対応する非球面反射面で反射され、光ファイバの端面に集光するようになっている。【００１０】
ところで、一般的な光結合装置は、サーバなどの背面に積層して差し込まれる基板上に設けられることが多いので、省スペース化を促進すべく基板の集積化を図るためには、極力光結合装置の小型化を図ることが好ましいといえる。しかるに、特許文献１の光路変更素子においては、非球面反射面に入射した光束は、非球面反射面を構成する素材と空気との屈折率差に基づく内面反射により反射するとされているところ、非球面反射面に傷が付くと、散乱等が生じて反射率が低下する恐れがある。そのため引用文献１の光結合装置では、非球面反射面をＶ溝内に設けることで傷付きにくくしているとも考えられる。ところが、このようなＶ溝を設けるためにブロック状とすることで、光路変更素子が大型化してしまうという問題がある。又、非球面反射面には傷だけでなく結露や異物が付いてしまう可能性があり、もし結露や異物が付いてしまった場合には反射条件が変わってしまったり、材料の劣化が起きやすくなってしまい、光の利用効率の低下を招きやすくなり、結果として情報伝達の精度が低下してしまう恐れがある。これに対して、非球面反射面に成膜することも検討したが、引用文献１の光路変更素子の場合、Ｖ溝内に非球面反射面を成形した後、非球面反射面に成膜を行う工程で、外部から直線的に飛来する微小な成膜粒子に対してＶ溝により影が生じてしまい、非球面反射面に均一な成膜を行えない恐れがある。【００１１】
次に、結露や異物の付着という問題に対して、光路変更素子の上面を板状のカバー部材で覆うことを検討した。カバー部材の設置により誤って非球面反射面を傷つけたり、環境による経時劣化の影響も少なくなるというメリットがあり、特に非球面反射面に反射膜などを成膜した際には，反射膜の剥がれや破損等を抑制できる。しかしながら、光路変更素子がブロック状であることに加えて、これにカバー部材を取り付けるとすると、基板からの高さが更に高い光結合装置となってしまうため、基板を積層して用いる際に隣の基板と干渉してしまう恐れがあり、それにより基板の間隔を増大させなくてはならず集積化の阻害要因となる。【００１２】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、外部環境によらず安定した結合効率を維持しつつ小型化を確保でき、基板に取り付けた際にも基板の集積化を阻害しない光結合装置及びそれに用いる光路変更素子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】
【００１３】
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した光路変更素子は、光束の出射部を備えた第１の光素子と、光束の入射部を備えた第２の光素子との間で光結合を行うための光路変更素子であって、
前記第１の光素子の出射部から出射した光束を入射する第１面と、
所定の曲率半径を備えてなり前記第１面から入射した光束を反射する反射面を設けた第２面と、
前記反射面で反射した光束を前記第２の光素子の入射部に対して出射する第３面と、を有し、
前記第２面は、前記反射面と離間した突出面を有しており、
前記突出面に接する仮想平面を規定したときに、
前記仮想平面の内の少なくとも一つは前記反射面に接することなく反射面を覆っており、前記反射面の任意の点における接平面に平行であることを特徴とする。【００１４】
この光路変更素子によれば、前記第２面には、前記反射面と離間して突出面を形成しているので、例えば成形により前記反射面を形成する場合に、前記突出面の存在により前記反射面の形状に悪影響を与えることが抑制され、精度良く前記反射面を形成できると共に、前記反射面にＣＶＤやスパッタリング,真空蒸着などで反射膜やハードコートなどの機能膜を成膜するような場合には、前記突出面が成膜の際に前記反射面上に影を作る恐れを抑制でき、より均一な成膜を行うことができる。又、前記光路変更素子を保管或いは搬送する際に、前記反射面を下にしてケース等に載置したときなどでも、前記突出面が先に載置面に接することで前記反射面が載置面に接する恐れを抑制でき、反射面の傷付きや、反射膜や機能膜を成膜したときなどに起こりえる剥がれを抑制できる。更に、前記第２面上の３点以上に接し且つ少なくともそのうち１点は前記突出面に接する仮想平面の内、少なくとも一つの仮想平面は前記反射面に接することなく、前記反射面の任意の点における接平面に平行となっているので、例えば前記反射面を保護するために、前記仮想平面に沿ってカバー部材を設けた場合でも、カバー部材が前記反射面に接することが抑制され、前記反射面を傷つけることなく、その反射率を維持できると共に、カバー部材が前記反射面から離れすぎないため、前記反射面が収容される空間を極力小さく出来、前記光路変更素子に前記カバー部材を含めたサイズを小さく抑えることができるから、特に光結合装置に好適である。又、そのようなカバー部材は前記仮想平面に重なる平面を有すれば足りるので、単純な形状と出来、コスト低減につながる。【００１５】
本光結合装置は、上述の光路変更素子と、前記光路変更素子と前記第１の光素子及び／又は前記第２の光素子とを光結合可能に連結する着脱可能な光コネクタとを有することを特徴とする。【００１６】
前記光コネクタを用いることで、前記光路変更素子と前記第１の光素子及び／又は前記第２の光素子とを光結合できると共に、その取り外しも可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外部環境によらず安定した結合効率を維持しつつ小型化を確保でき、基板に取り付けた際にも基板の集積化を阻害しない光結合装置及びそれに用いる光路変更素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態にかかる光結合装置１００を分解した状態で示す斜視図である。
【図２】光結合装置１００の１つの光軸に沿った断面図である。
【図３】光結合装置１００に用いる光路変更素子１２０の斜視図である。
【図４】光路変更素子１２０の拡大断面図である。
【図５】光路変更素子の樹脂による成形工程を示す図である。
【図６】光路変更素子のガラスによる成形工程を示す図である。
【図７】第２の実施形態にかかる光結合装置１００’を分解した状態で示す斜視図である。
【図８】光結合装置１００’の光軸に沿った断面図である。
【図９】第３の実施形態にかかる光結合装置１００”を分解した状態で示す斜視図である。
【図１０】図９の光結合装置１００”を矢印X-Xを通る面で切断して矢印方向に見た断面図である。
【図１１】本実施形態に用いることができる変形例としての光路変更素子１２０Ａを示す図であり、（ａ）はカバー部材１２５を取り付けた状態での光軸に沿った断面図、（ｂ）は光路変更素子を（ａ）の矢印Ｂ方向に見た図である。
【図１２】本実施形態に用いることができる変形例としての光路変更素子１２０Ｂを示す図であり、（ａ）はカバー部材１２５を取り付けた状態での光軸に沿った断面図、（ｂ）は光路変更素子を（ａ）の矢印Ｂ方向に見た図である。
【図１３】ボス１２２Ａの変形例を示す側面図である。
【図１４】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｃを示す図である。
【図１５】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｄを示す図である。
【図１６】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｅを示す図である。
【図１７】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｆを示す図である。
【図１８】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｇを示す図である。
【図１９】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｈを示す斜視図である。
【図２０】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｈを示す背面図である。
【図２１】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｉを示す図である。
【図２２】本実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｊを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態にかかる光結合装置１００を分解した状態で示す斜視図である。図２は、光結合装置１００の光軸に沿った断面図である。図３は、光結合装置１００に用いる光路変更素子１２０の斜視図である。図４は、光路変更素子１２０の拡大断面図である。以下に示す構成は概略図であり、形状や寸法等は実際と異なるものがある。
【００２０】
図１、２に示すように、光結合装置１００は、光モジュール１１０と、光路変更素子１２０と、光コネクタ１３０とから構成されている。第１の光素子である光モジュール１１０は、ここでは光を送信する機能を有し、大容量サーバ等の背面に複数枚積層されて差し込まれる基板に設置可能なものである。基板自体を光モジュール１１０としても良い。光モジュール１１０は、矩形状であって上面が平面である台板１１１上に、複数の発光素子（出射部）であるＶＣＳＥＬタイプの半導体レーザ１１２を１列に配置してなる。台板１１１上において、半導体レーザ１１２の並び方向両端近傍には、円筒状のピン１１３が配置されている。尚、半導体レーザ１１２の周囲に、光路変更素子１２０を位置決めするための凹凸等を形成しても良い。光モジュール１１０のＮＡは０．１〜０．６である。
【００２１】
光コネクタ１３０は、樹脂で形成される本体部１３１を備え、第２の光素子である光ファイバ１３２に連結され、これを保持する機能を有している。
【００２２】
光ファイバ１３２として、例えば、全石英型のマルチモード型光ファイバ、あるいはシングルモード型光ファイバ等を用いることができる。光ファイバ１３２の形態としては、例えば、単心光ファイバを用いても良いが、ここでは複数本の光ファイバを有する多芯光ファイバテープ（リボン）が用いられている。
【００２３】
本体部１３１は、厚めの矩形板状に成形され、図１で上方から見て一辺が矩形状に切り欠かれて凹部１３１ａを形成している。本体部１３１の凹部１３１ａと反対側には、図２に示すように、光ファイバ１３２を挿入する挿入孔１３１ｂが形成されている。挿入孔１３１ｂは、光ファイバ１３２の被覆としての保護部１３２ａを収容可能なように幅広の矩形形状断面を持つ。挿入孔１３１ｂの底面から凹部１３１ａに向かって、複数の細い貫通孔１３１ｃが形成されている。貫通孔１３１ｃには、光ファイバ１３２の被覆を除去されたファイバ素線１３２ｂの先端部（入射部）が挿通されている。
【００２４】
貫通孔１３１ｃが露出した凹部１３１ａの底面１３１ｄは、本体部１３１の下面１３１ｅに対して直交している。又、図１に示すように、凹部１３１ａを挟むようにしてその両側に、ピン１１３と同径である円形開口１３１ｆが一対形成されている。
【００２５】
図３、４において、光路変更素子１２０は，後述するようにして樹脂又はガラスにより一体的に形成されている。光路変更素子１２０は、細長い三角プリズム状の形状を有し、第１面１２１と、第２面１２２と、第３面１２３と、を有している。第１面１２１と第３面１２３とは直交している。なお、光路変更素子１２０の光軸方向の大きさは、１０ｍｍ以下であることが小型化の観点で好ましい。又、光ファイバを曲げた際の最小径よりも小型にすることができるという観点から、その大きさを５ｍｍ以下にすることが更に好ましい。
【００２６】
第１面１２１は平面であって、光モジュール１１０の半導体レーザ１１２から出射した光束を入射する機能を有する。第２面１２２は、複数個一列に並べて設けた反射面１２２ａと、反射面１２２ａの周囲に形成された平面状の繋ぎ面１２２ｂと、繋ぎ面１２２ｂの周囲を囲むようにして第２面１２２の外周に形成された矩形枠状の突出面１２２ｃとを有する。繋ぎ面１２２ｂと突出面１２２ｃとの間には斜面１２２ｄが形成されていると好ましい。第３面１２３は平面であって、反射面１２２ａから反射した光束を透過する機能を有する。
【００２７】
反射面１２２ａは，繋ぎ面１２２ｂから突出してなる同一形状をそれぞれ有し、具体的には正面から見て楕円形状であって、円錐状の発散光束が入射したときに光軸を９０°折り曲げて円錐状の収束光束を反射できるようなアナモフィックな自由曲面を有する。図３の例においては、一方向が楕円形状であるトロイダル面（広義のアナモフィック面）となっている。これにより、収差をほぼなくすことができる。反射面１２２ａの並び間隔は、光モジュール１１０の半導体レーザ１１２の並び間隔、及び貫通孔１３１ｃ内に挿通されたファイバ素線１３２ｂの並び間隔に等しくなっている。反射面１２２ａの並び方向は、１つの反射面１２２ａの２つの光軸を含む面に直交する方向である。なお、反射面１２２ａの外周縁における接平面と光軸とのなす角度（鋭角）は通常７５度以下となる。突出面１２２ｃと反射面１２２ａとの距離は、結合効率に影響を与えないという観点から０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２８】
突出面１２２ｃの繋ぎ面１２２ｂからの高さは全周において一様であり、反射面１２２ａの突出量よりも大きくなっている。従って、図４に示すように、突出面１２２ｃの全周（ここでは平面部）に接するような仮想平面ＶＰを規定したとき、仮想平面ＶＰは反射面１２２ａに接することはない。又、仮想平面ＶＰは反射面１２２ａの任意の点（この例では光軸上の点ＰＴであるが、少なくとも反射面１２２ａの外周縁より内側の点であれば足りる）における接平面に平行となっている。
【００２９】
図４において、１つの反射面１２２ａにおける、光モジュール１１０側の光軸をＯＡ１とし、光コネクタ１３０側の光軸をＯＡ２とすると、光軸ＯＡ１，ＯＡ２は反射面１２２ａ上で直交している。第１面１２１から反射面１２２ａまでの光軸ＯＡ１に沿った距離（又は第３面１２３から反射面１２２ａまでの光軸に沿った距離）をＡとし、反射面１２２ａの光軸ＯＡ１上の点ＰＴから仮想平面ＶＰまでの距離をＢとしたときに、以下の式を満たす。なお、距離Ａは通常０．０６２５ｍｍ以上２．９ｍｍ以下となる。
Ｂ／Ａ＜１．０      （１）
【００３０】
光路変更素子１２０は、仮想平面ＶＰに重なるようにして、平行平板状のカバー部材１２５を、突出面１２２ｃの全周に接着している。カバー部材１２５は遮光性の部材であると、光路変更素子１２０の劣化を抑制でき、外部からの光がレンズ内部に侵入することを防げるため、好ましい。カバー部材１２５を設けることで反射面１２２ａとの間に隙間が生じ、カバー部材１２５が反射面１２２ａを傷つけたり、また反射面１２２ａに反射膜が成膜されているような場合にも、それを傷つける恐れがない。加えて、仮想平面VPに重なるようにしてカバー部材１２５を設けることができるため、光結合装置１００を設けた基板を積層するような場合にも積層方向の小型化に貢献することができる。更に、カバー部材１２５により反射面１２２ａを密閉空間に封止することで、異物の付着等、反射面１２２ａを外部環境の悪影響から保護することができる。また、反射面１２２ａと仮想平面VPとの隙間を樹脂により封止して異物の付着や結露の防止を行っても良い。カバー部材１２５または樹脂による封止は必ず行わなければならないわけではないが、上述の理由で、カバー部材１２５または樹脂による封止を行うことが好ましい。図４に示すように、カバー部材１２５は、光路変更素子１２０に取り付けたときに、光路変更素子１２０より外側に突出しない形状であると、光結合装置１００を小型化できるので好ましい。
【００３１】
（光路変更素子の成形）
図５は、光路変更素子の樹脂による成形工程を示す図である。図５（ａ）に示すように、第１型ＭＤ１は、斜面ＭＤ１ａ、ＭＤ１ｂからなるＶ溝状の転写面を有する。一方、第２型ＭＤ２は、光学面転写面ＭＤ２ａと、繋ぎ面転写面ＭＤ２ｂと、突出面転写面ＭＤ２ｃとを有する。尚、第２型ＭＤ２の端面では，点線で示すように突出面転写面ＭＤ２ｃが局所的に拡大している。第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２は型締めした状態で、紙面垂直方向の両端がゲートを除き閉じている。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、第１型ＭＤ１の下面と第２型ＭＤ２の上面を密着するように型締めし、不図示のゲートから溶融した樹脂素材を、第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２のキャビティ内へと流し込む。このとき、ゲートの位置は、第１型ＭＤ１又は第２型ＭＤ２の端面（図５で一部点線で示す紙面垂直方向の端面）内のいずれかにあることが望ましい。
【００３３】
第１型ＭＤ１の斜面ＭＤ１ａにより、光路変更素子１２０の第１面１２１が転写成形され、斜面ＭＤ１ｂにより第３面１２３が転写成形される。一方、第２型ＭＤ２の光学面転写面ＭＤ２ａにより、光路変更素子１２０の反射面１２２ａが転写成形され、繋ぎ面転写面ＭＤ２ｂにより繋ぎ面１２２ｂが転写形成され、突出面転写面ＭＤ２ｃにより突出面１２２ｃが転写成形される。突出面転写面ＭＤ２ｃは、光学面転写面ＭＤ２ａから離間しているので、突出面転写面ＭＤ２ｃによる突出面１２２ｃ成形時の悪影響が、光学面転写面ＭＤ２ａにより成形される反射面１２２ａに及ぶ恐れが少なく、反射面１２２ａの形状を精度良く維持できる。
【００３４】
樹脂素材の硬化後、図５（ｂ）に示すように、第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２を型開きすることで、成形された光路変更素子１２０を取り出すことができる。本実施形態によれば、光路変更素子１２０の第１面１２１と第３面１２３が平面であるので、単一の第１型ＭＤ１を用いても容易に離型が可能となる。
【００３５】
図６は、光路変更素子のガラスによる成形工程を示す図である。第１型ＭＤ１及び第２型ＭＤ２は、ゲートを除き，上述したものと同様な転写面形状を有する。
【００３６】
重力加速度方向下方にある第２型ＭＤ２上に、溶融したガラスＧＬを滴下し、更に図６（ａ）に示すように、第２型ＭＤ２に対して第１型ＭＤ１を接近させると、滴下したガラスＧＬが型に押されて変形する。第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２との間隔は、不図示の治具を用いて精度良く定められる。このとき、図６（ｂ）に示すように、第１型ＭＤ１の斜面ＭＤ１ａにより、光路変更素子１２０の第１面１２１が転写成形され、斜面ＭＤ１ｂにより第３面１２３が転写成形される。一方、第２型ＭＤ２の光学面転写面ＭＤ２ａにより、光路変更素子１２０の反射面１２２ａが転写成形され、繋ぎ面転写面ＭＤ２ｂにより繋ぎ面１２２ｂが転写形成され、突出面転写面ＭＤ２ｃにより突出面１２２ｃが転写成形される。しかしながらガラスＧＬの余剰分が、型の間からはみ出して固化することとなる。これを不要部ＧＬｒとする。
【００３７】
ガラスの硬化後、第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２を型開きすることで、成形された製品を取り出すことができるが、このとき不要部ＧＬｒも付随する。そこで、図６（ｃ）に示すように、点線で示す位置で不要部ＧＬｒをカットすることで、最終形状としての光路変更素子１２０を得ることができる。なお、ここでは溶融したガラスＧＬを滴下する、いわゆる液滴成形による成形を例に示したが、ガラスのプリフォームを金型の間に入れ、熱しながら形状を変化させる成形法を用いても良い。
【００３８】
光路変更素子１２０を成形した後、反射面１２２ａにＣＶＤやスパッタ,真空蒸着等で、例えば金による反射膜（反射率９０％以上）を形成しても良い。
【００３９】
（光結合装置の組付）
図１に示すように、半導体レーザ１１２を形成した台板１１１上の所定位置に、カバー部材１２５を取り付けた光路変更素子１２０を接着する。これにより半導体レーザ１１２が光路変更素子１２０の第１面１２１のほぼ中央に配置されることとなる。このとき、半導体レーザ１１２の出射面は、光路変更素子１２０の第１面１２１に当接することとなる。
【００４０】
次いで、光ファイバ１３２を組み付けた光コネクタ１３０を、上方より台板１１１に接近させ、ピン１１３を本体部１３１の円形開口１３１ｆに挿通させるように組み付ける。これにより貫通孔１３１ｃ内に挿通されたファイバ素線１３２ｂが、光路変更素子１２０の第３面１２３の中央に配置されることとなる。このとき、光ファイバ１３２のファイバ素線１３２ｂの端面は、光路変更素子１２０の第３面１２３に当接することとなる。以上で、光結合装置１００の組付けが完了する。尚、光コネクタ１３０は、ピン１１３から抜き出すことで台板１１１から脱着可能となっている。なお、本実施例においてはファイバ素線１３２ｂを光路変更素子１２０の第３面１２３の中央に配置したが、中央に限らず、ずらして配置してもよい。
【００４１】
（光結合装置の作用）
図２において、図示しない駆動部からの給電により光モジュール１１０の半導体レーザ１１２がそれぞれ発光すると、その出射光束は発散しながら光路変更素子１２０の第１面１２１から入射し、対応する反射面１２２ａで全反射（又は反射膜により反射）して光軸を９０°折り曲げられると同時に収束光に変換され、更に第３面１２３から出射してファイバ素線１３２ｂの端面に集光し、ここから光ファイバ１３２内に入射する。光路変更素子１２０内を通過する光は空気に接しないので、異物などの影響を極力回避できる。かかる入射光は、光ファイバ１３２を介して外部の光モジュールへと伝送されることとなる。このようにして、光結合装置１００により光モジュール１１０と光ファイバ１３２との間で光結合が行われる。
【００４２】
本実施形態の変形例としては、光モジュール１１０において半導体レーザ１１２の代わりに、同じ配列でフォトダイオードを設けることもできる。かかる場合、図２を参照すると、光ファイバ１３２を介して伝送されてきた光は、ファイバ素線１３２ｂの端面から発散しながら光路変更素子１２０の第３面１２３から入射し、対応する反射面１２２ａで全反射（又は反射膜により反射）する際に収束光に変換され、更に第１面１２１から出射してフォトダイオードに集光し、ここで光検出を行うことができる。
【００４３】
次に第２の実施形態にかかる光結合装置について説明する。図７は、第２の実施形態にかかる光結合装置１００’を分解した状態で示す斜視図である。図８は、光結合装置１００’の光軸に沿った断面図である。本実施形態の光結合装置１００’は、光路変更素子１２０と、光コネクタ１３０Ａとから構成されている。光路変更素子１２０は、カバー部材１２５を含めて上述の実施形態と同様な構成を有するので、製造工程等を含めて説明を省略する。
【００４４】
一方、光コネクタ１３０Ａは、上述した実施形態の本体部を直角に接合したごとき形状を有する。具体的には、本体部１３１’は、垂直部１３１Ｖと水平部１３１Ｈとを有するＬ字状の部材となっており、交差部に角筒状に切り欠かれた凹部１３１ａを形成している。垂直部１３１Ｖと水平部１３１Ｈとの交差部外側は、取り付けた光路変更素子１２０のカバー部材１２５の位置で斜めにカットされて、斜面１３１ｇを形成している。垂直部１３１Ｖの凹部１３１ａと反対側（下方）には、図８に示すように、第１の光素子である光ファイバ１３２を挿入する挿入孔１３１ｂが形成されている。挿入孔１３１ｂは、光ファイバ１３２の被覆としての保護部１３２ａを収容可能なように幅広の矩形形状断面を持つ。挿入孔１３１ｂの底面から凹部１３１ａに向かって、複数の細い貫通孔１３１ｃが形成されている。貫通孔１３１ｃには、被覆を除去されたファイバ素線１３２ｂの先端部（出射部）が挿通されている。なお、図７では垂直部１３１Ｖ、水平部１３１Ｈを有するＬ字状部材に光路変更素子１２０を載置する態様の説明を行ったが、できるだけ小型にするという観点から光コネクタ１３０Ａとバットジョイント方式により接合してもよいし、光コネクタ１３０Ａを設けずに第１、第２の光素子と光路変更素子１２０を直接接合させるバットジョイント方式としてもよい。
【００４５】
一方、水平部１３１Ｈの凹部１３１ａと反対側（右方）には、図８に示すように、第２の光素子である光ファイバ１３２’を挿入する挿入孔１３１ｂ’が形成されている。挿入孔１３１ｂ’は、光ファイバ１３２’の被覆としての保護部１３２ａ’を収容可能なように幅広の矩形形状断面を持つ。挿入孔１３１ｂ’の底面から凹部１３１ａに向かって、複数の細い貫通孔１３１ｃ’が形成されている。貫通孔１３１ｃ’には、被覆を除去されたファイバ素線１３２ｂ’の先端部（入射部）が挿通されている。ファイバ素線１３２ｂ、１３２ｂ'の数は互いに等しく、貫通孔１３１ｃ、１３１ｃ’の間隔は互いに等しくなっている。できるだけ小型にするという観点から、垂直部１３１Ｖ、水平部１３１Ｈの厚さは、光路変更素子１２０からはみ出さないような寸法とすることが望ましい。
【００４６】
（光結合装置の組付）
図７、８に示すように、光コネクタ１３０の垂直部１３１Ｖに光ファイバ１３２を挿通し、また水平部１３１Ｈに光ファイバ１３２’を挿通した状態で、凹部１３１aの直交する面に、カバー部材１２５を取り付けた光路変更素子１２０の第１面１２１と第３面１２３を接着する。これによりファイバ素線１３２ｂ、１３２ｂ'が、光路変更素子１２０の第１面１２１と第３面１２３の中央に配置されることとなる。このとき、ファイバ素線１３２ｂの端面は、光路変更素子１２０の第１面１２１に当接し、ファイバ素線１３２ｂ’の端面は、第３面１２３に当接することとなる。以上で、光結合装置１００の組付けが完了する。
【００４７】
（光結合装置の作用）
図８において、光ファイバ１３２を介して光が伝送されてくると、ファイバ素線１３２ｂの端面からそれぞれ発光し、その出射光束は発散しながら光路変更素子１２０の第１面１２１から入射し、対応する反射面１２２ａで全反射（又は反射膜により反射）する際に収束光に変換され、更に第３面１２３から出射してファイバ素線１３２ｂ’の端面に集光し、ここから光ファイバ１３２’内に入射する。かかる入射光は、光ファイバ１３２’を介して更に伝送されることとなる。このようにして、光結合装置１００により光ファイバ１３２、１３２’の間で光結合が行われる。
【００４８】
次に第３の実施形態にかかる光結合装置について説明する。図９は、第３の実施形態にかかる光結合装置１００”を分解した状態で示す斜視図である。図１０は、図９の光結合装置１００”を矢印X-Xを通る面で切断して矢印方向に見た断面図である。本実施形態の光結合装置１００”は、光路変更素子１２０と、光コネクタ１３０Ｂとから構成されている。光路変更素子１２０は、カバー部材１２５を含めて上述の実施形態と同様な構成を有するので、製造工程等を含めて説明を省略する。
【００４９】
一方、光コネクタ１３０Ｂは、長方形板状の底板１３１ｈと、長方形板状の側板１３１ｖとを直角に接合し、その長手方向両端に三角形板状の端板１３１ｉを接合した一体的形状を有する。底板１３１ｈには、第１の光素子である光ファイバ１３２の端部を挿入する矩形開口１３１ｊが形成されており、ファイバ素線１３２ｂが矩形開口１３１ｊ内で露出している。一方、側板１３１ｖには、第２の光素子である光ファイバ１３２’の端部を挿入する矩形開口１３１ｋが形成されており、ファイバ素線１３２ｂ’が矩形開口１３１ｋ内で露出している。矩形開口１３１ｋ、１３１ｊは、ファイバ素線１３２ｂ、１３２ｂ’が第１面１２１，第３面１２３に対して直交するように位置決めする機能も有する。光路変更素子１２０は、第１面１２１を底板１３１ｈに当接させ、第３面１２３を側板１３１ｖに当接させるようにして光コネクタ１３０Ｂに取り付けられている。
【００５０】
図１０に示すように、底板１３１ｈと側板１３１ｖの幅は、光路変更素子１２０より外側にはみ出さない程度の寸法とすることが、光結合装置１００"の小型化を図る点で好ましい。尚、スライド金型等を用いれば、光路変更素子１２０と光コネクタ１３０Ｂを一体成形物として樹脂等から成形できる。但し、通常の金型を用いる場合には、離型の際に支障を生じる矩形開口１３１ｋ、１３１ｊを成形時には形成せず、後加工で形成すると良い。
【００５１】
（光結合装置の作用）
図１０において、光ファイバ１３２を介して光が伝送されてくると、ファイバ素線１３２ｂの端面からそれぞれ発光し、その出射光束は発散しながら光路変更素子１２０の第１面１２１から入射し、対応する反射面１２２ａで全反射（又は反射膜により反射）する際に収束光に変換され、更に第３面１２３から出射してファイバ素線１３２ｂ’の端面に集光し、ここから光ファイバ１３２’内に入射する。かかる入射光は、光ファイバ１３２’を介して更に伝送されることとなる。このようにして、光結合装置１００により光ファイバ１３２、１３２’の間で光結合が行われる。
【００５２】
図１１は、上述した実施形態に用いることができる変形例としての光路変更素子１２０Ａを示す図であり、（ａ）はカバー部材１２５を取り付けた状態での光軸に沿った断面図、（ｂ）は光路変更素子を（ａ）の矢印Ｂ方向に見た図であるが、カバー部材１２５は取り外して示している。本変形例では、光路変更素子１２０Ａの第２面１２２の四隅に、突出面として同じ形状のボス１２２Ａを形成している。図１１（ａ）を参照して、４つのボス１２２Ａの頂点を通る仮想平面は、光路変更素子１２０Ａの反射面１２２ａに接することなく、その接平面に平行となっている。従って、反射面１２２ａに干渉することなく、平行平板状のカバー部材１２５を４つのボス１２２Ａの頂点に接するように配置できる。本変形例でも、４つのボス１２２Ａの頂点を通る仮想平面は、全ての反射面１２２ａの光軸上の点を通る接平面に平行である。なお、ボス１２２Ａは異なる形状としても良い。
【００５３】
図１２は、上述した実施形態に用いることができる変形例としての光路変更素子１２０Ｂを示す図であり、（ａ）はカバー部材１２５を取り付けた状態での光軸に沿った断面図、（ｂ）は光路変更素子を（ａ）の矢印Ｂ方向に見た図であるが、カバー部材１２５は取り外して示している。本変形例では、光路変更素子１２０Ｂの第２面１２２の下縁両端近傍に、突出面として同じ形状のボス１２２Ａを２つ形成している。図１２（ａ）を参照して、２つのボス１２２Ａに接する仮想平面を、更に第２面１２２の上縁に接するようにすることで一義的に位置が決まり、かかる状態では仮想平面は、光路変更素子１２０Ｂの反射面１２２ａに接することなく、その接平面に平行となっている。そこで、この仮想平面に重ねるようにして、反射面１２２ａに干渉することなく、平行平板状のカバー部材１２５を２つのボス１２２Ａと第２面１２２の上縁に接するように配置できる。本変形例でも、２つのボス１２２Ａと第２面１２２の上縁に接する仮想平面は、全ての反射面１２２ａ上のいずれかの点を通る接平面に平行である。尚、仮想平面は、第２面１２２上の３点に接するようにすれば静力学的に位置が安定して定まるから、例えば突出面は１カ所でも良い。
【００５４】
図１３は、ボス１２２Ａの変形例を示す側面図である。上述した実施形態に用いることができるボス１２２Ａは，（ａ）に示すように頭部形状が球状であっても良いし、（ｂ）に示すように、円筒形状の上端外縁に面取り部Ｃを設けた形状であっても良く、これにより光路変更素子を金型から成形する場合、その金型の形成が容易になる。又、ボス１２２Ａは、（ｃ）に示すように、大円筒ＣＹ１上に小円筒ＣＹ２を同軸にのせた形状であっても良い。例えばカバー部材に孔や切欠を設けて小円筒ＣＹ２を係合させつつ、大円筒ＣＹ１の上面に当接させるようにすれば、カバー部材の位置決めを確実に行うことができる。（ｃ）に示すボス１２２Ａは，２つ以上設けることが望ましい。
【００５５】
図１４は、上述した実施形態に用いることができる別の変形例としての光路変更素子１２０Ｃを示す図である。本変形例にかかる光路変更素子１２０Ｃも，第１面１２１及び第３面１２３は平面である。一方、第２面１２２は、複数個二列に並べて設けた反射面１２２ａと、反射面１２２ａの周囲に形成された平面状の繋ぎ面１２２ｂと、反射面１２２ａの並び方向に直交してその左右両側にて挟むように形成した一対の台形状の突出面１２２Ｃとを有する。突出面１２２Ｃ上に,平行平板状のカバー部材（不図示）を載置した状態で、光路変更素子１２０Ｃの反射面１２２ａに接することなく、その接平面に平行となる。尚、突出面１２２Ｃは，反射面１２２ａを上下両側から挟むように形成しても良い。反射面１２２ａは３列以上に並べても良く、千鳥状に配置しても良い。
【００５６】
以上述べた本発明の実施形態では、金型構造を簡素化するために、光路変更素子の第１面と第３面を平面としている。しかしながら、光路変更素子の第１面と第３面が平面であると、第１の素子及び第２の素子との位置決めに手間がかかる恐れがある。そこで、以下のようにして第１面又は第３面に位置決め部を設けることもできる。
【００５７】
図１５に示す光路変更素子１２０Ｄは，反射面と突出面を省略している。図１５において、光路変更素子１２０Ｄの第１面１２１には、出射部と対向しない位置に三角板状の突出した位置決め部１２１ａを２つ形成している。位置決め部１２１ａの第１側面１２１ｂと両面１２１ｃ、１２１ｄは、光路変更素子１２０Ｄの離型方向（図５，６で上下方向）に平行となっている。第２側面１２１ｅは、第１側面１２１ｂに直交していると好ましいが、それに限られない。
【００５８】
本実施形態の光路変更素子１２０Ｄを、金型を用いて成形する場合、金型に位置決め部１２１ａを転写形成する転写面を予め形成しておくが、光路変更素子１２０Ｄの転写後に、離型を行う際に、位置決め部１２１ａの第１側面１２１ｂと両面１２１ｃ、１２１ｄは、金型の離型方向に平行であるので、離型を妨げることがない。又、光路変更素子１２０Ｄを第１の光素子に位置決めする際に、第１の光素子側に、位置決め部１２１ａに対応する凹部を設けておけば良く、これにより精度の良い位置決めを実現できる。尚、同様な位置決め部を第３面に設けても良い。
【００５９】
図１６に示す光路変更素子１２０Ｅは，反射面と突出面を省略している。図１６において、光路変更素子１２０Ｅの第１面１２１には、出射部と対向しない位置に三角板状にくぼんだ位置決め部１２１ｆを２つ形成している。位置決め部１２１ｆの第１側面１２１ｇと両面１２１ｈ、１２１ｉは、光路変更素子１２０Ｅの離型方向（図５，６で上下方向）に平行となっている。第２側面１２１ｊは、第１側面１２１ｇに直交していると好ましいが、それに限られない。
【００６０】
本実施形態の光路変更素子１２０Ｅを、金型を用いて成形する場合、金型に位置決め部１２１ｆを転写形成する転写面を予め形成しておくが、光路変更素子１２０Ｅの転写後に、離型を行う際に、位置決め部１２１ｆの第１側面１２１ｇと両面１２１ｈ、１２１ｉは、金型の離型方向に平行であるので、離型を妨げることがない。又、光路変更素子１２０Ｅを第１の光素子に位置決めする際に、第１の光素子側に、位置決め部１２１ｆに対応する凸部を設けておけば良く、これにより精度の良い位置決めを実現できる。尚、同様な位置決め部を第３面に設けても良い。
【００６１】
図１７に示す光路変更素子１２０Ｆは，反射面と突出面を省略している。図１７において、光路変更素子１２０Ｆの第１面１２１には、出射部と対向しない位置に円筒状の位置決め部１２１ａを２つ形成している。位置決め部１２１ａの先端には、面取り加工が施されている。位置決め部１２１ａの軸線ＡＸは、第１面１２１に対して傾き、光路変更素子１２０Ｆの離型方向（図５，６で上下方向）に平行となっている。
【００６２】
本実施形態の光路変更素子１２０Ｆを、金型を用いて成形する場合、金型に位置決め部１２１ａを転写形成する転写面を予め形成しておくが、光路変更素子１２０Ｆの転写後に、離型を行う際に、位置決め部１２１ａの軸線ＡＸが金型の離型方向に平行となっているので、離型を妨げることがない。又、光路変更素子１２０Ｆを第１の光素子に位置決めする際に、第１の光素子側に、位置決め部１２１ａに対応する凹部（ここでは後述する図１８の位置決め部１２ｆａに類似する形状）を設けておき、軸線ＡＸに沿って挿入すれば良く、これにより精度の良い位置決めを実現できる。尚、同様な位置決め部を第３面に設けても良い。
【００６３】
図１８に示す光路変更素子１２０Ｇは，反射面と突出面を省略している。図１８において、光路変更素子１２０Ｇの第１面１２１には、出射部と対向しない位置に円筒形の袋孔状の位置決め部１２１ｆを２つ形成している。位置決め部１２１ｆの軸線ＡＸは、第１面１２１に対して傾き、光路変更素子１２０Ｇの離型方向（図５，６で上下方向）に平行となっている。
【００６４】
本実施形態の光路変更素子１２０Ｇを、金型を用いて成形する場合、金型に位置決め部１２１ｆを転写形成する転写面を予め形成しておくが、光路変更素子１２０Ｇの転写後に、離型を行う際に、位置決め部１２１ｆの軸線ＡＸが金型の離型方向に平行であるので、離型を妨げることがない。又、光路変更素子１２０Ｇを第１の光素子に位置決めする際に、第１の光素子側に、位置決め部１２１ｆに対応する凸部（ここでは図１７の位置決め部１２１ａに類似する形状）を設けておき、軸線ＡＸに沿って挿入すれば良く、これにより精度の良い位置決めを実現できる。尚、同様な位置決め部を第３面に設けても良い。
【００６５】
図１９，２０に示す光路変更素子１２０Ｈは，反射面と突出面を省略している。図では片方しか示していないが、光路変更素子１２０Ｈの第１面１２１において、出射部と対向しない位置に、同じ凹部形状の位置決め部１２１ｆを２つ形成している。位置決め部１２１ｆは、長円状の入口１２１ｆａと、円形の底面１２１ｆｂとを側壁１２１ｆｃにより連結した形状を有する。側壁１２１ｆｃは、上部半円筒面１２１ｆｄと下部半円筒面１２１ｆｅとを有する。上部半円筒面１２１ｆｄは、第１面１２１に直交しており、また下部半円筒面１２１ｆｅは、光路変更素子１２０Ｈの離型方向（図５，６で上下方向）に平行となっている。
【００６６】
本実施形態の光路変更素子１２０Ｈを、金型を用いて成形する場合、金型に位置決め部１２１ｆを転写形成する転写面を予め形成しておくが、光路変更素子１２０Ｈの転写後に、離型を行う際に、側壁１２１ｆｃの下部半円筒面１２１ｆｅが金型の離型方向に平行であるので、離型を妨げることがない。又、光路変更素子１２０Ｈを第１の光素子に位置決めする際に、第１の光素子側に、位置決め部１２１ｆに対応する凸部（例えば第１面１２１に直交する円筒部）を設けて、上部半円筒面１２１ｆｄに沿って挿入すれば良く、これにより精度の良い位置決めを実現できる。尚、同様な位置決め部を第３面に設けても良い。
【００６７】
図２１に示す光路変更素子１２０Ｉは，反射面と突出面を省略しているが、図２１（ａ）では第３面側１２３から見た図、図２１（ｂ）では第１面１２１側から見た図を示している。図２１において、光路変更素子１２０Ｉは、出射部及び入射部と対向しない位置において、第１面１２１及び第３面１２３に跨がるようにして、一体的に突出した位置決め部１２１ａを２つ（一方のみ図示）形成している。位置決め部１２１ａは、第１面１２１及び第３面１２３に対して直交する略Ｌ字形の側面１２１ａａと、第１面１２１に対して傾いた第１半円筒面１２１ａｂと、第３面１２３に対して傾いた第２半円筒面１２１ａｃとを有する。第１半円筒面１２１ａｂと第２半円筒面１２１ａｃとは、光路変更素子１２０Ｉの離型方向（図５，６で上下方向）に平行となっている。
【００６８】
本実施形態の光路変更素子１２０Ｉを、金型を用いて成形する場合、金型に位置決め部１２１ａを転写形成する転写面を予め形成しておくが、光路変更素子１２０Ｉの転写後に、離型を行う際に、位置決め部１２１ａの第１半円筒面１２１ａｂと第２半円筒面１２１ａｃは、金型の離型方向に平行であるので、離型を妨げることがない。又、光路変更素子１２０Ｉを第１の光素子及び第２の光素子に位置決めする際に、それぞれ位置決め部１２１ａに対応する凹部を設けておけば良く、これにより精度の良い位置決めを実現できる。
【００６９】
図２２に示す光路変更素子１２０Ｊは，反射面と突出面を省略しているが、図２２（ａ）では第３面側１２３から見た図、図２２（ｂ）では第１面１２１側から見た図を示している。図２１において、光路変更素子１２０Ｊは、出射部及び入射部と対向しない位置において、第１面１２１及び第３面１２３に跨がるようにして、三角板状に切り欠かれた位置決め部１２１ｆを２つ（一方のみ図示）形成している。位置決め部１２１ｆは、第１面１２１及び第３面１２３に対して直交する略三角形の側面１２１ｆｄと、第１面１２１に対して直交する第１半円筒面１２１ｆｅと、第３面１２３に対して直交する第２半円筒面１２１ｆｆとを有する。
【００７０】
本実施形態の光路変更素子１２０Ｊを、金型を用いて成形する場合、金型に位置決め部１２１ｆを転写形成する転写面を予め形成しておくが、光路変更素子１２０Ｊの転写後に、離型を行う際に、位置決め部１２１ｆの側面１２１ｆｄは、金型の離型方向に平行であるので、離型を妨げることがない。又、光路変更素子１２０Ｊを第１の光素子及び第２の光素子に位置決めする際に、それぞれ位置決め部１２１ａの第１半円筒面１２１ｆｅに係合する円筒部を第１の光素子側に設け、第２半円筒面１２１ｆｆに係合する円筒部を第２の光素子側に設けておけば良く、これにより精度の良い位置決めを実現できる。
【００７１】
以下、光路変更素子の好ましい態様についてまとめて説明する。
【００７２】
上記光路変更素子において、前記第１面と前記第３面の少なくとも光束が通過する領域は、平面であることが好ましい。
【００７３】
特許文献１の光路変更素子は、光の入射面に集光用の凸レンズ面を設けている。従って、特許文献１の光路変更素子において最適な結合効率を確保するためには、凸レンズ面と光入出端とを精度良く位置決めしなくてはならず、組み立て時に手間がかかる。この位置決めの困難さを克服するために、特許文献１では、凸レンズ面を一段奥側に追い込み、下面を光モジュールの上面に突き当てることで、光の入射部と凸レンズ面との距離を精度良く確保し、また光入射端と凸レンズ面との直接的な干渉を回避しているとも考えられる。ところが、このような複雑な凹凸形状を光の入射面又は出射面に持たせているので、引用文献１の光路変更素子を金型を用いて成形する場合、金型を細かく分割する必要が生じ金型構造が複雑となってコストが増大するという問題がある。又、特許文献１では、集光機能を発揮するために凸レンズ面と光入射端との間に、凸レンズ面の焦点距離に応じた間隙を必ず設ける必要があるので、凸レンズ面に入射した光束の一部が反射することによる結合効率の低下が懸念される。
【００７４】
これに対し上記態様によれば、前記第１面と前記第３面が平面であるので、前記光路変更素子を、金型を用いて成形する場合、例えば前記第１面と前記第３面とを単一の型を用いて転写するなど、金型の構成を簡素化できると共に、前記第１面と前記第３面が突出面を有しないことで前記光路変更素子自体の小型化も図れる。加えて、前記第１面と前記第３面が平面であるため、バットジョイントがしやすいという利点もある。又、前記第１面に前記第１の光素子の出射部を当接させ、また前記第３面に前記第２の光素子の入射部を当接させて設置できるので、前記第１面と前記第３面における光の反射を抑えて結合効率を高く維持できると共に、前記第１面と前記第１の光素子との間隔を小さく出来、また前記第３面と前記第２の光素子との間隔を小さくできるので、小型化に寄与する。特に基板の積層方向の小型化に貢献することができるため、基板を積層して用いる場合に、好適に用いることができる。更に、前記第１面に前記第１の光素子の出射部を当接させ、また前記第３面に前記第２の光素子の入射部を当接させることで、前記反射面と前記出射部及び前記入射部とにおける光軸に沿った距離を精度良く確保できるから、前記出射部から発散した光束が前記反射面を介して前記入射部に精度良く集光され、高い結合効率を確保しつつ、光結合装置の小型化を実現できる。但し、前記第１面と前記第１の光素子の出射部、及び前記第３面と前記第２の光素子の入射部は、実用的な結合効率を維持できる範囲で離間して配置しても良い。
【００７５】
また、前記仮想平面は前記反射面の光軸上の点における接平面と平行となっていることが好ましい。これにより、突出面の高さを低くでき小型化に寄与できる。また、機能膜を成膜するような場合には、突出面が成膜の際に反射面上に影を作る恐れを抑制でき、より均一な成膜を行うことができる。
【００７６】
また、樹脂を成形してなることが好ましい。樹脂成形により、高精度な形状を持つ光路変更素子を安価に大量生産可能となる。特に、第1の光素子且つ／又は第２の光素子を保持する材料に樹脂を使っている場合には、環境変化による収縮・膨張度合いが近くなるため光軸のズレを引き起こしにくくなり、光結合効率の低下を低減することができる。
【００７７】
また、ガラスを成形してなることが好ましい。ガラス製とすることで、環境変化に対して安定した結合効率を発揮できる光路変更素子を提供できる。
【００７８】
また、前記第１の光素子は光ファイバであり、前記第２の光素子も光ファイバであることが好ましい。光ファイバにより伝送されてきた光を、前記光路変更素子を介して別の光ファイバへと伝送することができる。前述の通り、一般的な光ファイバでは光の伝送効率を確保するために許容される曲げの最小径が規定されているため、省スペース化の問題から最小径以下の曲げが要求される場合には用いることができなくなく可能性があるが、本発明によれば光の伝送効率を維持しつつ、全体としてより効率的な収納を行うことができる。
【００７９】
また、前記第１の光素子は光ファイバであり、前記第２の光素子は受光素子であることが好ましい。前記光ファイバにより伝送されてきた光を、前記光路変更素子を介して前記受光素子へと受光させることができる。受光素子としては、例えばフォトダイオードがあるが、これに限られない。
【００８０】
また、前記第１の光素子は発光素子であり、前記第２の光素子は光ファイバであることが好ましい。前記発光素子から出射された光を、前記光路変更素子を介して前記光ファイバへと伝達することができる。発光素子としては、例えば半導体レーザや、表面発光型のレーザーダイオード（Vertical Cavity Surface Emitting Laser、以下ＶＣＳＥＬと記す）等があるが、これに限られない。
【００８１】
また、前記反射面に入射した前記光束は、全反射することが好ましい。前記反射面を全反射条件を満たすようにすることで、反射効率を高めることができる。
【００８２】
また、前記反射面に、９０％以上の反射率を持つ反射膜が形成されていることが好ましい。前記反射面が全反射条件を満たさないような形状であっても、十分な反射率を確保できる。このような反射膜としては、アルミや金や銀やそれらの化合物や誘電体などを用いることができる。汚れ等の問題より、波面が乱れてしまう事を想定して透明体ではない反射膜を用いることが好ましい。なお、９０％以上の反射率とは使用波長における平均反射率を指す。光通信分野においては、通常０．８ｕｍ〜１．７ｕｍの波長が用いられる。
【００８３】
また、前記第１面から前記反射面までの光軸に沿った距離又は前記第３面から前記反射面までの光軸に沿った距離をＡとし、前記反射面の光軸上の点から前記仮想平面までの距離をＢとしたときに、以下の式を満たすことが好ましい。
Ｂ／Ａ＜１．０    （１）
【００８４】
（１）式を満たすことで、前記仮想平面に沿ってカバー部材を設けた場合でも、カバー部材が前記反射面から離れすぎないため、前記光路変更素子に前記カバー部材を含めたサイズを小さく抑えることができるから、特に光結合装置に好適である。また、（１）式を満たすことによって、突出面の高さを小さくすることができるため、反射面に機能膜を成膜するような場合には、前記突出面が成膜の際に前記反射面上に影を作る恐れをさらに抑制でき、より均一な成膜を行うことができる。尚、前記出射部から出射された光束を前記入射部に向かって効率的に反射させること及び小型化及びカバー部材が反射面に接触してしまい光学性能が変化してしまう恐れを回避する観点から以下の式を満たすことが望ましい。
０．０１＜Ｂ／Ａ＜０．７      （１’）
【００８５】
また、前記第１面及び／又は前記第３面には前記第１の光素子と前記光路変更素子とを位置決めするための位置決め部が形成されていることが好ましい。これにより前記第１の光素子と前記光路変更素子とを複雑な調整をすることなく精度良く位置決めできる。また、前記位置決め部は前記光路変更素子の長手方向に存在することが好ましい。
【００８６】
また、前記第２面は複数の反射面を形成しており、前記第１の光素子は、前記複数の反射面に対応して複数の出射部を有し、前記第２の光素子は、前記複数の反射面に対応して複数の入射部を有することが好ましい。これにより大容量の情報伝達が、本発明の光路変更素子を用いた光伝送を通じて可能になる。
【００８７】
また、前記第２面は複数の反射面を形成しており、前記複数の反射面は、１つの反射面を通る２つの光軸を含む面に直交する方向に並べて配置されており、前記第１の光素子は、前記複数の反射面と等しい間隔で並べられた複数の出射部を有し、前記第２の光素子は、前記複数の反射面と等しい間隔で並べられた複数の入射部を有することが好ましい。これにより大容量の情報伝達が、本発明の光路変更素子を用いた光伝送を通じて可能になる。
【００８８】
また、前記突出面は、少なくとも前記反射面を挟んだ両側に形成されていることが好ましい。これにより、前記突出面にカバー部材を設置しやすく組付性に優れる。
【００８９】
また、前記仮想平面は前記突出面上のみに形成されていることが好ましい。これにより前記突出面にカバー部材を設置した際に、より前記光路変更素子の小型化を実現できる。
【００９０】
次に、光結合装置の好ましい態様について説明する。
【００９１】
上記光結合装置において、前記仮想平面に重ねるようにして前記光路変更素子に取り付けたカバー部材を有することが好ましい。前記仮想平面に沿って前記カバー部材を設けた状態で、前記光結合装置を小さく抑えることができる。
【００９２】
また、前記カバー部材を前記光路変更素子に取り付けることにより、前記光路変更素子の反射面は、密閉された空間内に配置されることが好ましい。前記カバー部材を用いて、外部環境より前記反射面を保護することができ、長期間にわたって安定した結合効率を発揮できる。
【００９３】
本発明は、本明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば，ボスに板状のカバー部材を当接させた状態で、カバー部材と光路変更素子との間に遮光性のある接着剤等を充填することで、反射面がある空間を密封することができる。この場合、反射面に反射膜を成膜しておくことが望ましい。
【符号の説明】
【００９４】
１００、１００’１００”    光結合装置
１１０            光モジュール
１１１            台板
１１２            半導体レーザ
１１３            ピン
１２０、１２０Ａ〜１２０Ｊ  光路変更素子
１２１            第１面
１２１ａ          位置決め部
１２１ｂ          第１側面
１２１ｃ、１２１ｄ          両面
１２１ｅ          第２側面
１２１ｆ          位置決め部
１２１ｇ          第１側面
１２１ｈ，１２１ｉ          両面
１２１ｊ          第２側面
１２２            第２面
１２２Ａ          ボス
１２２Ｃ          突出面
１２２ａ          反射面
１２２ｂ          繋ぎ面
１２２ｃ          突出面
１２２ｄ          斜面
１２３            第３面
１２５            カバー部材
１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ  光コネクタ
１３１            本体部
１３１ａ          凹部
１３１Ｖ          垂直部
１３１Ｈ          水平部
１３１ａ          凹部
１３１ｂ、１３１ｂ’        挿入孔
１３１ｃ、１３１ｃ’        貫通孔
１３１ｄ          底面
１３１ｅ          下面
１３１ｆ          円形開口
１３１ｇ          斜面
１３２、１３２’            光ファイバ
１３２ａ，１３２ａ’        保護部
１３２ｂ、１３２ｂ’        ファイバ素線
ＣＹ１            大円筒
ＣＹ２            小円筒
ＧＬ              ガラス
ＧＬｒ            不要部
ＭＤ１            第１型
ＭＤ１ａ          第１斜面
ＭＤ１ｂ          第２斜面
ＭＤ２            第２型
ＭＤ２ａ          光学面転写面
ＭＤ２ｂ          繋ぎ面転写面
ＭＤ２ｃ          突出面転写面
ＯＡ１，ＯＡ２    光軸
ＰＴ              点
ＶＰ              仮想平面
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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