(57)【要約】【課題】大型化しても精度良く光ファイバを配列することができるライトガイドを提供する。【解決手段】ライトガイド１０は、光ファイバ１１を位置決めする複数のＶ溝２１が並列して形成されたＶ溝基板２２と、Ｖ溝基板２２を複数個並列した状態に位置決めして収納するハウジング２３と、を有し、複数の光ファイバ１１の一端側が並列に配置されている。そして、複数のＶ溝２１が略等間隔になるように複数のＶ溝基板２２がハウジング２３内に収納されている。【選択図】図１
2008170735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバの少なくとも一端側が並列に配置されたライトガイドであって、
前記光ファイバを位置決めする複数のＶ溝が並列して形成されたＶ溝基板と、
前記Ｖ溝基板を複数個並列した状態に位置決めして収納するハウジングと、を有することを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
請求項１に記載のライトガイドであって、
複数の前記Ｖ溝が略等間隔になるように複数の前記Ｖ溝基板が前記ハウジング内に収納されていることを特徴とするライトガイド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のライトガイドであって、
前記Ｖ溝基板同士が隣接して接触した側端面から前記側端面に最も近い前記Ｖ溝間の山の頂部までの距離が、前記Ｖ溝のピッチの半分以下であることを特徴とするライトガイド。
【請求項４】
請求項３に記載のライトガイドであって、
前記Ｖ溝基板同士が隣接して接触した側端面に、前記Ｖ溝間の山の頂部近傍が位置していることを特徴とするライトガイド。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載のライトガイドであって、
並列に配置された前記複数の光ファイバに対して、並列面の両側から対向して前記Ｖ溝基板が設けられていることを特徴とするライトガイド。
【請求項６】
複数の光ファイバの少なくとも一端側が並列に配置されたライトガイドの製造方法であって、
複数のＶ溝が並列して形成されたＶ溝基板の前記Ｖ溝に複数の前記光ファイバをそれぞれ配置して位置決めする工程と、
前記Ｖ溝に位置決めした前記光ファイバの端面を前記Ｖ溝基板の端面とともに研磨する工程と、
研磨された前記Ｖ溝基板を複数個ハウジング内に収納して位置決めする工程と、を有することを特徴とするライトガイドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光ファイバを並列に配置したライン型のライトガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ライン型のＣＣＤカメラの照明用、半導体機器の検査用、液晶露光用等の用途でライン型のライトガイドが使用されている。ライン型のライトガイドは、複数の光ファイバの少なくとも一端側が並列に配置されたものであり、例えば、断面ロ字状の開口部を設けた部品の内部に複数の光ファイバを直線状に配列したファイバアレイを形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５４９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最近、液晶や半導体機器の製造ラインにおける製造装置の大型化や高密度化等に伴って、ライトガイドに対しても、大型化、高密度化、配列の高精度化が要求されている。例えば、従来のライトガイドでは光ファイバを一列に並べる心数は多くて数百心程度であったが、最近では千〜数千心の光ファイバを配列したライトガイドが要求されている。
【０００５】
しかしながら、上記のような一組の部品を組み合わせて内部に光ファイバを収納して配列する形態では、配列する光ファイバの本数を増やしてライン（並列幅）が長くなった場合には、寸法精度が低下して光ファイバの配列が乱れやすくなるとともに、部品の製造コストが高くなってしまう。また、ラインが長くなると端面を研磨する際の設備等が従来のものでは対応できない場合がある。さらに、複数組のスリーブを並列して組み合わせ、ラインの長いライトガイドとする場合には、スリーブの各組の間で光ファイバの配列に隙間ができてしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、大型化しても精度良く光ファイバを配列することができるライトガイドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決することのできる本発明に係るライトガイドは、複数の光ファイバの少なくとも一端側が並列に配置されたライトガイドであって、前記光ファイバを位置決めする複数のＶ溝が並列して形成されたＶ溝基板と、前記Ｖ溝基板を複数個並列した状態に位置決めして収納するハウジングと、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るライトガイドは、複数の前記Ｖ溝が略等間隔になるように複数の前記Ｖ溝基板が前記ハウジング内に収納されていることが好ましい。
【０００９】
本発明に係るライトガイドは、前記Ｖ溝基板同士が隣接して接触した側端面から前記側端面に最も近い前記Ｖ溝間の山の頂部までの距離が、前記Ｖ溝のピッチの半分以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明に係るライトガイドは、前記Ｖ溝基板同士が隣接して接触した側端面に、前記Ｖ溝間の山の頂部近傍が位置していることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るライトガイドは、並列に配置された前記複数の光ファイバに対して、並列面の両側から対向して前記Ｖ溝基板が設けられていることが好ましい。
【００１２】
また、上記課題を解決することのできる本発明に係るライトガイドの製造方法は、複数の光ファイバの少なくとも一端側が並列に配置されたライトガイドの製造方法であって、複数のＶ溝が並列して形成されたＶ溝基板の前記Ｖ溝に複数の前記光ファイバをそれぞれ配置して位置決めする工程と、前記Ｖ溝に位置決めした前記光ファイバの端面を前記Ｖ溝基板の端面とともに研磨する工程と、研磨された前記Ｖ溝基板を複数個ハウジング内に収納して位置決めする工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の光ファイバを位置決めするＶ溝基板をハウジング内に複数個並列して収納する構成であるため、光ファイバが各Ｖ溝に沿って高精度に配列される。また、Ｖ溝基板同士の間隔は極めて小さくできるため、Ｖ溝基板の境界部分でも光ファイバを他の部分と同じ等間隔に配列できる。そして、光ファイバの並列方向の幅（ライン）が長くなっても、Ｖ溝基板の個数を増加して並列させることにより対応可能であり、光ファイバの配列を連続した乱れのないものとすることができる。
また、光ファイバは各Ｖ溝基板においてＶ溝により位置決めされており、Ｖ溝基板毎に個別に端面を研磨できるため、従来の研磨装置を用いて従来と同様に研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るライトガイド及びその製造方法の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１は本実施形態のライトガイドを示す平面図、側面図、両端面図であり、図２はＶ溝基板によって複数本の光ファイバを位置決めした状態を示す図１中Ａ位置の拡大端面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のライトガイド１０では、複数の光ファイバ１１が一端側で並列に配置され、他端側で束状に配置されている。
複数の光ファイバ１１が並列に配置された一端側では、光ファイバ１１を位置決めする複数のＶ溝２１が並列して形成された複数のＶ溝基板２２と、これら複数個のＶ溝基板２２を並列した状態に位置決めして収納するハウジング２３とを備えている。
【００１６】
他端側の光ファイバ１１は複数本束ねられてバンドルファイバ１２を形成しており、バンドルファイバ１２は例えばＳＵＳ製のフレキシブル管１３に収容されて、ある程度の屈曲性を保持した状態で保護されている。バンドルファイバ１２の先端側は、フレキシブル管１３内の束状の光ファイバ１１がハウジング２３内部へ１本ずつ並列に導かれ、ハウジング２３内では光ファイバ１１の先端が一列に配列されている。また、バンドルファイバ１２の後端部には、光源等に容易に接続できるように例えばＳＵＳ製のコネクタ１２ａが取り付けられている。
【００１７】
図２に示すように、ハウジング２３内における複数の光ファイバ１１の先端は、Ｖ溝２１を有するＶ溝基板２２によって１本ずつ位置決めされている。Ｖ溝基板２２は例えばシリコン（Ｓｉ）により形成されており、カッター（ダイサー）によって高精度にＶ溝２１が形成されている。Ｖ溝基板２２では、所定の本数の光ファイバ１１を保持することができるが、それ以上の多数の光ファイバ１１を保持する場合には、複数のＶ溝基板２２をハウジング２３内に一列に並べて使用する。このとき、並列した光ファイバ１１に対して、並列面の両側から対向するようにＶ溝基板２２を配置し、対となったＶ溝基板２２の間に挟み込むようにして光ファイバ１１を保持すると良い。
【００１８】
光ファイバ１１を両側から保持したＶ溝基板２２は、図１に示すように、ハウジング２３内に固定される。ハウジング２３は、上下のハウジング２３ａ，２３ｂに２分割されており、複数個のＶ溝基板２２を並列に収納して、ネジ２３ｃ等の締結手段により一体化されるようになっている。ハウジング２３ａ，２３ｂには、複数枚のＶ溝基板２２を収納する凹部が各々設けられ、上下のハウジング２３ａ，２３ｂを重ねることにより凹部内にＶ溝基板２２が位置決めされて固定される。
このとき、複数個のＶ溝基板２２を並べたＶ溝基板２２同士の境界部分においても、複数のＶ溝２１がほぼ等間隔になるように、隣接したＶ溝基板２２同士を接合し、ハウジング２３内に配列されることが望ましい。
【００１９】
図３は、Ｖ溝基板２２同士の接合箇所を拡大して示す図であり、（ａ）は最適な接合状態を示す図、（ｂ）は接合状態の好ましい許容範囲内を示す図、（ｃ）は他の接合例を示す拡大図である。
図３（ａ）に示すように、光ファイバ１１の外径をＤ、公差をΔＤ、Ｖ溝のピッチをＰとすると、光ファイバ１１をＶ溝２１に保持するためには、Ｖ溝２１のピッチＰは、Ｐ≧Ｄ＋ΔＤであることが必要である。そして、前式において最も望ましいのは、Ｐ＝Ｄ＋ΔＤの場合である。すなわち、光ファイバ１１は一定の余裕ΔＤをもってほぼ等間隔で配置される場合が、出射強度分布にばらつきがなくなって理想的である。このことから、隣接するＶ溝基板２２同士が接触する側端面２２ａに、Ｖ溝２１間の山２４の頂部２４ａ、またはその近傍が位置していることが望ましい。
【００２０】
すなわち、図３（ａ）に示すように、Ｖ溝基板２２の両端が、Ｖ溝基板２２における最端の山２４の頂部２４ａにおいて切断されるようにすることが望ましい。側端面２２ａに頂部２４ａが位置しているＶ溝基板２２同士を接合することにより、Ｖ溝２１のピッチは複数のＶ溝基板２２間においても全て所定のピッチＰとなって等しくなるので、光ファイバ１１は等間隔で保持されることになる。
【００２１】
なお、頂部２４ａの位置に側端面２２ａが完全に一致するように加工するのは困難であるため、多少のずれは許容される。図３（ｂ）に示すように、Ｖ溝基板２２における最端の山２４の頂部２４ａを越えた位置（図３（ａ）において範囲Ｂ）に側端面２２ａが位置するようにすると、同様に切断されたＶ溝基板２２同士を接合することにより、最端に位置する光ファイバ１１同士のピッチは通常のＶ溝２１のピッチＰより若干大きいＰ１となる。一方、図３（ｃ）に示すように、最端のＶ溝２１ａを越えた位置（すなわち、最端の山２４の最頂部２４ａの手前側、図３（ａ）において範囲Ｃ）に側端面２２ａが位置するようにすると、切断した部分には光ファイバ１１が入らないので、同様に切断されたＶ溝基板２２を接合することにより、最端に位置する光ファイバ１１ａ同士のピッチはＰ２となる。ここで、図３（ａ）〜（ｃ）より明らかなように、Ｐ＜Ｐ１＜Ｐ２となり、ピッチＰ２では最端の光ファイバ１１ａ間に大きな隙間ができるので、図３（ａ）中範囲Ｂに側端面２２ａが位置すること、すなわちＶ溝基板２２同士が隣接して接触した側端面２２ａから最端のＶ溝２１ａの山の頂部２４ａまでの距離が、Ｖ溝２１のピッチＰの半分以下であることが好ましい。
【００２２】
次に、本実施形態のライトガイド１０を製造する方法について説明する。
まず、複数のＶ溝２１が並列して形成されたＶ溝基板２２を複数用意し、図３に示したように（好ましくは図３（ａ）のように）側端面２２ａの切断加工を行う。そして、Ｖ溝基板２２のＶ溝２１に複数の光ファイバ１１をそれぞれ配置し、さらに図２に示すようにもう一方の側から他のＶ溝基板２２を対向するように配置して、一対のＶ溝基板２２の間に複数の光ファイバ１１を等ピッチで位置決めする。互いのＶ溝基板２２は前端面以外の箇所で接着剤等により接合し、一体化させる。このようにして作成した基板ユニットを複数用意する。
【００２３】
次いで、前記基板ユニットの前端面を研磨する。すなわち、Ｖ溝２１に位置決めした光ファイバ１１の端面をＶ溝基板２２の端面とともに研磨する。その際、Ｖ溝基板２２のサイズは従来と同じであるため、研磨装置は従来のものを同様に使用可能である。
【００２４】
研磨が済んだ複数の基板ユニットを図１に示したように所定の数並列してハウジング２３ａ，２３ｂ内に収納し、ハウジング２３ａ，２３ｂ同士を組み合わせて一体化したハウジング２３とし、それによりハウジング２３内に各基板ユニットを位置決めする。これにより、全ての光ファイバ１１がハウジング２３内で一列に等間隔で精度良く配列される。
なお、ハウジング２３ａ，２３ｂ内には接着剤を塗布しておき、ハウジング２３とＶ溝基板２２を固定すると良い。
【００２５】
ハウジング２３の後側では、ハウジング２３内に一列に並列させた複数の光ファイバ１１の後方側を束ねてバンドルファイバ１２とし、図１に示したようにフレキシブル管１３に収めてさらにその後端側でコネクタ１２ａを装着する。
このようにして、図１に示すようにライトガイド１０が製造される。
【００２６】
次に、図４を参照してライトガイド１０の具体的な使用例を示す。
ライトガイド１０内の光ファイバ１１は、例えばコア径が１９０μｍ、クラッドの外径が２００μｍ、被覆付きの外径Ｄ＝２４０μｍ±１０μｍのものを用いる。Ｖ溝２１は、Ｖ溝角度が９０°、Ｖ溝ピッチＰ＝２５０μｍ（すなわち、ΔＤ＝１０μｍ）、Ｖ溝数は４００である。Ｖ溝基板２２の大きさは、２０ｍｍ×１００ｍｍである。Ｖ溝基板２２のカット位置（側端面２２ａ）は、山２４の頂部２４ａとする。光ファイバ１１の総心数が、例えば１２００心の場合、３組のＶ溝基板２２の基板ユニットをハウジング２３の内部に１列に並べる。
なお、本実施形態では、光ファイバ１１は被覆付きのものとしたが、端部の被覆を所定長除去した後、Ｖ溝基板内に挿入固定しても良い。
【００２７】
このようにして製造されたライトガイド１０は、例えば、液晶露光装置等に用いることができる。すなわち、図４に示すように、光源１４から発せられた光１４ａを反射鏡１５によって集光し、バンドルファイバ１２を構成する光ファイバ１１の一端面に入射する。入射された光は、光ファイバ１１を通って、ハウジング２３内においてＶ溝基板２２により位置決めされている光ファイバ１１の他端面からライン状に照射される。
【００２８】
以上説明したライトガイド１０及びライトガイド１０の製造方法によれば、複数の光ファイバ１１を位置決めするＶ溝基板２２をハウジング２３内に複数個並列して収納するため、光ファイバ１１が各Ｖ溝２１に沿って高精度に配列される。また、Ｖ溝基板２２同士の間隔は極めて小さくできるため、Ｖ溝基板２２の境界部分でも光ファイバ１１を他の部分と同じ等間隔に配列できる。そして、光ファイバ１１の並列方向の幅（ライン）が長くなっても、Ｖ溝基板２２の個数を増加して並列させることにより対応可能であり、光ファイバ１１の配列を連続した乱れのないものとすることができる。また、光ファイバ１１は各Ｖ溝基板２２においてＶ溝２１により位置決めされており、Ｖ溝基板２２毎に個別に端面を研磨できるため、ラインが長くなっても従来の研磨装置を用いて従来と同様に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るライトガイドの実施形態の例を示す平面図、側面図、両端面図である。
【図２】Ｖ溝基板によって複数本の光ファイバを位置決めした状態を示す図１中Ａ位置の拡大端面図である。
【図３】Ｖ溝基板２２同士の接合箇所を拡大して示す図であり、（ａ）は最適な接合状態を示す図、（ｂ）は接合状態の好ましい許容範囲内を示す図、（ｃ）は他の接合例を示す拡大図である。
【図４】本発明のライトガイドの具体的な使用例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ライトガイド
１１  光ファイバ
２１  Ｖ溝
２２  Ｖ溝基板
２２ａ  側端面
２３  ハウジング
２４  Ｖ溝間の山
２４ａ  山の頂部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008170735.tif 000006