(57)【要約】      （修正有）【課題】合波部材の大幅な小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波でき、また、光出射部において各波長の光を色むらなく出射できる合波部材、ならびにそれを用いた光源ユニットを提供する。【解決手段】外部からの光Ａを入射する光入射部Ａ３と外部へ光Ａを出射する光出射部２とを有する導光路１と、導光路の光入射部Ａと異なる位置に設けられた光入射部Ｂ４とを有し、光入射部Ｂが導光路の側面に設けられた光路変換ミラーＢ４０１であって、外部から入射される光Ｂが、光路変換ミラーＢによって光路変換されて導光路へ入射され、光Ａと光Ｂとが、光路変換ミラーＢよりも光出射部側の導光路を伝搬し、光Ａと光Ｂとが同一の光出射部から出射される合波部材。【選択図】図１
2017151247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの光Ａを入射する光入射部Ａと外部へ光を出射する光出射部とを有する導光路と、前記導光路の前記光入射部Ａと異なる位置に設けられた光入射部Ｂとを有し、
前記光入射部Ｂが前記導光路の側面に設けられた光路変換ミラーＢであって、外部から入射される光Ｂが、前記光路変換ミラーＢによって光路変換されて前記導光路へ入射され、
前記光Ａと前記光Ｂとが、前記光路変換ミラーＢよりも前記光出射部側の導光路を伝搬し、前記光Ａと前記光Ｂとが同一の前記光出射部から出射される合波部材。
【請求項２】
前記導光路の前記光路変換ミラーＢよりも前記光出射部側に、外部からの光Ｃを入射する光入射部Ｃをさらに有し、
前記光入射部Ｃが前記導光路の側面に設けられた光路変換ミラーＣであって、前記光路変換ミラーＣによって光路変換された光Ｃが、前記導光路へ光路変換され、
前記光Ａ、前記光Ｂ及び前記光Ｃが、前記光路変換ミラーＣよりも前記光出射部側の導光路を伝搬し、前記光Ａ、前記光Ｂ及び前記光Ｃが同一の前記光出射部から出射される請求項１に記載の合波部材。
【請求項３】
前記光入射部Ａが、外部からの前記光Ａを導光路内へ伝搬させるように光路変換する光路変換ミラーＡである請求項１又は２に記載の合波部材。
【請求項４】
前記光路変換ミラーＢ又は前記光路変換ミラーＣが、傾斜面からなる光路変換ミラーＢ又は前記光路変換ミラーＣであって、前記傾斜面の一つの斜辺が、前記導光路の側面と同一面上に配置されてなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の合波部材。
【請求項５】
前記導光路が、前記光出射部方向に向かって光軸垂直断面積を小さくするテーパ部を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の合波部材。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれか一項に記載の合波部材の、前記光入射部Ｂ及び前記光入射部Ｃに入射する前の前記光Ｂの光軸Ｂ及び前記光Ｃの光軸Ｃが平行である光源ユニット。
【請求項７】
さらに前記光入射部Ａに入射する前の前記光Ａの光軸Ａが、前記光軸Ｂ及び前記光軸Ｃと平行である請求項６に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記光Ａ、前記光Ｂ、前記光Ｃが、それぞれ異なる波長の光である請求項６又は７に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記光Ａ、前記光Ｂ、前記光Ｃが、赤、緑、青のいずれかの光である請求項６〜８のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合波部材及びそれを用いた光源ユニットに関する。
【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。
【０００３】
また、特許文献２では、光導波路のコアパターンをＹ字型にし、分岐側から光を入射して合波する発明が開示されている。特許文献２では、合流部における漏れ光を低減し、低損失で合波する構造が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０４１３４２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７１７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、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、かつ複数の異なる波長の光を合波して色むらの少ない光を出射するための光源ユニットでは、光源ユニットを含むデバイスの筐体を小さくし、携帯性・ハンドリング性を確保するため、小型で合波できる光源ユニットであることが求められる。また、特許文献２のように光信号伝送用として用いる場合にも、特許文献２にて言及されているように光の損失を低減する必要とともに、高密度化のための小型化が必要である。
特許文献１、特許文献２記載の合波部材では、複数の光源から入射された光を光ファイバや光導波路のコアパターンを用いて徐々に近接させていくピッチ変換部が必要となる。このようなピッチ変換は、伝搬する光の漏れを低減するために、緩やかなカーブを描かなければならず光軸方向に長尺化する。さらにピッチ変換は、光ファイバや光導波路のコアパターンの引き回しのため幅方向（光軸垂直方向）にもスペースが必要となる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、合波部材の大幅な小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波でき、また、光出射部において各波長の光を色むらなく出射できる合波部材、ならびにそれを用いた光源ユニット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】
本発明は、次のものに関する。
（１）外部からの光Ａを入射する光入射部Ａと外部へ光を出射する光出射部とを有する導光路と、前記導光路の前記光入射部Ａと異なる位置に設けられた光入射部Ｂとを有し、前記光入射部Ｂが前記導光路の側面に設けられた光路変換ミラーＢであって、外部から入射される光Ｂが、前記光路変換ミラーＢによって光路変換されて前記導光路へ入射され、前記光Ａと前記光Ｂとが、前記光路変換ミラーＢよりも前記光出射部側の導光路を伝搬し、前記光Ａと前記光Ｂとが同一の前記光出射部から出射される合波部材。
（２）前記導光路の前記光路変換ミラーＢよりも前記光出射部側に、外部からの光Ｃを入射する光入射部Ｃをさらに有し、前記光入射部Ｃが前記導光路の側面に設けられた光路変換ミラーＣであって、前記光路変換ミラーＣによって光路変換された光Ｃが、前記導光路へ光路変換され、前記光Ａ、前記光Ｂ及び前記光Ｃが、前記光路変換ミラーＣよりも前記光出射部側の導光路を伝搬し、前記光Ａ、前記光Ｂ及び前記光Ｃが同一の前記光出射部から出射される（１）に記載の合波部材。
（３）前記光入射部Ａが、外部からの前記光Ａを導光路内へ伝搬させるように光路変換する光路変換ミラーＡである（１）又は（２）に記載の合波部材。
（４）前記光路変換ミラーＢ又は前記光路変換ミラーＣが、傾斜面からなる光路変換ミラーＢ又は前記光路変換ミラーＣであって、前記傾斜面の一つの斜辺が、前記導光路の側面と同一面上に配置されてなる（１）〜（３）のいずれか一項に記載の合波部材。
（５）前記導光路が、前記光出射部方向に向かって光軸垂直断面積を小さくするテーパ部を有する（１）〜（４）のいずれか一項に記載の合波部材。
（６）前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の合波部材の、前記光入射部Ｂ及び前記光入射部Ｃに入射する前の前記光Ｂの光軸Ｂ及び前記光Ｃの光軸Ｃが平行である光源ユニット。
（７）さらに前記光入射部Ａに入射する前の前記光Ａの光軸Ａが、前記光軸Ｂ及び前記光軸Ｃと平行である（６）に記載の光源ユニット。
（８）前記光Ａ、前記光Ｂ、前記光Ｃが、それぞれ異なる波長の光である（６）又は（７）に記載の光源ユニット。
（９）前記光Ａ、前記光Ｂ、前記光Ｃが、赤、緑、青のいずれかの光である（６）〜（８）のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の合波部材は、合波部材の大幅な小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波でき、また、光出射部において各波長の光を色むらなく出射できる合波部材である。また、これを用いた光源ユニットは、前記の優れた特性を有した光源ユニットを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の合波部材の一態様を示す斜視図である。
【図２】本発明の合波部材の別の態様を示す斜視図である。
【図３】本発明の合波部材の別の態様を示す斜視図である。
【図４】本発明の合波部材の別の態様を示す斜視図である。
【図５】本発明の合波部材の別の態様を示す斜視図である。
【図６】本発明の光源ユニットの一態様を示す斜視図である。
【図７】本発明光源ユニットの別の態様を示す斜視図である。
【図８】本発明光源ユニットの別の態様を示す斜視図である。
【図９】本発明の合波部材の別の態様を示す斜視図である。
【図１０】本発明の光入射部Ｂ、Ｃの一態様を示す斜視図である。
【図１１】本発明の光入射部Ａの一態様を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の合波部材を、それぞれ実施の一態様である図１〜５を用いて詳細に説明する。図１〜５に示す合波部材は、外部からの光Ａを入射する光入射部Ａ３と外部へ光を出射する光出射部２とを有する導光路１と、導光路１の光入射部Ａ３と異なる位置に設けられた光入射部Ｂ４とを有し、光入射部Ｂ４が導光路１の側面１０１に設けられた光路変換ミラーＢ４０１であって、外部から入射される光Ｂが、光路変換ミラーＢ４０１によって光路変換されて導光路１へ入射され、光Ａと光Ｂとが、光路変換ミラーＢ４０１よりも光出射部２側の導光路１を伝搬し、光Ａと光Ｂとが同一の光出射部２から出射される。
光入射部Ａ３から入射された光Ａは、導光路１中を伝搬し光出射部２から出射される。また、光入射部Ｂ４から入射された光Ｂは、光路変換ミラーＢ４０１によって光路変換されて導光路１を伝搬し、光出射部２から出射される。光Ａ及び光Ｂは、光路変換ミラーＢ４０１よりも光出射部２側の同一の導光路１を伝搬するため同一の光出射部２から出射される。
図１〜図５に示す導光路１の光軸垂直断面形状は矩形としている。なお、本実施の態様において、光軸垂直断面形状とは、光入射部Ａ３、光入射部Ｂ４、光入射部Ｃ５及び光出射部２を通らない光入射部Ａ３と光出射部２との間の任意の平面における断面形状とする。つまり、ここでの光軸とは、導光路１を伝播する光の光軸であり、光軸垂直断面とは、導光路１に対しておおよそ垂直な平面であると理解できる。
【００１０】
上述のように、本実施の態様の合波部材は、特許文献１、２に記載のような平面方向に広がるピッチ変換を必要としない構造である。特許文献１、２の構造を用いると、各光軸を近接させるように各光源を配置できない場合であってもピッチ変換を用いて各光軸を近接させることができる。しかし、光の漏れを低減してピッチ変換するためには緩やかに光路を曲げる必要があり、そのため光路長に距離が必要となる。さらに各光軸間の距離が長くなるとピッチ変換に必要な距離が長くなる。しかし、本実施の態様の合波部材は、そのようなピッチ変換が不要であるため、各光軸間距離と、光出射部２までの長さの和で収まる。このため著しく小型化できる。
【００１１】
また、本実施の態様の合波部材は、図１〜図３に示すように、導光路１の光路変換ミラーＢ４０１よりも光出射部２側に、外部からの光Ｃを入射する光入射部Ｃ５をさらに有し、光入射部Ｃ５が導光路１の側面１０１に設けられた光路変換ミラーＣ５０１であって、光路変換ミラーＣ５０１によって光路変換された光Ｃが、導光路１へ光路変換され、光Ａ、光Ｂ及び光Ｃが、光路変換ミラーＣ５０１よりも光出射部２側の導光路１を伝搬し、光Ａ、光Ｂ及び光Ｃが同一の光出射部２から出射される。これにより、異なる位置から入射する３つの光が同一の光出射部２から出射される。
【００１２】
光入射部Ｂ４は、外部からの光Ｂを導光路１へ光路変換する光路変換ミラーＢ４０１となり、光入射部Ｃ５が外部からの光Ｃを導光路１へ光路変換する光路変換ミラーＣ５０１となる。一方、光入射部Ａ３は、図２や図５に示すように、導光路１の一端に設けられた端面を光入射部Ａ３としたり、図１、図３、図４に示すように、外部からの前記光Ａを導光路１内へ伝搬させるように光路変換する光路変換ミラーＡ３０１としたり、適宜選択できる。
【００１３】
また、光路変換ミラーＢ４０１又は光路変換ミラーＣ５０１は、傾斜面からなる光路変換ミラーＢ４０１又は前記光路変換ミラーＣ５０１であって、傾斜面の一つの斜辺が、導光路１の側面１０１と同一面上に配置されている。換言すると、光路変換ミラーＢ４０１又は光路変換ミラーＣ５０１は、導光路１の側面１０１に物理的に接続するように設けられている。
【００１４】
本実施の態様の導光路１には、光出射部２方向に向かって光軸垂直断面積を小さくするテーパ部６を設けることができる。図１、図２に示す合波部材には、テーパ部６は光入射部Ａ３から光入射部Ｂ４までの間、光入射部Ｂ４から光入射部Ｃ５までの間、光入射部Ｃ５から光出射部２までの間の区間に設けられている。
【００１５】
［光源ユニット］
次に、光源ユニットについて図６〜図８を用いて詳細に説明する。
図６〜図８の光源ユニットは、上記の合波部材の、光入射部Ａ３、光入射部Ｂ４に光Ａ、光Ｂをそれぞれ入射可能な位置に各光を出力する光源が配置されたものである。なお、光入射部Ｃ５を有する場合には、光入射部Ｃ５に光Ｃを入射可能な位置に光Ｃを出力する光源がさらに配置されたものである。本実施の態様において、光Ａを出力する光源を光源Ａ１３、光Ｂを出力する光源を光源Ｂ１４、光Ｃを出力する光源を光源Ｃ１５と表記する。
【００１６】
本実施の態様の光源ユニットは、光入射部Ｂ４に入射する前の光Ｂの光軸Ｂ１４１と、光入射部Ｃ５に入射する前の光Ｃの光軸Ｃ１５１とが平行である。さらに、図６、図８に示すように、光入射部Ａ３が、光路変換ミラーＡ３０１である場合、光入射部Ａ３に入射する前の光Ａの光軸Ａ１３１が、光軸Ｂ１４１及び光軸Ｃ１５１と平行である。本実施の態様における光軸Ｂ１４１、光軸Ｃ１５１、後述する光軸Ａ１３１とは、各光源から出力された光の広がり角の二等分線を意味する。なお、各光源と各光入射部との間にレンズ等を設ける場合には、上記角の二等分線の光学的な延長線上とする。
【００１７】
光Ａ、光Ｂ、光Ｃが、それぞれ異なる波長の光であり、赤、緑、青のいずれかの光であると光出射部２からの出射光を白色に視認させることができる。
次に、本実施の態様の合波部材に用いられる各部材について詳細に説明する。
【００１８】
［導光路］
導光路１は、光入射部Ａ３から光出射部２までの光Ａ、光入射部Ｂ４から光出射部２までの光Ｂ、光入射部Ｃ５から光出射部２までの光Ｃの少なくともいずれかの光が伝搬する部位である。伝搬する光は、導光路１の壁面によって反射し、光出射部２から出射される。上記の観点から、上記壁面は、金属反射面や、導光路１が周囲よりも高屈折率に設計され、導光路１と周囲との屈折率差を利用した全反射面であるのが好ましい。反射による損失が小さい点から後者であるとより好ましい。導光路１を周囲よりも屈折率の高い透明な材質で形成すると形状の加工が容易に行えるためさらに好ましい。透明な材質は、伝搬する光の波長に対して所定の出射光の光強度が確保可能な透明性を有していれば特に限定はなく、ガラスや樹脂等が好適に用いられる。特に形状の加工性の観点から樹脂を用いるとより好ましい。
樹脂の種類は特に限定はないが、形状加工性の観点から熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂等が好適である。後述するようなフォトリソグラフィー加工によって形成する場合には、光硬化性樹脂がより好適である。
【００１９】
導光路１の光軸垂直断面形状は、各光が伝搬するのに支障のない形状、及び良好に各光を入射可能な各光入射部の形状が得られる形状であれば特に限定はなく、円、楕円、矩形、多角形、それらを複合させた形状等であってもよい。光路変換ミラーＢ４０１や光路変換ミラーＣ５０１の形状が、欠け（光軸Ｂ１４１、光軸Ｃ１５１同軸方向から見たときの欠け）がなく各光を入射させやすくする観点から、光路変換ミラーＢ４０１や光路変換ミラーＣ５０１と導光路１との物理的な接続面は平坦面であるのが好ましい。このとき光路変換ミラーＢ４０１や光路変換ミラーＣ５０１の傾斜面を構成する１つの斜辺が平坦面上となるとより好ましい。上記の観点から矩形、多角形等が好適に挙げられる。矩形であると後述するフォトリソグラフィー加工による形成が容易である観点からさらに好ましい。なお、上記の平坦な面とは、製造上、微視的な凹凸や湾曲していても光Ｂや光Ｃを良好に光入射部Ｂ４や光入射部Ｃ５に入射できれば広義に平坦面とする。
【００２０】
光路変換ミラーＢ４０１や光路変換ミラーＣ５０１と導光路１を物理的に接続させることによって、導光路１を伝搬する光Ａと、光Ｂや光Ｃを近接させて導光路１に入射できるため、より短距離で合波できる利点や、後述するテーパ部６のテーパ量を小さくして低損失化できる利点や、少ないテーパ量で光出射部２におけるスポット径を小さくすることができる利点がある。
【００２１】
導光路１は、図１〜図５に示すように光路変換ミラーＢ４０１や光路変換ミラーＣ５０１からの光を導光させるため、導光路１の該光路変換ミラーＢ４０１（又は光路変換ミラーＣ５０１）の近傍（光出射部２側）における光軸垂直断面積（断面Ｘ）が、光出射部２と反対側における該光路変換ミラーＢ４０１（又は光路変換ミラーＣ５０１）の近傍（光出射部２反対側）の光軸垂直断面積（断面Ｙ）よりも大きく拡大されている（ＸとＹは平行な面）。光路変換ミラーＢ４０１や光路変化ミラーＣ５０１側に光軸垂直断面積を拡大することにより、光Ｂや光Ｃを光Ａが伝搬する導光路１に効率的に入射することができ、合波が可能となる。このときの拡大部を拡大段差７とし、この拡大段差７の大きさによって光路変換ミラーＢ４０１や光路変換ミラーＣ５０１の大きさを適宜調整できる。
【００２２】
[テーパ部]
また、導光路１には、光出射部２方向に光軸垂直断面積が、徐々に小さくなるテーパ部６を設けるのが好ましい。テーパ部６を設けることによって、効率的に導光路１を伝搬する光Ａ、光Ｂ、光Ｃの合波が可能となる。また、光出射部２のスポット径を小さくできる。
【００２３】
テーパ部６は、光入射部Ａ３から光出射部２までの導光路１のいずれかの箇所に設けられていればよく、光入射部Ａ３から光入射部Ｂ４までの間、光入射部Ｂ４から光入射部Ｃ５（光入射部Ｃ５がない場合には光出射部２までの間）、光入射部Ｃ５から光出射部２の間の少なくともいずれかに設けることができる。特に、光出射部２と光出射部２に最も近くに設けられた光路変換ミラー（光路変換ミラーＢ４０１又は光路変換ミラーＣ５０１）との間にテーパ部６を設けると、光の合波が効率的に行える利点や、光出射部２のスポット径を小さくできる利点がある。また、光入射部Ａ３と光入射部Ｂ４までの間、光入射部Ｂ４と光入射部Ｃ５までの間にテーパ部６を設置すると、該設置箇所より光出射部２側に別に設けるテーパ部６のテーパ量を小さくできる。このため、導光路１の外部（光出射部２以外の箇所）に漏れ出す光量を少なくできる利点がある。
特に、上記の光路変換ミラーＢ４０１や光路変化ミラーＣ５０１側に光軸垂直断面積を拡大される方向と同一方向の導光路１の幅を小さくするようなテーパ部６を設けると、効率的に合波が行えるとともに、光出射部２の形状を円や正方形に近づけることができる。
なお、本実施の態様において、テーパ部６は、上記の幅方向にのみ設けているが、上記の幅と垂直な高さ方向に設けても、その両方に設けてもよい。
【００２４】
上述したテーパ部６の角度は、各光の出射強度に悪影響のない範囲で設ければよく、一方の側面ともう一方の側面のなす角が０°超〜４０°であると好ましく、伝搬中の光の漏れを抑制する観点から０°超〜２０°であるとより好ましく、０°超〜２°であるとさらに好ましい。なお、導光路１が曲線状であって該曲線部にテーパ部６が設けられている場合には、各側面の曲率からそれらの平均曲率を引いた値（仮想的に導光路１が直線状とする）から、改めてテーパ量を算出した値が、上記の値の範囲であればよい。
【００２５】
［光出射部］
導光路１に設けられる光出射部２の最大径（光出射部２が設けられた面に対して垂直方向から見たときの、光出射部２を内包する円の最小直径）は、光Ａ、光Ｂ、光Ｃが出射可能な径であれば特に限定はないが、１０μｍ〜３ｍｍであると好ましく、３０μｍ〜１．５ｍｍであると、光出射部２での光の均一性及び小型化の観点からより好ましい。合波部材に入射される光がレーザー光のように指向性が高く、かつスポット径が小さい場合、具体的には広がり角が０°超〜３５°であって、スポット径が８μｍ〜２００μｍの光である場合、光出射部２での光の均一性の観点から３０μｍ〜２５０μｍであることが好ましい。合波部材に入射される光が、ＬＥＤのように広がり角が大きい場合、具体的には３０°〜１５０°である場合には、４０μｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。
図１に示すように光出射部２が矩形の場合には、上記の最大径は対角線の最大線分長とする。
【００２６】
［光入射部］
本実施の態様に設けられる各光入射部（光入射部Ａ３、光入射部Ｂ４、光入射部Ｃ５）は、光Ａ、光Ｂ、光Ｃを導光路１に入射可能な大きさであれば特に限定はないが、（各光入射部に入射する光の光軸方向から見たときの、各光入射部に内接する円の最大直径）が１０μｍ〜３ｍｍであると好ましく、３０μｍ〜１．５ｍｍであると、光出射部２での各光の均一性を向上させる観点及び小型化の観点からより好ましい。合波部材に入射される光がレーザー光のように指向性が高く、かつスポット径が小さい場合、具体的には広がり角が０°超〜３５°であって、スポット径が８μｍ〜２００μｍの光である場合、導光路１での合波効率を向上させる観点から３０μｍ〜２５０μｍであることが好ましい。合波部材に入射される光が、ＬＥＤのように広がり角が大きい場合、具体的には３０°〜１５０°である場合には、各光入射部と各光の結合効率を向上させる観点から４０μｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。
【００２７】
図６、図８に示すように、光軸Ｂ１４１、光軸Ｃ１５１を平行に光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１にそれぞれ入射するのが好ましい。これにより、同一方向かつ平行方向に出力するように光源Ｂ１４と光源Ｃ１５を配置すれば、合波部材に入射することができる。このため。光源Ｂ１４と光源Ｃ１５の配置が容易となる。上記の観点から光路変換ミラーＢ４０１と光路変換ミラーＣ５０１の傾斜面は平行であるとより好ましい。
【００２８】
図６に示すように、合波部材に入射する各光の光軸Ａ１３１、光軸Ｂ１４１及び光軸Ｃ１５１が平行であるのが好ましい。各光源は、同一方向に出力されるように配置することができ、光源ユニットの組み立てが容易となる。
また、光軸Ａ１３１、光軸Ｂ１４１及び光軸Ｃ１５１が同一平面にあるとより好ましい。これにより、各光源を直線上に配置することができ、光源ユニットの組み立てがより容易となる。
さらに、上記のいずれかの光軸と同軸方向から見たときの光路変換ミラーＡ３０１、光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１は、等ピッチで同一直線上に配置されているとさらに好ましい。各光源は、さらに同一ピッチで配置することができ、光源ユニットの組み立てがさらに容易となる。
なお、このときの同一直線上とは、光軸方向から見たときの各光路変換ミラーの中心位置を結ぶ近似直線（最小自乗法で算出）と、実際の各光路変換ミラーの中心位置の最短距離が、各光入射部の中で最大の最大径を有する光入射部における上記の最大径の１／５以内に全ての中心位置が存在する場合を同軸とする。１／１０以内にするとより好ましく、１／１５以内にするとさらに好ましい。上記の範囲であると、各光路変換ミラーに良好に各光を入射できる。
【００２９】
本実施の態様の導光路１の長さは、光源Ａ１３、光源Ｂ１４、光源Ｃ１５の配置によって決定される。光源Ａ１３、光源Ｂ１４、光源Ｃ１５の位置に対応する光入射部Ａ３、光入射部Ｂ４、光入射部Ｃ５を配置すればよく、それらの配置によって光入射部Ａ３と光入射部Ｂ４の距離、光入射部Ｂ４と光入射部Ｃ５の距離が決まる。光源Ａ１３、光源Ｂ１４、光源Ｃ１５の配置は、それらの筐体の大きさ等によって距離が決まる。可能な限り近接すると、光源ユニットの小型ができる利点、導光路１の長さを小さくすることができるため、導光路１を伝搬する光の伝搬損失を低減できる利点がある。なお、光源Ａ１３の筐体が大きく光源Ｂ１４と近接して配置することができない場合には、図７に示すような端面からなる光入射部Ａ３から光Ａを入射可能な位置に配置すれば導光路１の長さを小さくすることができるため好ましい。このとき光軸Ａ１３１と光軸Ｂ１４１とはおおよそ直交する。
光源Ａ１３、光源Ｂ１４、光源Ｃ１５の配置に裕度がある場合には、光入射部Ａ３と光入射部Ｂ４との間、光入射部Ｂ４と光入射部Ｃ５との間の導光路１に設けるテーパ部６が所定の角度で所定の大きさの光軸垂直断面積になる距離になるように、光入射部Ａ３、光入射部Ｂ４、光入射部Ｃ５の位置を決定し、それにあわせて導光路１を設ければよい。
【００３０】
また、光路変換ミラーＢ４０１から光出射部２（光路変換ミラーＣ５０１を設けない場合）までの距離、光路変換ミラーＣ５０１から光出射部２までの距離に関しては、それらの間に設けるテーパ部６が所定の角度で所定の大きさの光出射部２になる距離を確保すればよい。テーパ部６を設けない場合には、各光の光出射部２における均一性を確保することができる長さがあればよい。光の均一性及び出射される光の強度を両立させやすい観点から、光出射部２の最大径に対して２倍〜２０００倍であると好ましく、１０倍〜１５００倍であるとより好ましく、１５倍〜１０００倍であるとさらに好ましい。なお、上記範囲の上限は、均一性と光損失との兼ね合いによって適宜選択できればよく、光出射部２から出射される光の強度に悪影響がない範囲及び光源ユニットの所定のサイズに収まる範囲で長くしてもよい。
なお、図６〜図８に示すような合波部材の導光路１は、各光入射部と光出射部２が略直線上に配置しているが、曲線やＳ字状であってもよい。
【００３１】
［光路変換ミラー］
本実施の態様に設けられる光路変換ミラーは、外部からの光を導光路１に光学的に結合するように光路変換可能な部位であればよく、傾斜面からなる屈折率差を利用した空気反射型ミラーや、傾斜面に反射金属層を設けた金属反射型ミラー等が好適に用いられる。
【００３２】
本実施の態様における光路変換ミラーは光路変換された光Ａ、光Ｂ、光Ｃを、導光路１に光学的に接続させ、かつ光出射部２から出射させ得る傾斜面部位である観点から、図１０に示す光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１のように、拡大された傾斜面の一部が光路変換ミラーとして機能する場合には、その拡大された傾斜面の一部を傾斜面からなる光路変換ミラーとする。具体的には、例えば、図１０の導光路１の側面１０１から大きく離れた傾斜面Ｘ１１（光路変換ミラーＢ４０１の同一平面）に光を図中の下方向から入射すると、傾斜面Ｘ１１によって光路変換された光は導光路１と光学的に結合できない（導光路１の外側へ光が漏れる）。このときの傾斜面Ｘ１１は光路変換ミラーＢ４０１とはならない。つまり光路変換ミラーＢ４０１は、光の入射位置（Ｘ、Ｙ方向）を移動させたときに、導光路１と光学的に結合できる光路変換をさせる傾斜面部位の集合（拡大された傾斜面のうち傾斜面Ｘ１１を除く傾斜面）となる。なお光路変換ミラーＡ３０１、光路変換ミラーＣ５０１についても同様である。
しかし、図１０の光路変換ミラーは、上述で定義した範囲の幅（Ｙ方向）と、拡大段差７の量とが光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１の幅（Ｙ方向）とほぼ同一であることから拡大段差７の量を光路変換ミラーの幅と表現することとする。
【００３３】
また光路変換ミラーの角度は、外部からの光を導光路１に光学的に結合可能な角度であればよく、好ましくは光出射部２方向に対して２５〜６５°、より好ましくは３５〜５５°、さらに好ましくは４０〜５０°である。このとき傾斜面の斜辺の１つが導光路１側に設けられるのが好ましい。
【００３４】
［クラッド］
なお、図１０、図１１に示すように、導光路１の周囲には導光路１よりも屈折率の低いクラッドを設けてもよい。クラッドを設けることにより、異物等の付着を抑制できる。クラッドの材質は特に限定はなく、光の伝搬に悪影響の出ない程度の透明性を有していればよい。
クラッドの材質は導光路１と同様の材質が用いられる。樹脂を用いると、屈折率の制御が容易である観点から好ましく。感光性樹脂を用いると、後述するように光路変換ミラーＡ３０１、光路変換ミラーＢ４０１、光路変換ミラーＣ５０１を空気反射ミラーとするようにパターン化することが容易なため好ましい。
次に、本実施の態様の光源ユニットに用いられる各部材について詳細に説明する。
【００３５】
［光源］
本実施の態様に用いられる光源は、ＬＥＤや、レーザーダイオード等が挙げられる。また、光源は、光を伝搬する媒体を介して光が出力されるものであってもよい。光を伝搬する媒体の例としては、光ファイバ、光導波路、レンズ等が挙げられる。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、合波部材から出射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り、照明光や色合いが可変の光源ユニットとして使用することができる。光信号伝送用の使用例としては、光入射部に入射するそれぞれの光の波長差を数〜数百ｎｍとした信号光を用いると、波長多重光伝送が可能となる。
【００３６】
なお、本実施の態様では光入射部が、１つの光出射部２に対して、最大３つ有しているが、４以上設けてもよい。４以上設ける場合には、光入射部Ｃ５と同様の構造を、光入射部Ｃ５と光出射部２との間に１つ以上追加することによってできる。また、本発明の合波部材を同一基板上に併設してもよい。本実施の態様の合波部材は、狭ピッチで併設できる利点がある。
また、本実施の態様では光出射部２を端面からの出射としているが、光路変換ミラーを設けてもよい。
次に、本実施の態様の合波部材の製造方法について詳細に説明する。
【００３７】
［製造方法］
本発明の合波部材は、上述した導光路１と、入出射部と、少なくとも２つ以上の光入射部と、その内１つ以上の光入射部が光路変換ミラーである構造であれば、特に限定はなく、射出成型、レーザー加工、フォトリソグラフィー加工、それらを組み合わせた方法等によって製造することができる。２種以上の材料を用いる場合、導光路１をクラッドで埋設する場合、２以上の合波部材を併設させる場合には、フォトリソグラフィー加工を用いると加工が容易であり、位置精度を確保できるため好ましい。以下にフォトリソグラフィー加工を用いて図１、図１０の合波部材を製造する方法の一例を詳細に記載する。
【００３８】
［フォトリソグラフィー加工を用いた製造方法］
フォトリソグラフィー加工を用いる場合、以下の手順で製造できる。
手順１．ベース基板８上に、光硬化性透明樹脂層Ａを積層し、露光及び現像によって、
柱状部材を２つ形成する。
手順２．２つの柱状部材に傾斜面を形成し光路変換ミラー部材１２とする。
手順３．２つの光路変換ミラー部材１２を埋設するように光硬化性透明樹脂Ｂを積層し、
露光及び現像によって、２つの光路変換ミラー部材１２の傾斜面の少なくとも
一部を埋設し光入射部Ａ３と光出射部２方向に延在する導光路本体を形成する。
【００３９】
手順１において、光硬化性透明樹脂層Ａの積層方法は特に限定はなく、スピンコート等の直接積層や、ドライフィルム形状の光硬化性透明樹脂層Ａを形成したのちにベース基板８上に積層する間接積層が挙げられる。上記光硬化性透明樹脂層Ａの厚み制御や平坦性の確保の観点から、後者の間接積層がより好適であり、ロールラミネータや平板ラミネータを用いた積層がさらに好ましい。
また、柱状部材はパターン露光及び現像液を用いたエッチング加工を用いることができる。現像液を用いたエッチング方法は、特に限定はなく、スプレー法、ディップ法、パドル法、スピン法、ブラッシング法、スクラッピング法等が挙げられる。
現像液については、導光路本体をエッチング加工できれば特に限定はなく、常用の各種溶剤、アルカリ溶液、酸溶液、それらを混合させたもの等が用いられる。
柱状部材をエッチング加工によって形成し、さらに手順３にて導光路本体もエッチング加工によって形成する場合には、光路変換ミラー部材１２を形成する際（又は柱状部材形成後）に、手順３でのエッチング加工で形状が保持できるように、ポスト露光（より強固に光硬化）や熱硬化を行うのが好ましい。
使用するベース基板８は後の工程で剥離してもよく、剥離する場合には導光路及び光路変換ミラー部材１２と剥離性のあるベース基板８を用いるのが好ましい。後の工程においてベース基板８を剥離しない場合には、ベース基板８に下部クラッド層８を用いるのが好ましい。下部クラッド層８は柔軟性、剛性、強靭性を付与する目的で別の基板上に形成されているものでもよい。
また、光硬化性透明樹脂Ａは、手順３で用いる光硬化性透明樹脂Ｂと同一の材料でも異なる材料でもよい。同一の屈折率であると光の伝搬が良好に行われるため好ましい。
【００４０】
手順２において、傾斜面を形成する方法は特に限定はないが、レーザーアブレーションや傾斜面を有する回転ブレードを用いたダイシング加工等が好適に挙げられる。ダイシング加工であると、２つの傾斜面を平行に形成することが容易であるためより好ましい。光路変換ミラー部材１２は、少なくとも一部に傾斜面を有していればよく、片台形柱状（底辺同士をつなぐ平面が下部クラッド層８側）、三角形柱状であると好ましい。片台形柱状であると、導光路本体の拡大段差７を上面に設けることができ、光路変換ミラー部材１２と、導光路本体の位置合わせ裕度が確保できるためより好ましい。
【００４１】
手順３において、導光路本体は、拡大段差７を形成するために傾斜面より光出射部２側で幅を拡大した形状であるのが好ましい。拡大する幅の大きさで光路変換ミラーＢ４０１、光路変換ミラーＣ５０１の大きさが選択できる。導光路本体は、傾斜面の一部を埋設するため、光路変換ミラーＢ４０１と光路変換ミラーＣ５０１は導光路（本体）に物理的に接続した構造となる。なお、光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１と導光路１との接続位置は、手順２によって形成した２つの光路変換ミラー部材１２の傾斜面間の距離と、導光路本体とによって決まる。フォトリソグラフィー加工を用いているため、それらの接続位置は高精度に形成できる。
光硬化性透明樹脂層Ｂの積層方法は、上述した手順１と同様の方法によってできるが、光路変換ミラー部材１２を埋め込むため、光路変換ミラー部材１２近傍の樹脂層表面には凹凸が発生しやすい。凹凸が発生すると導光路本体の表面が凹凸となり光損失悪化の要因となりやすいため、樹脂表面を平坦化する工程を有するとさらに好ましい。平坦化の方法としては、光硬化性透明樹脂層Ｂを積層すると同時、又は積層したあとに、ベース基板８と反対の面側に剛性のある板を配置し、光硬化性透明樹脂層Ｂを加圧することによってできる。
また導光路本体の形成には、パターン露光及び現像液を用いたエッチング加工を用いると、光路変換ミラー部材１２の形状を維持しつつ傾斜面上に導光路本体を形成することが可能となるためより好ましい。現像液を用いたエッチング方法は、手順１で挙げた方法及び現像液が使用できる。
また、図１０に示すように片台形状の光路変換ミラー部材１２の一側面を導光路本体で埋設すると、伝搬する光の漏れを抑制できるためより好ましい。
【００４２】
フォトリソグラフィー加工を用いる場合、さらに次の手順４によって導光部材の上面及び側面の大部分を上部クラッド層９で埋設できる。
手順４．光路変換ミラー部材１２及び導光路本体を埋設するようにクラッド層形成用
樹脂を積層し、露光及び現像によって、光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換
ミラーＣ５０１を内包した開口部１０となるように上部クラッド層９の一部を
除去する。
手順４において、開口部１０は光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１として機能させる傾斜面を内包すればよく、図１０に示すように、導光路本体の上面及び側面の少なくとも一部が露出してもよい。
【００４３】
空気反射型の光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１とする場合、上部クラッド層９の開口部１０は、少なくとも光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１として用いる部分が空気層となるように光路変換ミラー部分を開口部１０内に内包するように設ければよく、光路変換ミラー部材１２、導光路本体の表面の一部が開口部１０内に露出していてもよい。光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１として用いない場合は、光路変換ミラー部材１２に形成された傾斜面を埋設してもよい。上記を満たす範囲で、矩形状、円状、多角形状等、任意の形状が選択できる（図１〜図１１は矩形状で表示している）。上記のように意図的に露出するように開口部１０を形成することによって、開口部１０と光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１との位置ズレが発生しても光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１を確実に形成できる。
光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１に異物等の混入が懸念される場合には、開口部１０上方を覆うように蓋を設けてもよい。このとき、該蓋は光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１に接触しないようにテント張りされているのが好ましい。
【００４４】
上記の手順で得られた導光路１に光入射部Ａ３と光出射部２とを形成する。レーザーアブレーションやダイシング加工を用いて上記の部位を形成すればよい。
【００４５】
フォトリソグラフィー加工を用いた製造方法は、上記の例以外にも、拡大段差７を有する導光路本体を形成した後に、レーザーアブレーション等を用いて、拡大段差７と光学的に結合する光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１を形成する方法が挙げられる。本製造法方法は、前者の製造方法と比較して、フォトリソグラフィー加工を行う回数が少なくすむため好ましい。
一方、光路変換ミラーミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１と、光入射部Ａ３及び光出射部２との位置精度を確保しやすい観点、導光路本体形成時の拡大段差７によって光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１の大きさが決定されるため所定の大きさの光路変換ミラーＢ４０１及び光路変換ミラーＣ５０１が確保しやすい観点では、導光路本体よりも傾斜面を先に形成する前者の製造方法が好ましい。
【００４６】
以上、図１、図１０の合波部材の製造法について詳細に説明したが、図２〜図５のような場合にも同様の方法によって製造できる。なお、図１、図３、図４のような光入射部Ａ３が光路変換ミラーＡ３０１である場合には、手順１及び２で、光路変換ミラーＡ３０１用の光路変換ミラー部材１２を形成してもよく、手順３の後に、導光路本体に光路変換ミラーＡ３０１を設けてもよく、手順４の後に導光路本体と光学的に接続する光路変換ミラーＡ３０１を設けてもよい。
手順１及び手順２で、又は手順３の後に光路変換ミラーＡ３０１を設ける場合には、光路変換ミラーＡ３０１に対しても開口部１０を設ければよい（図１１参照）。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、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。
【００４８】
実施例１
（合波部材の作製）
基板としての厚さ：２５μｍ、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍサイズのポリイミド基板（東レ・デュポン株式会社製、商品名：カプトンＥＮ、「カプトン」は登録商標。）上の全面に、ＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製、商品名：コスモシャインＡ４１００、厚み：５０μｍ、「コスモシャイン」は登録商標。）上に塗布されたドライフィルム状のクラッド層形成用感光性樹脂（日立化成株式会社製、商品名：Ｃ７３、硬化後の屈折率：１．５３６）を、真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．７ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件で加熱圧着した。その後、紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）を用いて、ＰＥＴフィルム越しに紫外線（波長３６５ｎｍ）を１Ｊ／ｃｍ２照射し、その後、ＰＥＴフィルムを剥離し、１７０℃で１時間、加熱硬化して、１０μｍ厚みの下部クラッド層を有するベース基板８とした。
【００４９】
次に、ＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社「コスモシャインＡ１５１７」、厚み：１６μｍ）上に塗布されたドライフィルム状の光路変換ミラー部材１２形成用樹脂（日立化成株式会社製、商品名：ＡＤ１９３、硬化後の屈折率：１．５５５）を、上記真空加圧式ラミネータを用いて、上記と同じ条件で下部クラッド層上に加熱圧着した。その後、光路変換ミラー部材１２用パターンを形成するための開口部１０を有するネガ型フォトマスクを介し、上記露光機を用いて（波長３６５ｎｍ）を３Ｊ／ｃｍ２照射し、その後、ＰＥＴフィルムを剥離し、１質量％の炭酸カリウム水溶液を用いて現像し、さらに上記露光機を用いて（波長３６５ｎｍ）を４Ｊ／ｃｍ２照射して更なる光硬化を行ったあとに、１７０℃で１時間、加熱硬化して、光路変換ミラー部材１２形成用の柱状部材を形成した。
【００５０】
該柱状部材は、光軸垂直方向：６０μｍ、光軸方向：９３μｍの矩形のパターンであり、光軸方向に２個形成されている。なお、下部クラッド層表面からの高さ（光路変換ミラー部材３の厚み）は４３μｍであった。
【００５１】
得られた光路変換ミラー部材形成用のパターンを４５°の傾斜面を有するダイシングブレードを備えたダイシングソー（ＤＡＣ５５２、株式会社ディスコ製）を用いて切削加工し、４５°の傾斜面を有する光路変換ミラー部材１２（光入射部４、５用）を形成した。
得られた光路変換ミラー部材１２はいずれも光軸方向の上面の幅は５０μｍで、光軸方向の傾斜面の幅は４３μｍ（基板垂直方向からの視認）であった。傾斜面と対向する略垂直面は、下部クラッド層８に対して９０°であった。
【００５２】
次に、ＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社「コスモシャインＡ１５１７」、厚み：１６μｍ）上に塗布されたドライフィルム状の導光路本体形成用樹脂（日立化成株式会社製、商品名：ＡＤ１９３、硬化後の屈折率：１．５５５）を、真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製、一方の面がシリコンラバー面、もう一方の面がＳＵＳ４０３面（ＳＵＳ面がＰＥＴフィルム側））を用いて、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．７ＭＰａ、温度８０℃、加圧時間３０秒の条件で、光路変換ミラー部材１２形成側に加熱圧着した。上記のＳＵＳは、コア層の上面を平坦化するために配置している。
その後、導光路本体を形成するための開口部を有するネガ型フォトマスクを介し、上記露光機を用いて（波長３６５ｎｍ）を３Ｊ／ｃｍ２照射し、その後、ＰＥＴフィルムを剥離し、１質量％の炭酸カリウム水溶液を用いて現像し、さらに上記露光機を用いて（波長３６５ｎｍ）を４Ｊ／ｃｍ２照射して更なる光硬化を行ったあとに、１７０℃で１時間、加熱硬化した。
【００５３】
得られた導光路本体のパターンを４５°の傾斜面を有するダイシングブレードを備えたダイシングソー（ＤＡＣ５５２、株式会社ディスコ製）を用いて切削加工し、４５°の傾斜面を有する光路変換ミラーＡ３０１を形成し、図１の合波部材を形成した。
得られた光路変換ミラーＡ３０１、Ｂ４０１、Ｃ５０１の光軸方向の傾斜面の幅はそれぞれ４５μｍ、４３μｍ、４３μｍ（基板垂直方向からの視認）であった。光軸垂直方向の傾斜面の幅は、すべて５０μｍであった（光路変換ミラー部材１２を導光路本体で光軸垂直方向の一方の側面側を１０μｍ埋設していたため１０μｍ余剰の傾斜面Ｘはなかった）。光路変換ミラーＢ４０１、Ｃ５０１の一方の斜面は、導光路本体と物理的に接続している。
【００５４】
導光路本体は、光入射部Ａ３（光路変換ミラー３０１）から光路変換ミラーＢ４０１までが、直線距離で１．０ｍｍの略直線部（幅５０μｍから４５μｍに縮小するテーパ部）と、光路変換ミラーＢ４０１用の光路変換ミラー部材１２の上面で、幅が４５μｍから９５μｍに拡大する光路変換ミラーＢ４０１側の拡大段差７と、該拡大段差７から光路変換ミラーＣ５０１用の光路変換ミラー部材１２までで幅９５μｍから４５μｍまでに縮小するテーパ部６と、光路変換ミラーＣ５０１用の光路変換ミラー部材１２の上面で４５μｍから９５μｍに拡大する光路変換ミラーＣ５０１側の拡大段差７と、光路変換ミラーＣ５０１側の拡大段差７から、光出射部２までの長さが３．０ｍｍの直線部（幅９５μｍから４５μｍに縮小するテーパ部）からなり、光路変換ミラーＡ３０１、光路変換ミラーＢ４０１、光路変換ミラーＣ５０１が、直線距離でそれぞれ１．０ｍｍであり、同一直線上に配置されていた（基板垂直方向からの視認）。（光路変換ミラーＡ３０１が、光路変換ミラーＢ４０１と光路変換ミラーＣ５０１の直線上になるように、光路変換ミラーＡ３０１から光路変換ミラーＢ４０１側へ配置された導光路本体はＳ字状になっている。）
【００５５】
次に、ＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製「コスモシャインＡ４１００」、厚み：５０μｍ）上に塗布されたドライフィルム状の上部クラッド層９形成用感光性樹脂（日立化成株式会社製、商品名：Ｃ７３、硬化後の屈折率：１．５３６）を、真空加圧式ラミネータ（商品名：ＭＶＬＰ−５００、株式会社名機製作所製）を用いて、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．７ＭＰａ、温度７０℃、加圧時間３０秒の条件で導光路本体形成面側に、加熱圧着した。その後、縦１００μｍ、横１００μｍの遮光部（３箇所）を有するネガ型フォトマスクを介し、光路変換ミラーＡ３０１、光路変換ミラーＢ４０１、光路変換ミラーＣ５０１上にそれぞれの遮光部が配置されるように位置合わせし、上記紫外線露光機（商品名：ＥＶ−８００、日立ビアメカニクス株式会社製）を用いて、ＰＥＴフィルム越しに紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．５Ｊ／ｃｍ２照射し、その後、ＰＥＴフィルムを剥離し、１質量％の炭酸カリウム水溶液を用いて現像し、さらに上記露光機を用いて（波長３６５ｎｍ）を４Ｊ／ｃｍ２照射したあとに、１７０℃で１時間、加熱硬化して、開口部１０を有する上部クラッド層９を形成した。
【００５６】
上部クラッド層９は、下部クラッド層８表面から６５μｍの厚みであった。また、開口部１０内には、光路変換ミラーＡ３０１（図１１参照）、光路変換ミラーＢ４０１（図１０参照）、光路変換ミラーＣ５０１（図１０参照）が内包されており、一部、下部クラッド層８、導光路、光路変換ミラー部材１２が露出していた。得られた合波部材の総厚は、１００μｍであった。
【００５７】
次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、株式会社ディスコ製）を用いて外形加工を行った、外形線上に光出射部２が形成されている。
合波部材のサイズは５．１ｍｍ（光軸方向）×０．５ｍｍ（光軸垂直方向）×０．１ｍｍ（厚み方向）と非常に小型であった。
【００５８】
得られた合波部材の光路変換ミラーＡ３０１、光路変換ミラーＢ４０１、光路変換ミラーＣ５０１に、それぞれ８５０ｎｍ、１．０５μｍ、１．３μｍの光信号を１．０ｍｍピッチに平行配列した光ファイバ（ＧＩ５０）を介して基板に対して法線方向から入射したところ、光出射部２から良好に出力され信号伝送が可能であった。光出射部２側に別の光ファイバ（ＧＩ５０）を配置したところ、３波長を１本の光ファイバに入力することができた。光損失は、それぞれ１．５ｄＢ（８５０ｎｍ）、１．４ｄＢ（１．０５μｍ）、１．８ｄＢ（１．３μｍ）であった。
【００５９】
入射する波長をそれぞれ６３０ｎｍ（赤）、５３２ｎｍ（緑）、４５０ｎｍ（青）に変えたところ、光出射部２において、色むらなく良好な白色が得られ、各波長の強度を変化させることで色を変化させることも可能であった。
【００６０】
実施例２
実施例１において柱状部材の光軸垂直方向：１００μｍとし（傾斜面Ｘの光軸垂直方向幅４０μｍ）、とした以外は同様の方法で合波部材を作製した。実施例１と同様にそれぞれ８５０ｎｍ、１．０５μｍ、１．３μｍの光信号を入射したところ良好に信号伝送が行えた。６３０ｎｍ（赤）、５３２ｎｍ（緑）、４５０ｎｍ（青）に変えたところ、光出射部２において、色むらなく良好な白色が得られ、各波長の強度を変化させることで色を変化させることも可能であった。
【００６１】
実施例３
実施例１において、光路変換ミラーＢ４０１と光路変換ミラーＣ５０１間を４．０ｍｍ、光路変換ミラーＣ５０１と光出射部２間を５．０ｍｍ、光路変換ミラーＢ４０１と光入射部Ａ３間を４．０ｍｍとし、光入射部Ａ３を端面入射とし（図２参照）、合波部材のサイズは、１３ｍｍ（光軸方向）×０．５ｍｍ（光軸垂直方向）×０．１ｍｍ（厚み）とした以外は同様の方法で合波部材を作製した。
６３０ｎｍ（赤）、５３２ｎｍ（緑）、４５０ｎｍ（青）の発光ダイオードの光を、それぞれレンズを介して入射したところ、光出射部２において、色むらなく良好な白色が得られ、各波長の強度を変化させることで色を変化させることも可能であった。
【００６２】
実施例４
実施例１において、同一の下部クラッド層８上に合波部材を２５０μｍピッチで４組併設した（図９参照：上部クラッド層は図示せず）。それぞれの組にそれぞれ８５０ｎｍ、１．０５μｍ、１．３μｍの光信号を入射したところ４組共に良好に信号伝送が行えた。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の合波部材は、合波部材の大幅な小型化を図ると同時に、低光損失で２以上の光を合波でき、また、光出射部において各波長の光を色むらなく出射できる合波部材、ならびにそれを用いた光源ユニットであり、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、波長多重伝送デバイス、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、ヘッドアップ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】
【００６４】
１．導光路
１０１．導光路の側面
２．光出射部
３．光入射部Ａ
３０１．光路変換ミラーＡ
４．光入射部Ｂ
４０１．光路変換ミラーＢ
５．光入射部Ｃ
５０１．光路変換ミラーＣ
６．テーパ部
７．拡大段差
８．ベース基板（下部クラッド層）
９．クラッド層（上部クラッド層）
１０．開口部
１１．傾斜面Ｘ
１２．光路変換ミラー部材
１３．光源Ａ
１３１．光軸Ａ
１４．光源Ｂ
１４１．光軸Ｂ
１５．光源Ｃ
１５１．光軸Ｃ
【図１】
2017151247.tif 000003
【図２】
2017151247.tif 000004
【図３】
2017151247.tif 000005
【図４】
2017151247.tif 000006
【図５】
2017151247.tif 000007
【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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