(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の進行方向を曲げる第１光導波路および第２光導波路が並設された本体部を有し、
前記本体部は、
前記第１光導波路の一端面側に配置された第１レンズと、
前記第１レンズに並設されて前記第２光導波路の一端面側に配置された第１マークと
を含む
ことを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記本体部は、
前記第１マークを含む領域に設けられ、前記第２光導波路を進行して前記第１マークに入射する光を散乱させる層を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記本体部は、
前記第１光導波路との間に前記第２光導波路を挟んで並設された第３光導波路と、
前記第１レンズおよび前記第１マークに並設されて前記第３光導波路の一端面側に配置された第２レンズと
を含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ。
【請求項４】
前記本体部は、
前記第２光導波路との間に前記第１光導波路を挟んで並設された第４光導波路と、
前記第１レンズおよび前記第１マークに並設されて前記第４光導波路の一端面側に配置された第２マークと
を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光コネクタ。
【請求項５】
光の進行方向を曲げる第１光導波路および第２光導波路を並設して形成する第１溝および第２溝と、前記第１溝の一端面側に配置されるレンズと、前記レンズに並設されて前記第２溝の一端面側に配置されたマークとを含む成形体を形成する工程と、
形成された前記成形体の前記第１溝および前記第２溝にそれぞれ前記第１光導波路および前記第２光導波路を形成する工程と
を含むことを特徴とする光コネクタの製造方法。
【請求項６】
前記成形体を形成する工程では、金型を用いて前記成形体を形成し、前記レンズおよび前記マークを、前記金型の同一面で形成することを特徴とする請求項５に記載の光コネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光コネクタ及び光コネクタの製造方法に関し、特に多チャネル構造の光コネクタ及び光コネクタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、面型発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）アレイ、並びにフォトダイオード（Photo Diode，PD）アレイを用いた光トランシーバが注目されている。
【０００３】
このような光トランシーバでは、多チャネル構造の光モジュールが用いられている。特に、最近では、光デバイスと光ファイバアレイとを低損失かつ低コストで接続する、小型の光モジュール部品が必要とされている。
【０００４】
例えば、光デバイスと光ファイバアレイとを直角に配置することのできる光コネクタの先行例がある（例えば、特許文献１参照）。この光コネクタでは、レンズによる集光機能、光導波路の９０度曲げ機能、並びに位置決め機能を一体化し、光デバイスと光ファイバ間を高効率に接続している。
【特許文献１】特開２００５−１１５３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した光コネクタに光を入力すると、出力までに光が損失してしまう。例えば、レンズの集光性の悪さ、レンズと光導波路の軸ずれ、光導波路の形状の悪さ等によって光損失が起きる。また、当該光コネクタは、集光機能、曲げ機能、並びに位置決め機能等を一体化させた部材であるために、上述した損失因子を独立させて評価・管理することが困難である。
【０００６】
即ち、このような損失要因は、その因子が多く、互いに作用し合うことから、損失要因が解明できず、光コネクタの品質管理が難しいという問題があった。
尚、レンズと光導波路の軸ずれにおいては、物理的な断面研磨などにより測定することが可能と思われる。しかし、レンズと光導波路の夫々の光軸を測定値から決定するのは難しく、レンズと光導波路の距離が長くなるに従い、測定精度が著しく悪化してしまう。
【０００７】
従って、上述した光損失の原因を簡便に評価することのできる光コネクタの構築が望まれている。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光損失の要因を簡便に評価することのできる光コネクタ及び当該光コネクタの製造方法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】
【０００８】
本発明の一観点によれば、光の進行方向を曲げる第１光導波路および第２光導波路が並設された本体部を有し、前記本体部が、前記第１光導波路の一端面側に配置されたレンズと、前記レンズに並設されて前記第２光導波路の一端面側に配置されたマークとを含む光コネクタが提供される。また、本発明の一観点によれば、光の進行方向を曲げる第１光導波路および第２光導波路を並設して形成する第１溝および第２溝と、前記第１溝の一端面側に配置されるレンズと、前記レンズに並設されて前記第２溝の一端面側に配置されたマークとを含む成形体を形成する工程と、形成された前記成形体の前記第１溝および前記第２溝にそれぞれ前記第１光導波路および前記第２光導波路を形成する工程とを含む光コネクタの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
開示の手段によれば、光コネクタにおける光損失の要因を簡便に評価することができる。また、光コネクタの歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に係る光コネクタを、図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る光コネクタの要部図である。ここで、図１（ａ）では、光コネクタの要部正面模式図が例示され、図１（ｂ）では、光コネクタの要部下面模式図が例示されている。また、図１（ｃ）では、光コネクタの要部側面模式図が例示されている。
【００１１】
図示するように、光コネクタ１００は、光コネクタ１００の本体である第１のクラッド部（本体部）１０と、チャネル構造を有した光導波路（コア部）１１と、光導波路１１を被覆する第２のクラッド部２０と、光導波路１１の両端面に対向する位置に配置された、複数のレンズ１２，１３と、複数のレンズ１２の間に刻印された十字状のマーク１４を有する構造をなしている。
【００１２】
ここで、クラッド部１０は、円弧状に湾曲した曲面１０ａを有し、当該曲面１０ａの一部分において、合計１２本の溝１０ｂが列状になるように形成されている。そして、当該溝１０ｂ内には、クラッド部１０に比べて高い屈折率をもつコア材（透明材料）が充填されている。このような溝１０ｂ及び充填したコア材により、合計１２本の光導波路１１がクラッド部１０の曲面１０ａに列状になるように形成される。また、クラッド部１０及び上記コア材は、クラッド部１０とは別の部材であるクラッド部２０により被覆されている。
【００１３】
尚、図１では、一例として、合計１２本の光導波路１１が列状になるように配置された構造が示されているが、その数は、特にこの数に限定されるものではない。
また、光コネクタ１００においては、これらの１２本の光導波路１１のうち、両側に配置・配列された、夫々４個の光導波路１１の両端面に対向する位置に、レンズ１２，１３を形成している。このレンズ１２，１３は、クラッド部１０と一体的に成形加工されている（後述）。
【００１４】
また、このようなレンズ１２，１３は、後述する面型光素子の受光面或いは発光面、光ファイバコアの出射端面或いは入射端面に真っ直ぐ向き合うようにして配設される。そして、このようなレンズ１２，１３を設けることにより、面型発光素子または光ファイバから光導波路１１に入射する光をレンズ１２，１３で集束し、或いは光導波路１１から面型受光素子または光ファイバへ出射する光をレンズ１２，１３で集束することができる。
【００１５】
更に、光コネクタ１００においては、中央に配置・配列された４個の光導波路１１の片端面に対向する位置に、十字状のマーク１４を配置している。また、図１では表示されていないが、中央に配置された４個の光導波路１１の他方の片端には、両側に配置された４個の光導波路１１と同様に、レンズ１３が配置されている。
【００１６】
例えば、図２には、光コネクタ下面の拡大図が例示されている。この図では、クラッド部１０の下面１０ｃから眺めた光コネクタ１００の要部の拡大図がされている。
この図に示されるように、クラッド部１０の下面１０ｃに配設された複数のレンズ１２の間に、横一列となるように十字状のマーク１４が４個形成されている。即ち、クラッド部１０の下面１０ｃに、２組に分かれた４個のレンズ１２と、４個のマーク１４とが直列状に並設されている。従って、当該マーク１４部分に、光導波路１１内を進行する光を投影し、そのずれを観察することにより、両側に配置させた夫々４個の光導波路１１とレンズ１２，１３との光軸のずれを間接的に評価することができる（後述）。
【００１７】
また、このようなマーク１４の表面には、マーク１４に光が照射されたとき、当該マーク１４部分において光が充分に散乱するように、例えば、すりガラス加工、被膜によるハーフミラー加工などの表面処理が施されている。即ち、光導波路１１を進行する光を散乱させるための層が当該マーク１４部分上に設けられている。
【００１８】
尚、図１及び図２では、当該層として、ハーフミラー機能を有する金属膜３０をマーク１４上に形成させた状態が例示されている。
また、中央に配置・配列された４個の光導波路１１を評価用の光導波路と称し、両側に配置・配列された、夫々４個の光導波路１１を通信用の光導波路と称する。
【００１９】
このように、光コネクタ１００においては、光の進行方向を曲げるための複数の通信用の光導波路１１、並びに複数の評価用の光導波路１１を形成したクラッド部１０と、少なくとも一つの通信用の光導波路１１の両端面の対向する位置に設けられたレンズ１２，１３と、少なくとも一つの評価用の光導波路１１の片端面の対向する位置に設けられたマーク１４と、を備えている。
【００２０】
また、例えば、４個の評価用の光導波路１１が通信用の光導波路１１の間に配列されている。
次に、光コネクタ１００の製造方法について説明する。
【００２１】
先ず、光コネクタ１００の本体部分である、第１のクラッド部１０を、金型を用いた成形加工（射出成形）により作製する。
例えば、溝１０ｂに相当する凸部を有した第１のブロック（上金型）と、第１のブロックに衝合される第２のブロック（下金型）からなる金型で、溝１０ｂを配設したクラッド部１０を成形する（図示しない）。
【００２２】
ここで、上記成形により作製したクラッド部１０は、透明構造体であり、例えば、半径２．０ｍｍの１／４円弧の凸状の曲面１０ａを有し、当該曲面に沿って、例えば、幅０．０５ｍｍ、深さ０．０５ｍｍの溝１０ｂが１２本、０．２５ｍｍのピッチで並列状に形成されている。
【００２３】
また、クラッド部１０の材質は、例えば、ポリオレフィンが適用される。そして、ポリオレフィン材の屈折率は、例えば、波長８５０ｎｍで１．５である。
尚、この成形において、上述したレンズ１２，１３、マーク１４がクラッド部１０と併せて成形される。
【００２４】
例えば、両側に配置された夫々４個の溝１０ｂの両端面に対向するクラッド部１０の位置に、例えば、直径０．２５ｍｍのレンズ１２，１３が上記金型により一体的に成形される。
【００２５】
また、上記の成形により、中央に配置された４個の溝１０ｂの片端面（下面１０ｃ）に対向する位置に、例えば、長さ０．２０ｍｍ、幅０．０５ｍｍ、深さ０．０５ｍｍの溝を直交させた十字状のマーク１４がクラッド部１０の下面１０ｃに一体的に成形される。
【００２６】
次に、クラッド部１０に設けた全ての溝１０ｂに、クラッド部材よりも屈折率の高いコア材を充填して、光導波路１１を構成するコア部を形成する。
例えば、夫々の溝１０ｂ内に、例えば、硬化後の屈折率が１．６となる、紫外線硬化型のエポキシ樹脂を、ディスペンス法により滴下する。滴下量は、例えば、０．１ｃｃ程度とする。
【００２７】
続いて、クラッド部１０の曲面１０ａ及び透明材料を、例えば、厚さ０．０５ｍｍのポリオレフィン製のフィルムで被覆する。このフィルムが、上述した第２のクラッド部２０の部材に相当する。
【００２８】
そして、紫外線照射により、上記透明材料を硬化させる。更に、オーブン内での加熱（例えば、１２０℃、６０分）により、上記透明材料を熱硬化させる。
次に、オーブンから取り出したクラッド部１０のマーク１４部分以外を、例えば、テープ等でマスキングして、当該マーク１４上に、金（Ａｕ）を主成分とする金属膜３０を、例えば、スパッタ法により５０ｎｍ程度堆積する。
【００２９】
このような方法により、図１に示した光コネクタ１００が形成する。
尚、クラッド部１０は、射出成形加工以外にプレス成形加工などで形成することができる。更に、機械切削、レーザアブレーション、サンドブラスト、プラズマ加工などを組み合わせて形成してもよい。
【００３０】
尚、上述した射出成形加工では、複数の金型を衝合させて、成形体を作製するのが一般的である。このため、夫々の金型により成形される部材間で、位置ずれが発生する場合がある。
【００３１】
然るに、本実施の形態では、並設されるレンズ１２とマーク１４とを同一の金型面（下金型）により成形しているため、レンズ１２とマーク１４との相互の位置精度は高い。
従って、成形後に、中央に配置された４個の光導波路１１（評価用の光導波路）とマーク１４の位置関係を把握することで、両側に配置された、夫々４個の光導波路１１（通信用の光導波路）とレンズ１２，１３の位置精度を正確に知ることができる（後述）。
【００３２】
また、そのための測定手法として、光導波路１１からの出射光を利用すると、光導波路１１（通信用の光導波路）とレンズ１２，１３とのずれの方向、ずれの量を、簡便かつ正確に算出できる。従って、コスト面でも低コスト化を図ることができる。
【００３３】
また、クラッド部１０には、プラスチック、ガラス、石英などの透明固体材料を用いることができる。それらの材料のうち、屈折率を考慮してクラッド材料とコア材料が選択される。
【００３４】
次に、光コネクタ１００を用いた簡便かつ正確なずれ量の算出方法を、光コネクタ１００にもたらされる効果と併せて説明する。
図３はずれの評価方法を説明する模式図である。ここで、図３（ａ）では、光コネクタとその他の部材の要部正面模式図が例示され、図３（ｂ）では、光コネクタとその他の部材の要部側面模式図が例示されている。尚、この図では、図１及び図２に例示した部材には、同一の符号を付し、一度説明した部材の再度の説明は省略する。
【００３５】
図示するように、光コネクタ１００の下面１０ｃに配置したレンズ１２の直下に、２つの面型光素子４０，４１を配置している。夫々の面型光素子４０，４１には、例えば、半導体素子４０ａ，４１ａが、４個配置されている。
【００３６】
ここで、面型光素子４０，４１は、面型発光レーザなどの面型発光素子（VCSEL）或いはフォトダイオード（PD）などの面型受光素子であり、例えば、２つの面型光素子４０，４１のうち、一方を面型発光素子、他方を面型受光素子とすることが可能である。そして、光コネクタ１００においては、１２個配置させた光導波路１１のうち、両側に配置された夫々の４個の光導波路１１の一端面が面型光素子４０，４１の直上に位置するように配設されている。
【００３７】
また、１２個の光導波路１１の他端側には、光ファイバアレイ５０ａに固設された光ファイバ５０ｆの先端が直上に位置するように配設されている。そして、光ファイバアレイ５０ａには、夫々の光導波路１１に対応する１２個の光ファイバ５０ｆが配置されている。ここで、光ファイバアレイ５０ａにおいては、両側の４チャネルを送受信に用い、中央の４チャネルはダミー配線として配置されている。また、このような光ファイバアレイ５０ａは、光ファイバアレイ用コネクタ５０ｃを介して、光コネクタ１００に取り付けられている。
【００３８】
尚、光ファイバアレイ用コネクタ５０ｃは、光コネクタ１００に設けた、光ファイバアレイ用コネクタ５０ｃ用の固定用ピン（図示しない）によって、その位置が固定される。
このような固定用ピンは、上述したクラッド部１０を製造した後、外部からクラッド部１０に貫設させた固定用ピンでもよく、クラッド部１０を成形する際に、当該固定用ピンをクラッド部１０に併せて形成してもよい。
【００３９】
そして、面型光素子４０，４１の何れかが面型発光素子であれば、両側に配置された４個の何れかの組の光導波路１１において、当該面型発光素子から出射した光（例えば、波長６３０ｎｍ）６０が当該光導波路１１に入射し、当該光導波路１１で光６０の進行方向が曲げられて光ファイバ５０ｆへと出射される。
【００４０】
同様に、面型光素子４０，４１の何れかが面型受光素子であれば、両側に配置された４個の何れかの組の光導波路１１において、光ファイバ５０ｆから出射した光６０が当該光導波路１１に入射し、当該光導波路１１で光６０の進行方向を曲げられて、当該面型受光素子へと出射される。
【００４１】
このように、光コネクタ１００、面型光素子４０，４１並びに光ファイバ５０ｆにより、光６０による送受信モジュールを形成することが可能である。尚、面型光素子４０，４１の配置数は２つに限定されるものではなく、また、その面型光素子４０，４１の数、種類によって光導波路１１の数を適宜変更することが可能である。
【００４２】
更に、この送受信モジュールにおいては、中央に配置・配列させた４個の光導波路１１において、光ファイバ５０ｆから出射した光６０を当該光導波路１１に入射し、当該光導波路１１で光６０の進行方向を曲げて、マーク１４部分へと出射することも可能である。
【００４３】
即ち、光コネクタ１００では、１２個配置させた光導波路１１のうち、両側に配置・配列させた夫々の４個の光導波路１１を、送受信用に用い、中央に配置・配列させた４個の光導波路１１を評価用に用いる。
【００４４】
そして、マーク１４部分へと出射させ、金属膜３０に投影させた光６０の像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ７０で観察する。
次に、金属膜３０に投影させた光６０の像を参照しながら、ずれの評価方法について詳細に説明する。
【００４５】
図４はずれの評価方法を説明する模式図である。ここで、図４（ａ）並びに図４（ｂ）には、金属膜３０に投影させた光６０の像が示されている。
例えば、図４（ａ）に示すように、光６０の像の中心とマーク１４の中心とが一致している場合は、光コネクタ１００には、上述した光損失がなく、光コネクタ１００は、正常に製造されたと判断できる。従って、正常と判断された当該光コネクタ１００を含むロットにおいては、全ての光コネクタ１００が正常に機能すると簡便に判断することができる。
【００４６】
ところが、図４（ｂ）に示すように、光６０の像の中心とマーク１４の中心とが一致せず、光６０の像の中心を結ぶ線Ｘ−Ｙが４個のマーク１４の中心からずれている場合は、光コネクタ１００において、光損失が発生していると簡便に推定できる。この場合、光６０の像の中心を結ぶ線Ｘ−Ｙと４個のマーク１４の中心とのずれの程度から、光コネクタ１００における光軸のずれの方向とずれの量が簡便に推定できる。
【００４７】
そして、このようなずれが観察された場合、当該ずれの方向と当該ずれの量に基づき、光コネクタ１００と光ファイバアレイ用コネクタ５０ｃとの嵌合状態を調査し、当該嵌合状態に異常がなければ、光コネクタ１００自体に光損失を発生させる要因があると推定できる。
【００４８】
そして、当該ずれの方向と当該ずれの量に基づき、上述した金型の嵌合状態、内形状等を調査する。また、光導波路１１自体の品質について調査する。更に、これらに異常がないときは、レンズ１２，１３と光導波路１１の軸ずれ、レンズ１２，１３の集光性等を調査する。
【００４９】
このように、光コネクタ１００は、レンズ１２，１３による集光機能、光導波路１１による光６０の曲げ機能、固定用ピンによる位置決め機能等を一体化させた部材であるにも係らず、光６０の像の中心を結ぶ線Ｘ−Ｙと４個のマーク１４の中心とのずれの程度を調査することにより、光コネクタ１００における光損失の要因を簡便に評価することができる。
【００５０】
また、上記構造の光コネクタ１００であれば、出荷前における検査、または製造プロセスへのフィードバックなどの品質管理を行う上でも有効である。即ち、光コネクタ１００の歩留まりを大きく向上させることができる。
【００５１】
＜第１の実施の形態の変形例＞
図５は第１の実施の形態の変形例に係る光コネクタの要部図である。図５では、光コネクタの要部下面模式図が例示されている。尚、この図では、図１乃至図４に例示した部材には、同一の符号を付し、一度説明した部材の再度の説明は省略する。
【００５２】
図示するように、この実施の形態では、上述した１２個の光導波路１１の片端面（下面１０ｃ）に対向する位置に配置させたレンズ１２、十字状のマーク１４の配列を、第１の実施の形態とは異なる形態としている。
【００５３】
即ち、１２個の光導波路１１のうち、外側２個の光導波路１１の片端面に対向する位置に、十字状のマーク１４を夫々一個ずつ配置している。また、１２個の光導波路１１のうち、中央２個の光導波路１１の片端面に対向する位置に、十字状のマーク１４を２個配置している。それ以外の光導波路１１の片端面に対向する位置には、レンズ１２を配置している。尚、マーク１４上には金属膜３０を形成している。
【００５４】
このように、第１の実施の変形例では、少なくとも一つの評価用の光導波路１１が通信用の光導波路１１並びに評価用の光導波路１１による配列の最外列に配置されている。そして、最外列に配置された光導波路１１の片端面に対向する位置に、十字状のマーク１４が設けられている。
【００５５】
このようなレンズ１２、マーク１４の配置であれば、図４を用いて説明した光６０の像において、その両側２個の像の間隔が外側により広がる。従って、僅かなずれが生じても、そのずれを、光６０の像として、金属膜３０上に精度よく投影することができる。
【００５６】
このように、本実施の形態に係る形態では、ずれの方向とずれの量を第１の実施の形態よりも、より精度よく評価することができる。
尚、上記の実施の形態に例示された数値は、特に、例示された数値に限定されるものではなく、必要に応じて、その数を変更することも可能である。
【００５７】
（付記１）  光の進行方向を曲げるための第１の光導波路と、前記第１の光導波路と並んで配置された第２の光導波路とが形成された本体部と、
前記第１の光導波路の両端面の対向する位置に設けられたレンズと、
前記第２の光導波路における一方の端面の対向する位置に設けられたレンズと、
前記第２の光導波路における他方の端面と対向する位置に設けられ、前記第２の光導波路と前記レンズとの光軸のずれを検出するマークと、
を備えたことを特徴とする光コネクタ。
【００５８】
（付記２）  前記マークを配置した前記本体部の部分に前記第２の光導波路を進行する光を散乱させるための層が設けられていることを特徴とする付記１記載の光コネクタ。
（付記３）  複数の前記第２の光導波路が前記第１の光導波路の間に配列されていることを特徴とする付記１または２記載の光コネクタ。
【００５９】
（付記４）  少なくとも一つの前記第２の光導波路が前記第１の光導波路並びに前記第２の光導波路による配列の最外列に配置されていることを特徴とする付記１または２記載の光コネクタ。
【００６０】
（付記５）  前記本体部の下面に、前記レンズと前記マークとが並設されていることを特徴とする付記１記載の光コネクタ。
（付記６）  光の進行方向を曲げるための第１の光導波路と、前記第１の光導波路と並んで配置された第２の光導波路を形成するための溝を配設した本体部と、前記第１の光導波路の両端面の対向する位置に設けられたレンズと、前記第２の光導波路における一方の端面の対向する位置に設けられたレンズと、前記第２の光導波路における他方の端面と対向する位置に設けられ、前記第２の光導波路と前記レンズとの光軸のずれを検出するマークと、を成形法により形成し、
前記マークと前記マークと並設するレンズとを同一の金型面により形成することを特徴とする光コネクタの製造方法。
【００６１】
（付記７）  前記マークを配置した前記本体部の部分に、前記第２の光導波路を進行する光を散乱させるための層を形成することを特徴とする付記６記載の光コネクタの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１の実施の形態に係る光コネクタの要部図である。
【図２】光コネクタ下面の拡大図である。
【図３】ずれの評価方法を説明する模式図である（その１）。
【図４】ずれの評価方法を説明する模式図である（その２）。
【図５】第１の実施の形態の変形例に係る光コネクタの要部図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０，２０  クラッド部
１０ａ  曲面
１０ｂ  溝
１０ｃ  下面
１１  光導波路
１２，１３  レンズ
１４  マーク
３０  金属膜
４０，４１  面型光素子
４０ａ，４１ａ  半導体素子
５０ａ  光ファイバアレイ
５０ｃ  光ファイバアレイ用コネクタ
５０ｆ  光ファイバ
６０  光
７０  ＣＣＤカメラ
１００  光コネクタ
【図１】
0004946879.tif 000002
【図２】
0004946879.tif 000003
【図３】
0004946879.tif 000004
【図４】
0004946879.tif 000005
【図５】
0004946879.tif 000006