JP2000304966A - 光導波路用コネクタ及び光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 少ない構成部品によって安価かつ容易に構成
できると共に優れた光結合精度を得ることができる光導
波路用コネクタの提供を目的とする。 【解決手段】 光導波路２３を保持する保持台２１と平
板マイクロレンズアレイ２２とを有する光導波路用コネ
クタにおいて、保持台２１と平板マイクロレンズアレイ
２２の少なくとも一方に位置決めピン２４ａ，２４ｂを
突設する。これにより、他のコネクタとの結合における
位置決めを極めて容易、かつ高精度に行なうことがで
き、生産性、作業性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波材間の接
続、例えば光ファイバーと光導波路との接続あるいは光
導波路同士の接続などに用いる光導波路用コネクタ及び
これを用いた光結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】並列光伝送の分野では、受光素子あるい
は発光素子を集積化した光素子アレイと信号の伝送部で
ある多心光ファイバとを光学的に接続する光結合装置が
必要である。両者を高密度かつ低損失に接続するため
に、例えば両者のピッチあるいは集積度を変換する目的
で光導波路を介在させた光結合装置が報告されている。

【０００３】例えば碓氷他著「１９９７年電子情報通信
学会通信ソサエティ大会講演論文集Ｂ−１０−１３３」
には、ポリマー光導波路を用いた上記光結合装置が述べ
られている。

【０００４】図１３は、この報告に示されたポリマー光
導波路と光ファイバとを結合する光結合装置の例を示す
断面図である。この例では、Ｖ溝付基板４のＶ溝に固定
されたマイクロキャピラリ５中に、光ファイバ６と共に
長さの短い光ファイバ（いわゆる短尺ファイバ）７が挿
入され、ポリマー光導波路１も基板４に接着固定されて
いる。このときポリマー光導波路１のコアの光軸と短尺
ファイバ７の光軸が一致するように配置される。

【０００５】Ｖ溝付基板４は配線基板３上に固定され、
配線基板３上に別途固定されたフォトダイオードや面発
光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）などの光素子２の直上に、ポ
リマー光導波路１１の端面に形成された４５度傾斜面１
ａが位置するように配設されている。マイクロキャピラ
リー５の端部から光ファイバ６を挿入し、座屈するよう
な押圧力を加えることにより、短尺ファイバ７との間で
フィジカルコンタクト（ＰＣ）接続が行なわれ、ポリマ
ー光導波路１１及びその４５度の傾斜角度を有する端面
１１ａを経由して、光素子２と光ファイバ１６との間に
光結合が形成される。光ファイバ６を光導波路１の端面
に直接に押し付けるとポリマーで作成されている光導波
路１の端面と光ファイバ６との間に安定なＰＣ接続がで
きないため、短尺ファイバ７が介在されているのであ
る。また、光ファイバ１６の端面は面取り加工され、Ｐ
Ｃ接続に適するものとなっている。

【０００６】なお、上記報告中では、光導波路１１は２
４本のコアを有し、そのうちの２０本が、光ファイバ６
と並列に光結合されている。

【０００７】また、通常、光ファイバーのコネクタとし
て使用されるＭＴコネクタを、前記平板光導波路に使用
することも提案されている。例えば、疋田他著「１９９
８年電子情報通信学会エレクトロニクスソサエティ大会
講演論文集Ｃ−３−７０」には、両端にＭＴコネクタを
形成したフィルム導波路に関する記載がなされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の光導波路用のコネクタにあっては、次のような問題が
あった。

【０００９】すなわち、図１３に示す従来のコネクタに
あっては、ポリマー光導波路１と短尺ファイバ７、及び
光ファイバ６の光軸が全て一致する必要があり、短尺フ
ァイバ７とポリマー光導波路１の固定時、ひいてはマイ
クロキャピラリー５及びポリマー光導波路１をＶ溝付基
板４に固定する際に、高い位置精度が要求される。ま
た、複数の光ファイバーを用いて複数の光素子と並列に
光結合するため、光ファイバー１６の本数分の短尺ファ
イバ７、マイクロキャピラリー５が必要であり、チャン
ネル数の増大に伴って部品点数が増大すると共に、各構
成正部品間において相互に高い位置精度を保つことが困
難になるという問題があった。

【００１０】また、短尺ファイバは、その直径が１２５
μｍ程度の微小な構成部品であるため、自動機を用いた
組立てには適さず生産性向上を図ることが困難であり、
製造コストが高くなるという問題もあり、チャンネル数
の増大傾向に有る現在の光伝送路には対応し難いものと
なっていた。

【００１１】また、従来のＭＴコネクタを用いて光結合
を行なう場合には、ＭＴコネクタを光導波路に固定した
後、端面を研磨して接合させる必要があり、例えば、光
導波路に光素子が固定されているような場合には、この
研磨作業を行なうことは事実上不可能となっていた。

【００１２】このように、従来の光導波路用コネクタに
あっては、構成部品の削減及び生産性の向上が要請され
ていた。

【００１３】本発明は上記要請に対応すべくなされたも
ので、少ない構成部品によって安価に構成し得ると共に
作成精度を緩和することができ、優れた光結合精度を得
ることができる光導波路用コネクタの提供を目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のような構成を有する。

【００１５】すなわち、請求項１記載の発明は、光導波
路を支持する保持面が形成された保持台と、前記保持台
に載置固定されると共に複数のレンズ要素を配設してな
る平板マイクロレンズアレイと、を備え、前記保持台の
保持面に前記光導波路を固定することによって前記平板
マイクロレンズアレイのレンズ要素の光軸と光導波路の
光軸とを合致させ得るようにすると共に、前記保持台と
平板マイクロレンズアレイの少なくとも一方に位置決め
ピンを突設したものである。

【００１６】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、前記位置決めピンは、その外面の少な
くとも２箇所が所定の光導波材の一端に固定された他の
コネクタの嵌合部に接触可能に設けられ、前記嵌合部と
の嵌合状態において前記光導波材の光軸と平板マイクロ
レンズアレイに設けられたレンズ要素の光軸とを一致さ
せるコネクタ結合用の位置決めピンであることを特徴と
するものである。

【００１７】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、前記位置決めピンは、その外面の少な
くとも２箇所が、前記保持台と前記レンズアレイの少な
くとも一方に設けられた嵌合部と接触可能に設けられ、
前記嵌合部との嵌合によって前記保持台とレンズアレイ
との位置関係を決定する構成部材結合用の位置決めピン
であることを特徴とするものである。

【００１８】請求項４記載の発明は、上記請求項２記載
のコネクタ結合用の位置決めピンと、前記請求項３記載
の構成部材結合用の位置決めピンとを前記位置決めピン
として有することを特徴とするものである。

【００１９】請求項５記載の発明は、上記請求項１ない
し３いずれか記載の発明において、前記保持台に、前記
位置決めピンが突設されることを特徴とするものであ
る。

【００２０】請求項６記載の発明は、上記請求項１ない
し４いずれか記載の発明において、前記保持台に、前記
位置決めピンの外面の少なくとも２箇所が接して嵌合す
る嵌合部が形成されることを特徴とするものである。

【００２１】請求項７記載の発明は、上記請求項１ない
し５いずれか記載の発明において、前記マイクロレンズ
アレイに、前記位置決めピンが突設されることを特徴と
するものである。

【００２２】請求項８記載の発明は、上記請求項１ない
し６いずれか記載の発明において、前記マイクロレンズ
アレイに、前記位置決めピンの外面の少なくとも２箇所
が接する嵌合部を形成したことを特徴とするものであ
る。

【００２３】請求項９記載の発明は、上記請求項４記載
の発明において、コネクタ結合用の位置決めピンと構成
部材結合用位置決めピンとが同一部材によって構成され
ることを特徴とするものである。

【００２４】請求項１０記載の発明は、上記請求項９記
載の発明において、前記マイクロレンズアレイに、その
表面から裏面を貫通する貫通孔を形成すると共に、両側
部が突出するよう前記貫通孔にピンを固定し、前記ピン
は、前記貫通孔から突出する一側部が前記請求項２記載
のコネクタ結合用の位置決めピンを構成し、他側部が前
記請求項３記載の部材間結合用の位置決めピンを構成す
ることを特徴とするものである。

【００２５】請求項１１記載の発明は、上記請求項１な
いし１０いずれか記載の発明において、前記保持台が、
光導波路を保持する基板と、この基板との間で前記光導
波路を挟持固定する押圧板とからなることを特徴とする
ものである。

【００２６】請求項１２記載の発明は、異なる光導波材
の各端部にそれぞれ設けられた第１,第２のコネクタか
らなり、前記各コネクタを互いに結合させることによ
り、異なる光導波材の各端部を光結合させるようにした
光結合装置であって、前記第１のコネクタは、前記光導
波路を支持する保持面を形成した保持台と、前記保持台
に載置固定される共に複数のレンズ要素を配設してなる
平板マイクロレンズアレイと、を備え、前記保持台の保
持面に前記光導波路を固定することによって前記平板マ
イクロレンズアレイのレンズ要素の光軸と光導波路の光
軸とを一致させるよう構成する一方、前記保持台と平板
マイクロレンズアレイの少なくとも一方には位置決めピ
ンを突設すると共に、前記第２のコネクタには、前記位
置決めピンを密嵌させる嵌合部を形成し、前記第１のコ
ネクタの前記位置決め用ピンと前記第２のコネクタの嵌
合部とを嵌合させることにより、前記各コネクタに保持
された各光導波路の各光軸を互いに合致させるようにし
たことを特徴とするものである。

【００２７】

【作用】上記のように構成された本発明に係る光導波路
用コネクタにあっては、保持台と平板レンズアレイの少
なくとも一方に位置決めピンを突設したものとなってい
るため、前記位置決めピンを用いることで他のコネクタ
とのコネクタ同士の結合における位置決めを容易に行な
うことができる。例えば、位置決めピンをＭＴコネクタ
に用いるピンと同様のものを用いれば、ＭＴコネクタに
設けらた光ファイバーなどとの結合を極めて容易かつ正
確に行なうことができ、しかもその場合には、ＭＴコネ
クタとの結合においてこれと接合する部分が平坦に形成
された平板マイクロレンズアレイであるため、研磨など
の作業も不要となり、効率的に作業を行なうことができ
る。また、位置決めピンを用いて保持台と平板レンズア
レイとを結合させるようにすれば、両者の位置決めをも
容易かつ高精度に行なうことができる。

【００２８】また、本発明に係る光結合装置によれば、
保持台と平板マイクロレンズアレイの少なくとも一方に
位置決めピンを突設し、前記第２のコネクタには、前記
位置決めピンを密嵌させる嵌合部を形成したものとなっ
ているため、従来のようにマイクロキャピラリー及び短
尺ファイバーなどの微小部品が不用となり、構成部品数
が削減されると共に、構成部品相互の位置を高精度に維
持し易くなる。このため、自動機などを用いて生産工程
の自動化を図ることが可能となり、生産性の大幅な向上
を期待できる。さらに、第１、第２のコネクタの結合
は、位置決めピンと嵌合部との嵌合によって高精度かつ
容易に行なうことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。

【００３０】図１ないし図４は本発明に係る光結合装置
の第１の実施形態を示す図である。

【００３１】図１に示すように、この実施形態における
光結合装置１００は、光導波路用コネクタ（第１のコネ
クタ）２０と、光ファイバー３５のコネクタ（第２のコ
ネクタ）３０とからなり、両コネクタ２０，３０を結合
させることによって光導波路２３と光ファイバー３５と
の光結合を行うものとなっており、以下のように構成さ
れている。

【００３２】まず、図２及び図３に基づき、この第１の
実施形態における光導波路用コネクタ２０を説明する。

【００３３】図１に示すように、この第１の実施形態に
おける光導波路用コネクタ２０は、樹脂成形された保持
台としての基板２１と、これに固定された平板マイロレ
ンズアレイ２２とを備える。このうち、前記基板部材２
１は、底部２１Ａの両端部に底部２１Ａの上面と直交す
る方向へと立ち上がる側壁部２１Ｂ，２１Ｃとを備え、
全体としてコ字状をなしている。また、前記底部２１Ａ
の上面は、図２に示すように、互いに並行する上下２段
の平坦な保持面２１Ａ１，２１Ａ２が形成されており、
下側保持面２１Ａ２には平板マイクロレンズアレイ２２
を、上側保持面２１Ａ１には光導波材としての光導波路
２３をそれぞれ固定し得るようになっている。

【００３４】また、前記平板マイクロレンズアレイ２２
は全体として直方体形状をなし、その幅ｔ２は、前記基
板２１Ａの両側壁部２１Ｂ，２１Ｃの内側面２１Ｂ１，
２１Ｃ１における距離間隔ｔ２と同一の幅（厳密には、
僅かにｔ２がＴ２より小となっている）に設定されてお
り、両内側面の間に密接した状態で挿入されると共に、
その表面が前記基板２１の表面２１ａと同一面上に位置
するよう位置決めされた状態で前記基板部材２１の底部
に載置され、所定の接着剤により接着固定される。この
実施形態では、前記基板２１の下側保持面２１Ａ２と上
側保持面２１Ａ１とを結ぶ立上り面２１Ａ３から表面２
１ａに至る距離間隔ｔ１を、前記平板マイクロレンズア
レイ２２の表面２２ａから裏面２２ｂに至る距離間隔
（厚さ）Ｔ１と同一となるよう設定してあり、前記マイ
クロレンズアレイ２２の裏面２２ｂを前記立上り面２１
Ａ３に当接させることで容易に両部材２１，２２の表面
を同一面上に位置させ得るようになっている。

【００３５】また、この平板マイクロレンズアレイ２２
は、内部に複数のレンズ要素を有し、各レンズ要素の光
軸がいずれも表面２２ａ及び裏面２２ｂと直交するもの
となっている。ここに示す平板マイクロレンズアレイ２
０は、２枚の平板マイクロレンズアレイをガラス板を介
して貼り合わせたいわゆる張り合せレンズとなってお
り、各フォトレジストを用いた工程などによって作製で
きる。この作製法の一例を図５及び図６に示す。

【００３６】まず、工程１では、平板ガラス２２１上に
ファトレジストを塗布し、フォトマスクを介してパター
ン化する（工程２）。そして高屈折率を与えるイオンを
パターンを介して選択的にガラス２２１中に拡散させ、
屈曲率分布を作り（工程３）、その後フォトレジストを
除去する（工程４）。

【００３７】このように、フォトレジストを用いた工程
で作製できるため、そのレンズ要素の位置はフォトマス
クの精度で、つまり高精度で設定することができる。ま
た、レンズ要素の大きさ、焦点距離などもマスクの開口
径、拡散の程度などで高精度に制御できる。この後、イ
オン拡散時に僅かに膨らんだ表面を研磨すれば、平坦性
の高い平板マイクロレンズアレイとなる。勿論、表面を
研磨しても良い。

【００３８】そして最後に、上記のようにして作製され
た２枚のマイクロレンズアレイ２２Ａ，２２Ｂを、図６
（ａ）に示すように、ガラス板２１Ｃの両面に張り合わ
せれば、上記平板マイクロレンズアレイ２２の作製は完
了する。なお、ここでは、２枚の平板マイクロレンズア
レイ２２Ａ，２２Ｂの間にガラス板２２Ｃを介在させた
が、図６（ｂ）に示すように、２枚の平板マイクロレン
ズアレイ２２Ａ，２２Ｂを互いに接着させて構成するこ
とも可能であり、さらには、図６（ｃ）に示すように１
枚の平板マイクロレンズアレイ２２Ａの一面にガラス２
２Ｃを接着して構成することも可能である。但し、いず
れの場合にも、平板マイクロレンズアレイ２２Ａ，２２
Ｂの裏面に入射した像を表面にて結像させるような光学
系とする必要がある。

【００３９】また、前記平板光導波路２３は、前記上側
保持面２１Ａ２の上面に接着固定されている。そして、
この光導波路２３は、例えばコア部とクラッド部（いず
れも図示せず）とが、屈曲率の異なる２種類のフッ素化
ポリイミドで形成された埋込形のポリマーフィルム光導
波路によって構成されており、前記コア部は前記平板マ
イクロレンズアレイの各レンズ要素２２３と光軸が一致
するようなピッチ間隔で配設されている。ここでは、前
記光導波路２３に対する保持面である上側保持面２１Ａ
１の高さを、基板２１に取り付けられた平板マイクロレ
ンズアレイ２２の所定のレンズ要素２２３の光学中心と
前記上側保持面２１Ａ１に固着された光導波路２３のコ
ア部の光軸とが上下方向（基板の下側保持面２１Ａ２と
直交する方向）において合致するように前記上側保持面
２１Ａ１の高さを設定している。

【００４０】また、光導波路２３の幅ｔ３は、前記平板
マイクロレンズ２２の幅ｔ２と同一の幅、すなわち前記
両側壁部２１Ｂ，２１Ｃの両内側面２１Ｂ１，２１Ｃ１
との距離間隔Ｔ２と同一の幅（厳密には僅かにｔ３がＴ
２より小となっている）に設定されており、また、光導
波路２３の側端部から所定のコアの中心に至る距離は、
前記平板マイクロレンズのアレイ２２の側端部から所定
のレンズ要素の中心に至る距離と同一となるように設定
されている。

【００４１】このため、基板２１への接着時において、
光導波路２３の底面を前記基板２１の上側保持面２１Ａ
１に接触させると共に光導波路２３の両側部を基板２１
の内面面２１Ｂ１，２１Ｃ１に案内させながら挿入し、
その先端面２３ａを平板マイクロレンズアレイ２２の裏
面２２ｂに当接させることによって、平板光導波路２３
の各コア部の光軸と平板マイクロレンズアレイ２２の光
軸とを容易に合致させることができるようになってい
る。また、前記平板光導波路２３の後端面２３ｂは、光
軸に対し４５度の角度をもって傾斜する傾斜面となって
おり、これによって光軸と９０度の角度を持って入射す
る光をこの傾斜面によって９０度変換し、平板光導波路
の光軸へと伝送するようになっている。

【００４２】また、この実施形態においては、前記基板
２１の表面２１ａにそれぞれピン挿入穴２１ａ１，２１
ａ２が形成されている。このピン挿入穴２１ａ１，２１
ａ２は、その中心軸線が基板２１の底部２１Ａに固定さ
れた平板レンズアレイ２２の所定のレンズ要素の光軸と
上下方向において一致するように形成されており、ここ
に所定の長さを有する円柱状の位置決めピン２４ａ，２
４ｂの一端部がそれぞれ挿入固定されている。従って、
前記位置合せ用ピン２４ａ，２４ｂにおいても、その中
心軸線は前記平板マイクロレンズアレイ２２及び前記光
導波路２３の光軸と上下方向において一致するものとな
っている。なお、この位置決めピン２２ａ，２２ｂは、
後述のＭＴコネクタに使用されている金属ピン（直径
０．７ｍｍ）を使用することが望ましい。

【００４３】また、この位置決めピン２４ａ，２４ｂと
平板マイクロレンズアレイ２２の各レンズ要素は、前記
基板２１及び平板マイクロレンズアレイ２２などの各構
成部材の寸法形状及びレンズ挿入穴２１ａ１，２１ａ２
を正確に形成することによって、所望の位置関係に設定
することができる。例えば、平板マイクロレンズアレイ
２３の各レンズ要素のピッチが２５０μｍであり、それ
らレンズ要素の中の中心近くの２４個を使用する場合、
その使用する一番端のレンズ要素の中心から位置決めピ
ン２２ａ，２２ｂまでの距離間隔をそれぞれ１０００μ
ｍとすれば、両位置決めピン２４ａ，２４ｂの中心軸線
間距離は、７．７５０ｍｍとなる。

【００４４】一方、この実施形態における光結合装置２
００では、上記のように構成された光導波路用コネクタ
２０に対して結合されるコネクタとしてＢＦコネクタ３
０を用いている。

【００４５】図１において、このＢＦコネクタ３０は、
基板３１上に設けられた固定保持部３２と、前記基板３
１上を移動可能に設けられた可動保持部３３とからな
り、前記固定保持部３２には光ファイバー３５が挿入保
持されると共に、保持された光ファイバー３５のうち、
前記固定保持部３２から可動保持部３３側へと突出する
部分は可動保持部３３に形成されたファイバー挿通孔３
３ｄに移動可能に挿通されている。この可動保持部の表
面３３ａは、前記光ファイバー３５の光軸と直交する角
度で形成されており、光ファイバー３５の光軸と光導波
路２３の光軸とを一致させた状態で前記光導波路用コネ
クタ２０の表面に密接させ得るものとなっている。

【００４６】また、前記可動保持部３３の表面３３ｃに
は、前記光導波路用コネクタ２０に突設された２本の位
置決めピン２４ａ，２４ｂを密嵌させる円筒状の一対の
ピン嵌合孔（嵌合部）３３ａ，３３ｂが形成されてお
り、その中心軸線は、上下方向（基板３１の上面と直交
する方向）において前記ファイバー挿通孔３３ｄの中心
軸線と一致している。さらに、前記可動保持部３３に保
持される各光ファイバーの４０のピッチ（隣接する光フ
ァイバー３５の光軸間の距離）は、前記平板マイクロレ
ンズアレイ２２の各レンズ要素２２３のピッチと同一ピ
ッチに設けられると共に、各光ファイバー３５のうち一
方の側端部に位置する光ファイバー３５の光軸から一方
のピン嵌合孔３３ａまたは３３ｂの中心軸線に至る距離
間隔が、各位置決めピン２２ａ，２２ｂから所定のレン
ズ要素の中心までの距離間隔と一致するよう設定されて
いる。

【００４７】上記構成を有する光結合装置１００によれ
ば、光導波路２３と光ファイバー３５との接合は、各々
の端部に設けられた光導波路用コネクタ２０と、ＢＦコ
ネクタ３０とを結合させることによって行なうことがで
き、両コネクタ２０と３０との結合は前記光導波路用コ
ネクタ２０に設けられた位置決めピン２４ａ，２４ｂ
を、前記平板レンズアレイ３３に設けたピン嵌合孔３３
ａ，３３ｂに密嵌させることによって容易かつ正確に行
なうことができる。

【００４８】すなわち、前述のように位置決めピン２４
ａ，２４ｂの中心軸線と光導波路用コネクタ２０側の各
光軸との位置関係は、ピン嵌合孔３３ａまたは３３ｂの
中心軸線と各光ファイバー３５の光軸との位置関係と同
一に設定されているため、位置決めピン２２ａ及び２２
ｂをピン嵌合孔３３ａ及び３３ｂに密嵌させ、両者の中
心軸線を一致させることにより、各光ファイバー３５の
光軸と光導波路用コネクタ２３の各コア部の光軸とを一
致させることができる。

【００４９】そして、両コネクタ２０，３０の表面を互
いに接触させ、光ファイバー３５の各端面を平板マイク
ロレンズアレイ２２の端面に当接させることによって光
ファイバー３５と各光導波路２３との光結合作業は完了
する。

【００５０】但し、両コネクタ２０，３０を結合させる
場合には、予め、図４（ａ）に示すようにＢＦコネクタ
３０の可動保持部３３を基板３１の前方（固定保持部３
２から離間する方向）へと突出させると共に、光ファイ
バー３５の端面を可動保持部３３の表面３３ｃと基板３
１の端面３１ａとの間に位置させておき、その状態から
ズ（ｂ）に示すように両コネクタ２０，３０の結合を行
なう。これによれば、両コネクタ２０，３０の表面が互
いに接した状態において、光ファイバー３５が座屈し、
その座屈部分の復元力によって光ファイバー３５と平板
マイクロレンズアレイ２２とが圧接するため、いわゆる
フィジカルコンタクト（ＰＣ）が得られる。

【００５１】また、この第１の実施形態における光結合
装置１００は、従来に比べて構成が単純化されているた
め、使用する光ファイバー３５の数が多い場合、つまり
使用するチャンネル数が多い場合にも構成部品数の増大
を抑えることができ、生産性及び製造コストを大幅に改
善し得るものとなっている。

【００５２】例えば、光ファイバー３５の本数が２４本
である場合、図１３に示す従来の光結合装置にあって
は、光ファイバー６を除いて、マイクロキャピラリー５
が２４個、短尺光ファイバー７が２４個、Ｖ溝付基板４
が１個、光導波路１が１個、押え板９が２個、及び配線
基板３が１個の合計５３個になるが、この実施形態にあ
っては、光導波路用コネクタ２０において、平板マイク
ロレンズアレイが２個、これに貼り合わされるガラス板
２２ｃが１個、基板２１が１個であり、ＢＦコネクタ３
０においては、基板３１が１個、固定保持部材３２が１
個、可動保持部材３３が１個であって、合計７個の構成
部品で済み、大幅に構成部品数は低減される。

【００５３】また、この実施形態においては、光ファイ
バー３５の端部が平板マイクロレンズアレイ２２の端面
に当接するものとなっているため、マイクロキャピラリ
ーを用いた従来のものに比べ、光ファイバー３５及びこ
れとの接触部分、すなわち、マイクロレンズアレイ２２
の表面２２ａを容易に清掃することができるという利点
を有している。

【００５４】ところで、上記第１の実施形態において
は、ＢＦコネクタ３０にピン嵌合孔３３ａ，３３ｂを形
成し、これに光導波路用コネクタ２０の位置決めピン２
１ａ，２１ｂを密嵌させて結合するようにしたが、光導
波路用コネクタ２２には、上記のＢＦコネクタ２０だけ
でなく、その他のコネクタにも接続可能である。例え
ば、図７に示す本発明の第２の実施形態のように、ＭＴ
コネクタ（第２のコネクタ）４０との組合わせによって
光結合装置２００を構成することも可能である。

【００５５】この第２の実施形態における光導波路用コ
ネクタ２０は、前記第１の実施形態にて用いたものと同
様であり、位置決めピン２４ａ，２４ｂとしてもＭＴコ
ネクタ４０に適用するピンと同様のものを用いているた
め、既存のＭＴコネクタ４０との結合が可能となる。但
し、この場合にも、位置決めピン２４ａ，２４ｂの中心
軸線と光導波路用コネクタ２０側の光軸との位置関係
を、嵌合部としてのピン嵌合孔４０ａ，４０ｂの中心軸
線と各光ファイバー３５の中心軸線との位置関係を同一
に設定する必要がある。

【００５６】そして、この第２の実施形態によれば、上
記実施形態と同様の効果を期待できると共に、ＭＴコネ
クタ４０が上記第１の実施形態のような基板及び保持部
材を有しないものであるため、構成部品数をより削減す
ることができる。

【００５７】次に、本発明に係る光導波路用コネクタの
第３の実施形態を図８ないし図１０に基づき説明する。
なお、各図中、上記各実施形態と同一もしくは相当部分
には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。

【００５８】上記第１，第２の実施形態における光導波
路用コネクタ２０にあっては、位置決めピンを基板２１
に設けたのに対し、この第３の実施形態における光導波
路用コネクタ７０では、位置決めピン４１ａ，４１ｂを
平板マイクロレンズアレイ５０に設けたものとなってい
る。

【００５９】すなわち、平板マイクロレンズアレイ５０
に形成されたピン挿入孔５０ａ，５０ｂには、位置決め
ピン５１，５２が貫通固定してあり、その位置決めピン
５１，５２のうち、平板マイクロレンズアレイ５０の一
端部から表面側に突出する突出部分５１ａ，５２ａをコ
ネクタ結合用の位置決めピンとし、同レンズの裏面側に
突出する部分５２ａ，５２ｂを構成部材結合用の位置決
めピンとしている。また、基板６０の立上り面６０ｃに
は、前記構成部材結合用の位置決めピン５１ｂ，５２ｂ
を密嵌させるピン嵌合穴６０ａ，６０ｂが形成されてい
る。なお、このピン嵌合穴６０ａ，６０ｂ及び位置決め
ピン５１ｂ，５２ｂは、平板マイクロレンズアレイ５０
の各レンズ要素における光軸と平行に位置している。

【００６０】従って、上記第３の実施形態における光導
波路用コネクタ７０によれば、表面側に突出するコネク
タ結合用の位置決めピン５１ａ，５２ａを、前述の実施
形態にて示したＢＦコネクタ２０またはＭＴコネクタ４
０などの他のコネクタ（第２のコネクタ）に形成される
ピン嵌合穴へと挿通させることにより、光導波路と光フ
ァイバーとの高精度な光結合を容易かつ迅速に行なうこ
とができる。しかも位置決めピン５１，５２を保持台と
しての基板６０のピン嵌合孔（嵌合部）６０ａ，６０ｂ
へと密嵌させることによって、基板６０と平板マイクロ
レンズアレイ５０との結合も迅速かつ適正に行なうこと
ができる。なお、光導波路２３は、そのコアの光軸と平
板マイクロレンズアレイの各レンズ要素の光軸とが一致
するように固定する。

【００６１】ところで、この第３の実施形態において、
上記位置決め用ピン５１，５２は平板マイクロレンズア
レイ５０の所定の位置に正確に設ける必要があり、その
ためにはピン挿入孔５０ａ，５０ｂを正確に形成するこ
とが必要となる。そこで、第３の実施形態における平板
マイクロレンズアレイ５０に対するピン挿入孔５０ａ，
５０ｂの加工は、平板マイクロレンズアレイ５０の集光
作用を用いて行なうことが考えられている。

【００６２】すなわち、この加工方法は、図１０（ａ）
に示すように、平板マイクロレンズアレイ５０の各レン
ズ要素によって集光される結像面Ｓｏにフォトレジスト
Ｒを塗布し、その結像面Ｓｏと相対向する入射面Ｓｉ
に、各レンズ要素２２３の光軸に平行する光ＵＶを照射
する。その結果、入射光は各レンズ要素２２３の集光作
用によって各レンズ要素２２３によって集光された光に
対応するポット状の露光点ＰがフォトレジストＲ上に形
成される。そして、このフォトレジストＲを現像すれ
ば、図１０（ｂ）に示すようなパターンが形成される。
図１０（ｂ）において白抜きで表される点Ｐが、入射光
が集光された箇所、すなわちレンズ要素２２３の中心で
ある。

【００６３】従って、この点を目印として２つのピン挿
入孔５０ａ，５０ｂを形成すれば、２つのピン挿入孔５
０ａ，５０ｂの距離間隔を正確に保つことができる。例
えば、位置決めピン５１，５２の間隔を、７．７５０ｍ
ｍとする場合等においても、直径０．７０１のドリルで
穴を穿つことができる。この場合、両ピン挿入孔の間隔
は、図１０（ｂ）に示すの白抜きのスポットＰで３１個
離れた２点である。このようにすれば、位置決めピン２
２ａ，２２ｂ同士の距離間隔を正確に設定できるだけで
なく、位置決めピン５１，５２と平板マイクロレンズア
レイ２２の各レンズ要素との距離間隔も正確に設定でき
るという利点がある。

【００６４】また、ピン挿入孔５０ａ，５０ｂを形成す
る手段としては、ドリルを用いる方法以外に、微細な研
磨剤を吹き付けてガラスを削る、いわゆるサンドブラス
トなどの方法を用いることも可能である。すなわち、図
１０（ｂ）に示すパターンを利用して、さらにサンドブ
ラスト用のレジストをパターニングし、これをマスクと
して平板マイクロレンズアレイをサンドブラストによっ
て加工し、その後、ピン挿入孔５０ａ，５０ｂが多数形
成された平板マイクロレンズアレイを必要とする寸法形
状に切断すれば、優れた生産性で平板マイクロレンズア
レイ５０を形成することができる。

【００６５】また、上記のように平板マイクロレンズア
レイ５０にピン挿入孔６０ａ，６０ｂを形成する方法
は、平板マイクロレンズアレイを図６（ａ），（ｂ）に
示すように複数枚貼り合わせる場合にも有効である。つ
まり、予め平板マイクロレンズアレイ２２Ａ，２２Ｂに
ピン挿入孔５０ａ，５０ｂを形成しておけば、両平板マ
イクロレンズアレイ２２Ａ，２２Ｂのピン挿入孔５０
ａ，５０ａにピンを貫通させるだけで、両平板マイクロ
レンズアレイ２２Ａ，２２Ｂにおける各レンズ要素の光
軸を一致させることができ、生産性は大幅に向上する。

【００６６】上記のように、この実施形態においては平
板マイクロレンズアレイ５０に位置決めピンを挿入固着
する構成、換言すれば平板マイクロレンズアレイ５０に
位置決めピン挿入用のピン挿入孔を形成する構成となっ
ているため、例えば、上記第１の実施形態のように格別
に目印及び基準のない基板に対してピン挿入孔を形成す
る場合に比し、高精度な穿孔作業を容易に行なうことが
できる。また、この第３の実施形態においても構成部品
数は、上記第１の実施形態と同様に従来に比して大幅に
削減される。

【００６７】次に、本発明に係る光導波路用コネクタの
第４の実施形態を図１１及び図１２に基づき説明する。
なお、上記実施形態と同一もしくは相当部分には同一符
号を付し、その説明の詳細は省く。この第４の実施形態
はにおける光導波路用コネクタ８０は、基板８１とこれ
に設けられた平板マイクロレンズアレイ５０とを有する
ものとなっており、平板マイクロレンズアレイ５０は、
上記第３の実施形態に示したものと同一であるが、基板
（保持台）８１は、図１１に示す形状をなすものとなっ
ており、上面における形状が上記第３の実施形態に示し
たものと異なる。

【００６８】すなわち、この第４の実施形態に使用する
基板８１は、光導波路２３を固着するための上側保持面
８１Ａ１の両側部に上方へと突出する直方体形状の凸部
８１ｃ，８１ｄを形成し、各凸部８１ｃ，８１ｄにピン
嵌合孔（嵌合部）８１ｃ１，８１ｄ１を形成し、ここに
前記平板マイクロレンズアレイ５０に挿入固定された位
置決めピン５１，５２を密嵌させ得るようになってい
る。この凸部８１ｃ，８１ｄにおけるピン嵌合孔８１ｃ
１，８１ｄ１の中心軸線及び凸部８１ｃ，８１ｄの内側
面８１ｃ２，８１ｄ２は、基板８１の下側保持面８１Ａ
２に固定された平板マイクロレンズアレイ５０の各レン
ズ要素の光軸と平行して形成されており、その対向間隔
Ｔ３は、前記平板マイクロレンズアレイ２３の幅ｔ３と
一致している（厳密には僅かに前記間隔ｔ３が間隔Ｔ３
より小となっている）。

【００６９】このため、平板マイクロレンズアレイ５０
の基板８０への組み付けに際し、位置決めピン５１，５
２を前記ピン嵌合孔へと挿入すれば、第３の実施形態と
同様に正確な位置決めを容易かつ迅速に行うことができ
る。また、光導波路２３を基板８１の上側保持面８１Ａ
１に固定する際、平板マイクロレンズアレイ５０の両側
部を前記凸部８１ｃ，８１ｄの内側面８１ｃ２と８１ｄ
２との間に挿入してゆき、その端部を前記平板マイクロ
レンズアレイ２３に当接させれば、格別な位置決め作業
を行わなくとも確実に光導波路２３の光軸と平板マイク
ロレンズアレイ２３の各レンズ要素における光軸とを一
致させることができる。

【００７０】ところで、前記第３及び第４実施形態のよ
うに位置決めピン５１，５２を平板マイクロレンズアレ
イ５０に設ける場合、その位置決めピン５１，５２を嵌
合させる嵌合部としての穴あるいは貫通孔は、複数部材
を組合わせることによって形成するようにしても良く、
また、穴あるいは貫通孔に限らず、溝であっても良い。
さらに、嵌合部の形状としては、位置決めピンの外周全
体に接する形状に限らず、外周の少なくとも２箇所で接
するような形状としても良い。

【００７１】図１２は本発明に係る光導波路用コネクタ
の第５の実施形態を示す図であり、ここに示す光導波路
用コネクタ９０は、基板９１とこれに重合固定される押
え部材９２とにより、光導波路２３及び平板マイクロレ
ンズアレイを保持する保持台を構成すると共に、前記位
置決めピン５１ｂ，５２ｂを密嵌させる嵌合部を、前記
基板９１に刻設したＶ溝９１ａ，９１ｂと、基板９１に
重合固定される押え部材９２に刻設されたＶ溝９２ａ，
９２ｂとを相対向して組合わせることにより形成したも
のである。ここで、前記Ｖ溝９２ａ，９２ｂを所定の
幅、及び角度で形成することにより、光導波路２３と押
え部材９２との関係を適正にすることができる。例え
ば、光導波路２３の厚みが１５０μｍで、その中心５０
μｍの範囲にコア部が存在する場合、そのコア部の中心
軸線は光導波路の表面から７５μｍの高さになる。位置
決めピン５１，５２の直径が０．７ｍｍでＶ溝９１ａ，
９１ｂ，９２ａ，９２ｂの中心角が９０度の場合、それ
らＶ溝の開口幅が８４０μｍであれば、光導波路２３の
コア中心と位置決めピン５１ｂ，５２ｂの中心軸線の高
さが一致する。このとき、押さえ部材９２のＶ溝９２
ａ，９２ｂを基板部材９１のＶ溝９１ａ，９１ｂと同一
形状に形成しておけば、押え部材９２は位置決めピン５
１，５２及び光導波路２３に対して対称の位置に設定で
きるため、正確に光導波路２３を押えることができ、そ
の結果、光導波路２３と位置決めピン５１，５２、ひい
ては平板マイクロレンズアレイ５０のレンズ要素との高
さを正確に合わせることが可能となる。

【００７２】また、上記第３及び第４の実施態において
は、平板マイクロレンズアレイ５０に形成したピン嵌合
孔５０ａ，５０ｂに位置決めピン５１，５２を貫通固定
した場合を例に採り説明したが、基板に位置決めピンを
突設し、これを前記マイクロレンズアレイに形成したピ
ン嵌合孔に貫通させてマイクロレンズアレイと基板との
位置決めを行い、さらに、マイクロレンズアレイから表
面側に突出した部分を結合用位置決めピンとし、これを
他のコネクタ、例えばＢＦコネクタ、あるいはＭＴコネ
クタに嵌合させるようにすることも可能である。

【００７３】また、以上の説明では、光導波路用コネク
タに位置決めピンを突設し、このコネクタを連結させる
べき他のコネクタ（ＢＦコネクタ、ＭＴコネクタ等）に
ピン嵌合穴を形成したが、光導波路用コネクタにピン嵌
合孔を形成し、他のコネクタに位置決め用ピンを突設し
て両者を嵌合させるようにすることも可能であり、さら
には、結合すべき両コネクタのそれぞれに互いに嵌合可
能な位置決めピン及び嵌合部を形成するようにしても良
い。また、位置決めピンの形状および本数などは必ずし
も２本とは限らず、必要に応じてその他の数に設定する
ことが可能であり、さらに各ピンの形状も円柱状のもの
に限らず、その他の形状、例えば角柱形状をなすものと
することも可能である。

【００７４】さらに本発明に係る光導波路用コネクタに
あっては、光ファイバー用コネクタとの接続だけでな
く、光導波路用コネクタ同士の接続も可能であり、本発
明は特に上記実施形態に限定されるものではない。

【００７５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る光導波
路用コネクタは、光導波路を保持する保持台と平板状の
レンズアレイとを有すると共に、前記保持台と平板レン
ズアレイの少なくとも一方に位置決めピンを突設したも
のとなっているため、コネクタ同士の結合における位置
決め、および／または保持台とレンズアレイなどからな
る構成部材同士の結合による位置決めを極めて容易、か
つ高精度に行なうことができ、生産性を大幅に向上させ
ることができる。

【００７６】また、本発明に係る光結合装置は、第１，
第２のコネクタからなり、第１のコネクタは、光導波路
を有する保持台と平板マイクロレンズアレイとを有する
と共に、前記保持台と平板レンズアレイの少なくとも一
方に位置決めピンを突設し、前記第２のコネクタには、
前記位置決めピンを密嵌させる嵌合部を形成したものと
なっており、従来のようにマイクロキャピラリー及び短
尺ファイバーなどの微小部品を用いない構成となってい
るため、構成部品相互の位置を高精度に維持し得ると共
に、自動機などを用いて生産工程の自動化を図ることが
可能となり、生産性の大幅な向上を期待できる。また、
平板マイクロレンズアレイには、複数のレンズ要素が存
在するため、複数チャンネルの光伝送などにおいては、
マイクロキャピラリー及び短尺ファイバーなどの部品を
複数必要としたが、本発明ではそれら部品を平板マイク
ロレンズアレイ１枚で置換することができ、構成部品数
を大幅に削減することができ、組立て作業の煩雑さ及び
製造コストを低減することができる。

【００７７】さらに、第１、第２のコネクタの結合は、
位置決めピンと嵌合部との嵌合によって高精度かつ容易
に行なうことができ、優れた作業性及び光結合性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光結合装置の第１の実施形態にを
示す斜視図である。

【図２】図１に示した光導波路用コネクタを示す斜視図
である。

【図３】図１に示した光導波路用コネクタを示す縦断側
面図である。

【図４】図１に示したものによって光結合作業を行なう
場合の各コネクタの状態を示す縦断側面図であり、
（ａ）は各コネクタ結合前の状態を、（ｂ）は各コネク
タ結合後の状態をそれぞれ示している。

【図５】本発明の実施形態に使用する平板マイクロレン
ズアレイの製造工程を示す縦断側面図である。

【図６】本発明の実施形態に用いる平板マイクロレンズ
アレイを示す縦断側面図であり、（ａ）はガラスの両面
に平板マイクロレンズアレイを貼り付けたものを示し、
（ｂ）は平板マイクロレンズアレイを互いに貼り付けた
ものを示し、（ｃ）は平板マイクロレンズアレイにガラ
ス板を貼着したものを示す。

【図７】本発明に係る光結合装置の第２の実施形態を示
す縦断側面図である。

【図８】本発明に係る光導波路用コネクタの第３の実施
形態を示す分解斜視図である。

【図９】図８に示したものの縦断側面図である。

【図１０】図８に示した平板マイクロレンズアレイのピ
ン挿入孔形成工程における状態を示す図で、（ａ）は塗
布したフォトレジストに対する露光状態を示す説明側面
図、（ｂ）はフォトレジストを現像した基板表面の状態
を示す説明図である。

【図１１】本発明に係る光導波路用コネクタの第４の実
施形態を示す分解斜視図である。

【図１２】本発明に係る光導波路用コネクタの第５の実
施形態における要部を示す図である。

【図１３】従来の光結合装置を示す縦断側面図である。

【符号の説明】 １００ 光結合装置 ２０ 光導波路用コネクタ（第１のコネクタ） ２１ 基板（保持台） ２２ 平板マイクロレンズアレイ ２３ 光導波路 ２２３ レンズ要素 ２４ａ 位置決めピン ２４ｂ 位置決めピン ２００ 光結合装置 ３０ ＢＦコネクタ（第２のコネクタ） ３５ 光ファイバー ４０ ＭＴコネクタ（第２のコネクタ） ４０ａ 嵌合孔（嵌合部） ４０ｂ 嵌合孔（嵌合部） ５０ 平板マイクロレンズアレイ ５１ 位置決めピン ５１ａ コネクタ結合用の位置決めピン ５１ｂ 構成部材結合用の位置決めピン ５２ 位置決めピン ６０ 基板（保持台） ６０ａ ピン嵌合孔（嵌合部） ６０ｂ ピン嵌合孔（嵌合部） ７０ 光導波路用コネクタ ８０ 光導波路用コネクタ ８１ 基板（保持台） ９０ 光導波路用コネクタ ９１ 基板 ９１ａ Ｖ溝 ９１ｂ Ｖ溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H036 JA04 LA07 NA01 QA23 QA33 QA49 2H037 AA01 BA23 CA16 DA13 DA16 DA31

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光導波路を支持する保持面が形成された
   保持台と、 前記保持台に載置固定されると共に複数のレンズ要素を
   配設してなる平板マイクロレンズアレイと、を備え、 前記保持台の保持面に前記光導波路を固定することによ
   って前記平板マイクロレンズアレイのレンズ要素の光軸
   と光導波路の光軸とを合致させ得るようにすると共に、 前記保持台と平板マイクロレンズアレイの少なくとも一
   方に位置決めピンを突設したことを特徴とする光導波路
   用コネクタ。
2. 【請求項２】 前記位置決めピンは、その外面の少なく
   とも２箇所が所定の光導波材の一端に固定された他のコ
   ネクタの嵌合部に接触可能に設けられ、前記嵌合部との
   嵌合状態において前記光導波材の光軸と平板マイクロレ
   ンズアレイに設けられたレンズ要素の光軸とを一致させ
   るコネクタ結合用の位置決めピンであることを特徴とす
   る請求項１記載の光導波路用コネクタ。
3. 【請求項３】 前記位置決めピンは、その外面の少なく
   とも２箇所が、前記保持台と前記レンズアレイの少なく
   とも一方に設けられた嵌合部と接触可能に設けられ、前
   記嵌合部との嵌合によって前記保持台とレンズアレイと
   の位置関係を決定する構成部材結合用の位置決めピンで
   あることを特徴とする請求項１記載の光導波路用コネク
   タ。
4. 【請求項４】 請求項２記載のコネクタ結合用の位置決
   めピンと、請求項３記載の構成部材結合用の位置決めピ
   ンとを前記位置決めピンとして有することを特徴とする
   請求項１記載の光導波路用コネクタ。
5. 【請求項５】 前記保持台には、前記位置決めピンが突
   設されることを特徴とする１ないし３いずれか記載の光
   導波路用コネクタ。
6. 【請求項６】 前記保持台には、前記位置決めピンの外
   面の少なくとも２箇所が接して嵌合する嵌合部が形成さ
   れることを特徴とする１ないし４いずれか記載の光導波
   路用コネクタ。
7. 【請求項７】 前記マイクロレンズアレイには、前記位
   置決めピンが突設されることを特徴とする請求項１ない
   し５いずれか記載の光導波用路コネクタ。
8. 【請求項８】 前記マイクロレンズアレイには、前記位
   置決めピンの外面の少なくとも２箇所が接する嵌合部が
   形成されることを特徴とする請求項１ないし６いずれか
   記載の光導波路用コネクタ。
9. 【請求項９】 前記コネクタ結合用の位置決めピンと構
   成部材結合用位置決めピンとは、同一部材によって構成
   されることを特徴とする請求項４記載の光導波路用コネ
   クタ。
10. 【請求項１０】 前記マイクロレンズアレイには、その
    表面から裏面を貫通する貫通孔が形成されると共に、両
    側部が突出するよう前記貫通孔にピンが固定され、前記
    ピンは、前記貫通孔から突出する一側部が請求項２記載
    のコネクタ結合用の位置決めピンを構成し、他側部が請
    求項３記載の部材間結合用の位置決めピンを構成するこ
    とを特徴とする請求項９記載の光導波路用コネクタ。
11. 【請求項１１】 前記保持台は、光導波路を保持する基
    板と、この基板との間で前記光導波路を挟持固定する押
    圧板とからなることを特徴とする請求項１ないし１０い
    ずれか記載の光導波路用コネクタ。
12. 【請求項１２】 異なる光導波材の各端部にそれぞれ設
    けられた第１,第２のコネクタからなり、前記各コネク
    タを互いに結合させることにより、異なる光導波材の各
    端部を光結合させるようにした光結合装置であって、 前記第１のコネクタは、 前記光導波路を支持する保持面を形成した保持台と、 前記保持台に載置固定される共に複数のレンズ要素を配
    設してなる平板マイクロレンズアレイと、を備え、 前記保持台の保持面に前記光導波路を固定することによ
    って前記平板マイクロレンズアレイのレンズ要素の光軸
    と光導波路の光軸とを一致させるよう構成する一方、 前記保持台と平板マイクロレンズアレイの少なくとも一
    方には位置決めピンを突設すると共に、 前記第２のコネクタには、前記位置決めピンを密嵌させ
    る嵌合部を形成し、前記第１のコネクタの前記位置決め
    用ピンと前記第２のコネクタの嵌合部とを嵌合させるこ
    とにより、前記各コネクタに保持された各光導波路の各
    光軸を互いに合致させるようにしたことを特徴とする光
    結合装置。