JP2011164357A

JP2011164357A - 光伝送装置

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Publication number: JP2011164357A
Application number: JP2010026939A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Hatakeyama; 智之畠山
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-08-25
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Abstract

【課題】受光側光伝送路の小径化を可能とする光伝送装置を提供する。
【解決手段】光伝送装置１００は、三次元的に配置された発光側光ファイバー１１２Ａ〜Ｃと、受光側光ファイバー１２２と、両者を光結合する光路変換部材１３０とを有している。光路変換部材１３０は、発光側光ファイバー１１２Ａ〜Ｃとそれぞれ一対一に光結合するとともに光ファイバー１２２と共通に光結合する光伝送部１４２Ａ〜Ｃを有している。光伝送部１４２Ａ〜Ｃの入射端部１４４Ａ〜Ｃはそれぞれ発光側光ファイバー１１２Ａ〜Ｃに整列され、光伝送部１４２Ａ〜Ｃの出射端部１４６Ａ〜Ｃは全体として受光側光ファイバー１２２に整列されている。出射端部１４６Ａ〜Ｃは入射端部１４４Ａ〜Ｃに比べて互いに近接して互いにほぼ平行に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の光伝送路が他の光伝送路と光結合された光伝送装置に関する。

特開２００５−２８３９１７号公報は光伝送装置の一従来例を開示している。この光伝送装置を図８〜図９を用いて説明する。この光伝送装置では、複数の発光側光伝送路５０，５１，５２の一方の端部にはそれぞれ光源ホルダー５５，５６，５７が設けられている。光源ホルダー５５，５６，５７はそれぞれ光源５８，５９，６０に光結合されている。また、複数の発光側光伝送路５０，５１，５２の他方の端部は共に単体のフェルール５３で包囲され、その発光側光伝送路５０，５１，５２の端面がフェルール５３の端面の任意の位置に臨むように設けられている。フェルール５３の端面の近くには受光側光伝送路５４が配置され、受光側光伝送路５４の端面は複数の発光側光伝送路５０，５１，５２の端面と対向している。発光側光伝送路５０，５１，５２および受光側光伝送路５４はいずれも、いわゆる光ファイバーで構成され、光路となるコアと、それを取り囲むクラッドとを有している。複数の光源５８，５９，６０から発せられた光はそれぞれ発光側光伝送路５０，５１，５２に導入され、発光側光伝送路５０，５１，５２内を伝播し、発光側光伝送路５０，５１，５２の端面から出射し、受光側光伝送路５４のコアに入射する。

発光側光伝送路端末部のフェルール５３の端面で露出する各発光側光伝送路５０，５１，５２のコアを占有する包囲コア径は受光側伝送路のコア径と同一又はそれ以下になり、且つ、受光側伝送路のコア及びクラッドの屈折率で決定される開口数（ＮＡ）が各伝送路５０，５１，５２の最大開口数（ＮＡ）と同一又はそれよりも大きくなるように設けられている。

複数の発光側光伝送路５０，５１，５２の端部が単体のフェルール５３で包囲されつつ、発光側光伝送路の端面がフェルールの端面の任意の位置に臨むように設けられているために、発光側光伝送路端末部は取り扱いが容易であり、且つ小型に構成することができる点では優れている。

特開２００５−２８３９１７号公報

しかしながら、複数の発光側光伝送路５０，５１，５２のコアの間隔は、その構造上、クラッド外径の干渉によってある一定間隔以内に接近させることができない。つまり、たとえば図１０に示されるように、発光側光伝送路５０，５１を隣接させた構成においても、発光側光伝送路５０，５１のコアは、少なくとも発光側光伝送路５０，５１のクラッドの厚さ分は互いに離れている。このため、使用できる受光側光伝送路５４は、それに見合った径のコアを有するものに限られる。これは、受光側光伝送路の小径化を妨げている要因である。

たとえば図１１の例では、発光側光伝送路５０の周りに複数の発光側光伝送路５１が配置されて、それら発光側光伝送路５０，５１の端部がフェルール４０に保持されている。また受光側光伝送路５４は、同軸的に配置された二つのコア５４ａ，５４ｂと、それらを取り囲むクラッド５４ｃとから構成され、その端面がフェルール５３の端面に対向して配置されている。この例でも、受光側伝送路５４のコア径は発光側光伝送路５０，５１のコアを占有する包囲コア径よりも大きい。

また図１２の例では、受光側光伝送路５４は、単一のコア５４ｄがクラッド５４ｅで取り囲まれた構成を有しており、またフェルール５３の端面の周縁部分が斜めに形成されている。この構成では、外側の発光側光伝送路５１からの出射光は内側に向けて斜めに出射するため、図１１の例と比較して受光側伝送路５４の小径化を望めるが、結合効率等を考慮すると、大幅な小径化は望めない。

本発明は、受光側光伝送路の小径化を可能とする光伝送装置を提供することを目的としている。

本発明による光伝送装置は、三次元的に配置された三つ以上の発光側光ファイバーと、単一の受光側光ファイバーと、前記発光側光ファイバーと前記受光側光ファイバーを光結合する光路変換部材とを備えている。前記光路変換部材は、前記三つ以上の発光側光ファイバーとそれぞれ一対一に光結合するとともに前記単一の受光側光ファイバーと共通に光結合する複数の光伝送部を有している。前記複数の光伝送部の入射端部は、それぞれ、前記三つ以上の発光側光ファイバーの出射端部に整列されている。前記複数の光伝送部の出射端部は、全体として、前記単一の受光側光ファイバーの入射端部に整列されている。前記複数の光伝送部の前記出射端部は、前記複数の光伝送部の前記入射端部に比べて互いに近接して互いにほぼ平行に配置されている。

本発明によれば、受光側光伝送路の小径化を可能とする光伝送装置が提供される。

本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の分解斜視図である。本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の組立斜視図である。本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の出射側から視た組立図である。本発明の第１の実施の形態の光伝送装置のＡ−Ａ’断面図である。本発明の第２の実施の形態の光伝送装置の分解斜視図である。本発明の第２の実施の形態の光伝送装置の出射側から視た組立図である。本発明の第の実施の形態の光伝送装置のＢ−Ｂ’断面図である。従来の光伝送装置の一例を示している。図８のフェルールを示している。従来の光伝送装置の別の例におけるフェルールの端面を示している。従来の光伝送装置のさらに別の例における発光側伝送路から受光側伝送路への光の伝播を示している。従来の光伝送装置のまたさらに別の例における発光側伝送路から受光側伝送路への光の伝播を示している。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

＜第１の実施形態＞
図１〜図４に本発明の第１の実施の形態を示す。図１は、本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の分解斜視図を示す。図２は、本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の組立斜視図を示す。図３は、本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の出射側から視た組立図を示す。図４は、本発明の第１の実施の形態の光伝送装置のＡ−Ａ’断面図を示す。

（構成）
図１〜図４を参照して、この実施の形態の光伝送装置の構成を説明する。

図１と図２に示すように、光伝送装置１００は、発光側光伝送路部１１０と、受光側光伝送路部１２０と、発光側光伝送路部１１０と受光側光伝送路部１２０を光結合する光路変換部材１３０とを有している。

発光側光伝送路部１１０は、たとえば、三つの発光側光伝送路である発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃを有している。三つの発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは三次元的に配置されている。別の言い方をすれば、三つの発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは同一平面上に位置していない。ここでは、発光側光伝送路部１１０が三つの発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃを有している例を示したが、発光側光伝送路部１１０はそれよりも多くの発光側光ファイバーを有していてもよい。すなわち、発光側光伝送路部１１０は、三次元的に配置された三つ以上の発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃを有している。発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは、たとえば、いずれもコア・クラッド型ファイバーである。コア・クラッド型ファイバーは、光路となるコアと、コアを取り囲むクラッドとから構成され、コアはクラッドよりも高い屈折率を有している。コアに適正に入射した光は、コアとクラッドの界面で全反射を繰り返しながらコア内を伝播する。つまり、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは、それぞれ、そのようなコア１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃと、クラッド１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃとを有している。

受光側光伝送路部１２０は、単一の受光側光伝送路部である受光側光ファイバー１２２を有している。受光側光ファイバー１２２は、たとえば、単ファイバーである。単ファイバーは、単線状の透明体で構成され、この透明体は大気よりも高い屈折率を有している。単ファイバーに適正に入射した光は、単ファイバーの外周面、すなわち透明体と大気の界面で全反射を繰り返しながら単ファイバー内を伝播する。

光路変換部材１３０は、二つのリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂを有している。リジッド光導波路基板１３２Ａは一つの光伝送部１４２Ａを有し、リジッド光導波路基板１３２Ｂは二つの光伝送部１４２Ｂ，１４２Ｃを有している。別の見方をすれば、光路変換部材１３０は複数の光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃを有しており、これら複数の光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃが二つのリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂに分配されている。

リジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂは、光ファイバーと同様の構造をしており、光路（すなわち光伝送部）となるコアと、コアを取り囲むクラッドとから構成され、コアはクラッドよりも高い屈折率を有している。コアに適正に入射した光は、コアとクラッドの界面で全反射を繰り返しながらコア内を伝播する。

光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃは、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃとそれぞれ一対一に光結合する。すなわち、光伝送部１４２Ａは発光側光ファイバー１１２Ａと光結合し、光伝送部１４２Ｂは発光側光ファイバー１１２Ｂと、光伝送部１４２Ｃは発光側光ファイバー１１２Ｃと光結合する。光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃは、それぞれ、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのコア１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃとほぼ等しい屈折率を有している。また光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃは、受光側光ファイバー１２２と共通に光結合する。光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃはいずれも受光側光ファイバー１２２とほぼ等しい屈折率を有している。

続く説明において、光ファイバーおよび光伝送部に関して、光が入射する側の端部を入射端部と呼び、光が出射する側の端部を出射端部と呼ぶ。

発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部はフェルール１１８により互いに近接して互いにほぼ平行に保持されている。フェルール１１８は、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃがそれぞれ挿入される複数の貫通穴を有し、これらの貫通穴に発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部が挿入されることにより、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部を一定の位置関係で保持する。光路変換部材１３０と光結合するフェルール１１８の端面は研磨されていて、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのコア１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃおよびクラッド１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃを露出している。

図２と図３に示されるように、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの入射端部１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃは、それぞれ、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコアに整列されている。すなわち、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの入射端部１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃの端面がそれぞれ発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコアの端面に対向している。光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの入射端部１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃの開口幅は、それぞれ、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコア径以上である。発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコアの端面全体が、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの入射端部１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃの端面にそれぞれ対向している。

また、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃは、全体として、単一の受光側光ファイバー１２２の入射端部に整列されている。すなわち、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃの端面がいずれも受光側光ファイバー１２２の入射端部の端面に対向している。受光側光ファイバー１２２は、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃの外接円の直径以上の外径を有している。受光側光ファイバー１２２は、たとえば、その外接円と同中心に配置されている。

二つのリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂ内に設けられた二つの光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃは、その面内で所望の曲率に湾曲して形成されており、二つのリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂは面接触して互いに隣接して配置されている。光伝送部１４２Ａの出射端部１４６Ａは光伝送部１４２Ａの入射端部１４４Ａに比べて二つのリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂの接触面に近接して配置されている。また、リジッド光導波路基板１３２Ｂに含まれる二つの光伝送部１４２Ｂ，１４２Ｃは、それらの出射端部１４６Ｂ，１４６Ｃがそれらの入射端部１４４Ｂ，１４４Ｃに比べて互いに近接して配置されている。その結果、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃは光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの入射端部１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃに比べて互いに近接して配置されている。さらに、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃは互いにほぼ平行に配置されている。すなわち、出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃはそれらの中心軸が互いにほぼ平行になるように配置されている。

図３の例では、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの入射端部１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃの開口は、それぞれ、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃの開口と同じ大きさである。しかし、入射端部１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃと出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃの開口は同じ大きさである必要はなく、異なる大きさであってもよい。たとえば、別の例では、各光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃの開口は、その光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの入射端部１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃの開口よりも小さい。

図４に示されるように、二つのリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂは接着剤１６２によって互いに固定されている。二つのリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂはまた、接着剤１６２によってフェルール１１８に固定されている。また、二つのリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂは、接着剤１６２によって受光側光ファイバー１２２に固定されている。

発光側光ファイバー１１２Ａのコア１１４Ａと光伝送部１４２Ａの光路間に空気や異なる屈折率の物質が介在しないように、発光側光ファイバー１１２Ａの出射端部のコア１１４Ａと光伝送部１４２Ａの入射端部１４４Ａとの間には屈折率整合部材１５２が配置されている。屈折率整合部材１５２は、発光側光ファイバー１１２Ａのコア１１４Ａおよび光伝送部１４２Ａとほぼ同じ屈折率を有している。屈折率整合部材１５２はたとえばマッチングオイルで構成される。マッチングオイルは、それよりも屈折率が小さい接着剤１６２によって発光側光ファイバー１１２Ａとリジッド光導波路基板１３２Ａの間に封止されている。屈折率整合部材１５２はマッチングオイルに限らない。屈折率整合部材１５２は、発光側光ファイバー１１２Ａのコアおよび光伝送部１４２Ａとほぼ同じ屈折率を有している光学的に透明な物質でありさえすればよく、たとえば接着剤であってもよい。

図４には図示されていないが、発光側光ファイバー１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコア１１４Ｂ，１１４Ｃと光伝送部１４２Ｂ，１４２Ｃの入射端部１４４Ｂ，１４４Ｃとの間にも同様に屈折率整合部材が配置されている。これらの屈折率整合部材は、それぞれ、発光側光ファイバー１１２Ｂ，１１２Ｃのコア１１４Ｂ，１１４Ｃおよび光伝送部１４２Ｂ，１４２Ｃとほぼ同じ屈折率を有している。そのほか屈折率整合部材の詳細は、上述した屈折率整合部材１５２と同様である。

また、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂと受光側光ファイバー１２２の入射端部との間には屈折率整合部材１５４が配置されている。屈折率整合部材１５４は、受光側光ファイバー１２２および光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂとほぼ同じ屈折率を有している。屈折率整合部材１５４はたとえばマッチングオイルで構成される。マッチングオイルは、それよりも屈折率が小さい接着剤１６２によってリジッド光導波路基板１３２Ａ，１３２Ｂと受光側光ファイバー１２２の間に封止されている。屈折率整合部材１５４は屈折率整合部材１５２と同様にマッチングオイルに限らない。屈折率整合部材１５４は、光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂおよび受光側光ファイバー１２２とほぼ同じ屈折率を有している光学的に透明な物質でありさえすればよく、たとえば接着剤であってもよい。

図４には図示されていないが、光伝送部１４２Ｃの出射端部１４６Ｃと受光側光ファイバー１２２の入射端部との間にも屈折率整合部材が配置されている。この屈折率整合部材は、光伝送部１４２Ｃの出射端部１４６Ｃと受光側光ファイバー１２２とほぼ同じ屈折率を有している。そのほか屈折率整合部材の詳細は、上述した屈折率整合部材１５４と同様である。

（作用）
図１〜図４を参照して、この実施の形態の作用を説明する。

たとえば、図２に示されるように、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのコア１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃに、それぞれ、レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣが光結合される。レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、たとえば、それぞれ、図示しない三つの異なるレーザー光源から発せられた互いに異なる波長の可視光である。たとえば、レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、それぞれ、光の三原色であるＲＧＢに対応する波長を有している。

レーザー光ＬＡは、発光側光ファイバー１１２Ａのコア１１４Ａ内を伝播してフェルール１１８に保持された出射端部から出射し、屈折率整合部材１５２を通ってリジッド光導波路基板１３２Ａの光伝送部１４２Ａの入射端部１４４Ａに入射する。その後、レーザー光ＬＡは、光伝送部１４２Ａ内を伝播して出射端部１４６Ａから出射し、屈折率整合部材１５４を通って受光側光ファイバー１２２に入射する。

同様に、レーザー光ＬＢは、発光側光ファイバー１１２Ｂのコア１１４Ｂ内を伝播してフェルール１１８に保持された出射端部から出射し、屈折率整合部材を通ってリジッド光導波路基板１３２Ｂの光伝送部１４２Ｂの入射端部１４４Ｂに入射する。その後、レーザー光ＬＢは、光伝送部１４２Ｂ内を伝播して出射端部１４６Ｂから出射し、屈折率整合部材１５４Ｂを通って受光側光ファイバー１２２に入射する。

また、レーザー光ＬＣは、発光側光ファイバー１１２Ｃのコア１１４Ｃ内を伝播してフェルール１１８に保持された出射端部から出射し、屈折率整合部材を通ってリジッド光導波路基板１３２Ｂの光伝送部１４２Ｃの入射端部１４４Ｃに入射する。その後、レーザー光ＬＣは、光伝送部１４２Ｃ内を伝播して出射端部１４６Ｃから出射し、屈折率整合部材を通って受光側光ファイバー１２２に入射する。

光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃはほぼ平行に配置されているため、レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃから互いにほぼ平行に出射する。また、出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃが互いに近接して配置されているため、出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃを出射したレーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、受光側光ファイバー１２２に互いに近い位置で入射する。受光側光ファイバー１２２に入射したレーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、受光側光ファイバー１２２内で拡散しつつ出射端部へ伝播していく。

（効果）
この実施の形態には、次のような特有の効果がある。

光路変換部材１３０の光伝送部１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃの出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃが互いに近接して配置されているので、受光側光ファイバー１２２に対するレーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣの入射位置が近い。したがって、受光側光伝送路である受光側光ファイバー１２２の小径化が可能である。また、出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃがほぼ平行に配置されているので、レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは出射端部１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃから互いにほぼ平行に出射する。このため、受光側光ファイバー１２２に入射したレーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは早い段階で均一に拡散して混色する。その結果、受光側光ファイバー１２２の光路長が短くてよい。

＜第２の実施形態＞
図５〜図７に本発明の第２の実施の形態を示す。図５は、本発明の第２の実施の形態の光伝送装置の分解斜視図を示す。図６は、本発明の第２の実施の形態の光伝送装置の出射側から視た組立図を示す。図７は、本発明の第の実施の形態の光伝送装置のＢ−Ｂ’断面図を示す。図５〜図７において、図１〜図４に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。

（構成）
図５〜図７を参照して、この実施の形態の光伝送装置の構成を説明する。

図５に示すように、光伝送装置２００は、発光側光伝送路部１１０と、受光側光伝送路部１２０と、発光側光伝送路部１１０と受光側光伝送路部１２０を光結合する光路変換部材２３０とを有している。発光側光伝送路部１１０と受光側光伝送路部１２０は第１の実施の形態で説明した通りである。つまり、第２の実施の形態の光伝送装置２００の構成は、光路変換部材２３０を除いては、第１の実施の形態の光伝送装置１００と同じである。

光路変換部材２３０は、二つのフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂを有している。フレキシブル光導波路基板２３２Ａは一つの光伝送部２４２Ａを有し、フレキシブル光導波路基板２３２Ｂは二つの光伝送部２４２Ｂ，２４２Ｃを有している。別の見方をすれば、光路変換部材２３０は複数の光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃを有しており、これら複数の光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃが二つのフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂに分配されている。

フレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂは可撓性を有しており、比較的自由に曲げることができる。フレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂは、光ファイバーと同様の構造をしており、光路（すなわち光伝送部）となるコアと、コアを取り囲むクラッドとから構成され、コアはクラッドよりも高い屈折率を有している。コアに適正に入射した光は、コアとクラッドの界面で全反射を繰り返しながらコア内を伝播する。

光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃは、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃとそれぞれ一対一に光結合する。すなわち、光伝送部２４２Ａは発光側光ファイバー１１２Ａと光結合し、光伝送部２４２Ｂは発光側光ファイバー１１２Ｂと、光伝送部２４２Ｃは発光側光ファイバー１１２Ｃと光結合する。光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃは、それぞれ、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのコア１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃとほぼ等しい屈折率を有している。また光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃは、受光側光ファイバー１２２と共通に光結合する。光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃはいずれも受光側光ファイバー１２２とほぼ等しい屈折率を有している。

光路変換部材２３０はまた、二つのフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂを保持する保持部材２７０を有している。保持部材２７０は、一対の保持板２７２と、この保持板２７２に固定された複数のピン２７４とを有している。ピン２７４は一対の保持板２７２の間に延びていて、両端が保持板２７２に固定されている。フレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂはピン２７４の間に挿入されて保持されている。

保持部材２７０は、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃが配置されたフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂの入射側端部２３４Ａ，２３４Ｂに比べて、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃが配置されたフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂの出射側端部２３６Ａ，２３６Ｂが互いに近接して配置されるように、フレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂを所望の曲率に湾曲させて保持している。また、フレキシブル光導波路基板２３２Ｂに含まれる二つの光伝送部２４２Ｂ，２４２Ｃはそれらの出射端部２４６Ｂ，２４６Ｃがそれらの入射端部２４４Ｂ，２４４Ｃに比べて互いに近接して配置されている。その結果、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃは光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃに比べて互いに近接して配置されている。さらに、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃは互いにほぼ平行に配置されている。すなわち、出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃはそれらの中心軸が互いにほぼ平行になるように配置されている。

ここでは、保持部材２７０が二つのフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂの両方を湾曲させて保持する例を示したが、保持部材２７０は二つのフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂの一方を湾曲させずに保持してもよい。また、光路変換部材２３０が二つのフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂを有している例を示したが、光路変換部材２３０はそれよりも多くのフレキシブル光導波路基板を有していてもよい。すなわち、保持部材２７０は、フレキシブル光導波路基板の入射側端部に比べてフレキシブル光導波路基板の出射側端部が互いに近接して配置されるように、少なくとも一つのフレキシブル光導波路基板を湾曲させて保持している。

光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃは、それぞれ、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコアに整列されている。すなわち、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃの端面がそれぞれ発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコアの端面に対向している。光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃの開口幅は、それぞれ、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコア径以上である。発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコアの端面全体が、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃの端面にそれぞれ対向している。

また、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃは、全体として、単一の受光側光ファイバー１２２の入射端部に整列されている。すなわち、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの端面がいずれも受光側光ファイバー１２２の入射端部の端面に対向している。受光側光ファイバー１２２は、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの外接円の直径以上の外径を有している。受光側光ファイバー１２２は、たとえば、その外接円と同中心に配置されている。

図６の例では、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃの開口は、それぞれ、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの開口と同じ大きさである。しかし、入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃと出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの開口は同じ大きさである必要はなく、異なる大きさであってもよい。たとえば、別の例では、各光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃの開口は、その光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃの開口よりも小さい。

図７に示されるように、二つのフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂと保持板２７２は、接着剤２６２によってフェルール１１８に固定されている。また二つのフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂは、接着剤２６２によって受光側光ファイバー１２２に固定されている。さらに、図示されていないが、受光側光ファイバー１２２は接着剤によって保持板２７２に固定されている。

発光側光ファイバー１１２Ａのコア１１４Ａと光伝送部２４２Ａの光路間に空気や異なる屈折率の物質が介在しないように、発光側光ファイバー１１２Ａの出射端部のコア１１４Ａと光伝送部２４２Ａの入射端部２４４Ａとの間には屈折率整合部材２５２が配置されている。屈折率整合部材２５２は、発光側光ファイバー１１２Ａのコア１１４Ａおよび光伝送部２４２Ａとほぼ同じ屈折率を有している。屈折率整合部材２５２はたとえばマッチングオイルで構成される。マッチングオイルは、それよりも屈折率が小さい接着剤２６２によって発光側光ファイバー１１２Ａとフレキシブル光導波路基板２３２Ａの間に封止されている。屈折率整合部材２５２はマッチングオイルに限らない。屈折率整合部材２５２は、発光側光ファイバー１１２Ａのコア１１４Ａおよび光伝送部２４２Ａとほぼ同じ屈折率を有している光学的に透明な物質でありさえすればよく、たとえば接着剤であってもよい。

図７には図示されていないが、発光側光ファイバー１１２Ｂ，１１２Ｃの出射端部のコア１１４Ｂ，１１４Ｃと光伝送部２４２Ｂ，２４２Ｃの入射端部２４４Ａ，２４４Ｂとの間にも同様に屈折率整合部材が配置されている。これらの屈折率整合部材は、それぞれ、発光側光ファイバー１１２Ｂ，１１２Ｃのコア１１４Ｂ，１１４Ｃおよび光伝送部２４２Ｂ，２４２Ｃとほぼ同じ屈折率を有している。そのほか屈折率整合部材の詳細は、上述した屈折率整合部材２５２と同様である。

また、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｃと受光側光ファイバー１２２の入射端部との間には屈折率整合部材２５４が配置されている。屈折率整合部材２５４は、受光側光ファイバー１２２および光伝送部２４２Ａ，２４２Ｃとほぼ同じ屈折率を有している。屈折率整合部材２５４はたとえばマッチングオイルで構成される。マッチングオイルは、それよりも屈折率が小さい接着剤２６２によってフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂと受光側光ファイバー１２２の間に封止されている。屈折率整合部材２５４は屈折率整合部材２５２と同様にマッチングオイルに限らない。屈折率整合部材２５４は、光伝送部２４２Ａ，２４２Ｃおよび受光側光ファイバー１２２とほぼ同じ屈折率を有している光学的に透明な物質でありさえすればよく、たとえば接着剤であってもよい。

図７には図示されていないが、光伝送部２４２Ｂの出射端部２４６Ｂと受光側光ファイバー１２２の入射端部との間にも屈折率整合部材が配置されている。この屈折率整合部材は、光伝送部２４２Ｂの出射端部２４６Ｂと受光側光ファイバー１２２とほぼ同じ屈折率を有している。そのほか屈折率整合部材の詳細は、上述した屈折率整合部材２５４と同様である。

（作用）
図５〜図７を参照して、この実施の形態の作用を説明する。

図５に示されるように、発光側光ファイバー１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのコア１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃに、それぞれ、レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣが光結合される。レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、たとえば、それぞれ、図示しない三つの異なるレーザー光源から発せられた互いに異なる波長の可視光である。

レーザー光ＬＡは、発光側光ファイバー１１２Ａのコア１１４Ａ内を伝播してフェルール１１８に保持された出射端部から出射し、屈折率整合部材２５２を通ってフレキシブル光導波路基板２３２Ａの光伝送部２４２Ａの入射端部２４４Ａに入射する。その後、レーザー光ＬＡは、光伝送部２４２Ａ内を伝播して出射端部２４６Ａから出射し、屈折率整合部材２５４を通って受光側光ファイバー１２２に入射する。

同様に、レーザー光ＬＢは、発光側光ファイバー１１２Ｂのコア１１４Ｂ内を伝播してフェルール１１８に保持された出射端部から出射し、屈折率整合部材を通ってフレキシブル光導波路基板２３２Ｂの光伝送部２４２Ｂの入射端部２４４Ｂに入射する。その後、レーザー光ＬＢは、光伝送部２４２Ｂ内を伝播して出射端部２４６Ｂから出射し、屈折率整合部材２５４Ｂを通って受光側光ファイバー１２２に入射する。

また、レーザー光ＬＣは、発光側光ファイバー１１２Ｃのコア１１４Ｃ内を伝播してフェルール１１８に保持された出射端部から出射し、屈折率整合部材を通ってフレキシブル光導波路基板２３２Ｂの光伝送部２４２Ｃの入射端部２４４Ｃに入射する。その後、レーザー光ＬＣは、光伝送部２４２Ｃ内を伝播して出射端部２４６ｂから出射し、屈折率整合部材を通って受光側光ファイバー１２２に入射する。

光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃはほぼ平行に配置されているため、レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃから互いにほぼ平行に出射する。また、出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃが互いに近接して配置されているため、出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃを出射したレーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、受光側光ファイバー１２２に互いに近い位置で入射する。受光側光ファイバー１２２に入射したレーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、受光側光ファイバー１２２内で拡散しつつ出射端部へ伝播していく。

光路変換部材２３０の光伝送部２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃが互いに近接して配置されているので、受光側光ファイバー１２２に対するレーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣの入射位置が近い。したがって、受光側光伝送路である受光側光ファイバー１２２の小径化が可能である。また、出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃがほぼ平行に配置されているので、レーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは出射端部２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃから互いにほぼ平行に出射する。このため、受光側光ファイバー１２２に入射したレーザー光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは早い段階で均一に拡散して混色する。その結果、受光側光ファイバー１２２の光路長が短くてよい。また、フェルール１１８と受光側光ファイバー１２２に固定されたフレキシブル光導波路基板２３２Ａ，２３２Ｂは機械的強度が比較的低いが、フェルール１１８と受光側光ファイバー１２２は保持板２７２にも固定されているので、高い機械的強度を有し得る。

これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。

１００…光伝送装置、１１０…発光側光伝送路部、１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ…発光側光ファイバー、１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ…コア、１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ…クラッド、１１８…フェルール、１２０…受光側光伝送路部、１２２…受光側光ファイバー、１３０…光路変換部材、１３２Ａ，１３２Ｂ…リジッド光導波路基板、１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃ…光伝送部、１４４Ａ，１４４Ｂ，１４４Ｃ…入射端部、１４６Ａ，１４６Ｂ，１４６Ｃ…出射端部、１５２，１５４…屈折率整合部材、１６２…接着剤、２００…光伝送装置、２３０…光路変換部材、２３２Ａ，２３２Ｂ…フレキシブル光導波路基板、２３４Ａ，２３４Ｂ…入射側端部、２３６Ａ，２３６Ｂ…出射側端部、２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃ…光伝送部、２４４Ａ，２４４Ｂ，２４４Ｃ…入射端部、２４６Ａ，２４６Ｂ，２４６Ｃ…出射端部、２５２，２５４…屈折率整合部材、２６２…接着剤、２７０…保持部材、２７２…保持板、２７４…ピン、ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ…レーザー光。

Claims

三次元的に配置された三つ以上の発光側光ファイバーと、
単一の受光側光ファイバーと、
前記発光側光ファイバーと前記受光側光ファイバーを光結合する光路変換部材とを備え、
前記光路変換部材は、前記三つ以上の発光側光ファイバーとそれぞれ一対一に光結合するとともに前記単一の受光側光ファイバーと共通に光結合する複数の光伝送部を有し、前記複数の光伝送部の入射端部は、それぞれ、前記三つ以上の発光側光ファイバーの出射端部に整列され、前記複数の光伝送部の出射端部は、全体として、前記単一の受光側光ファイバーの入射端部に整列され、前記複数の光伝送部の前記出射端部は、前記複数の光伝送部の前記入射端部に比べて互いに近接して互いにほぼ平行に配置されている光伝送装置。
前記光路変換部材は、前記複数の光伝送部が分配された複数のフレキシブル光導波路基板と、前記複数のフレキシブル光導波路基板を保持する保持部材とを有し、
前記保持部材は、前記複数の光伝送部の入射端部が配置された前記フレキシブル光導波路基板の入射側端部に比べて、前記複数の光伝送部の出射端部が配置された前記フレキシブル光導波路基板の出射側端部が互いに近接して配置されるように、少なくとも一つのフレキシブル光導波路基板を湾曲させて保持する請求項１に記載の光伝送装置。
少なくとも一つのフレキシブル光導波路基板は二つ以上の光伝送部を含み、一つのフレキシブル光導波路基板に含まれる二つ以上の光伝送部はそれらの出射端部がそれらの入射端部に比べて互いに近接して配置されている請求項２に記載の光伝送装置。
前記光路変換部材は、前記複数の光伝送部が分配された複数のリジッド光導波路基板を有し、前記複数のリジッド光導波路基板は面接触して互いに隣接して配置され、前記複数の光伝送部の前記出射端部は前記複数の光伝送部の前記入射端部に比べて前記複数のリジッド光導波路基板の接触面に近接して配置されている請求項１に記載の光伝送装置。
少なくとも一つのリジッド光導波路基板は二つ以上の光伝送部を含み、一つのリジッド光導波路基板に含まれる二つ以上の光伝送部はそれらの出射端部がそれらの入射端部に比べて互いに近接して配置されている請求項４に記載の光伝送装置。
前記発光側光ファイバーはいずれもコア・クラッド型ファイバーであり、前記光伝送部の入射端部の開口幅は、それぞれ、対応発光側光ファイバーの出射端部のコア径以上である請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光伝送装置。
各光伝送部の出射端部の開口は、その光伝送部の入射端部の開口よりも小さい請求項６に記載の光伝送装置。
前記発光側光ファイバーの出射端部と前記複数の光伝送部の複数の入射端部との間に、前記発光側光ファイバーおよび前記光伝送部とほぼ同じ屈折率を有している屈折率整合部材が配置され、前記複数の光伝送部の複数の出射端部と前記受光側光ファイバーの入射端部との間に、前記受光側光ファイバーおよび前記光伝送部とほぼ同じ屈折率を有している屈折率整合部材が配置されている、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光伝送装置。
前記保持部材は、保持板と、この保持板に固定された複数のピンとを有し、前記フレキシブル光導波路基板は前記ピンの間に挿入されて保持される請求項２に記載の光伝送装置。