JPH085873A - 光機能部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズアレイ３と光学素子８との位置合わせ
を容易に行うことができ工程の簡略化及びコスト低減を
達成することができる光機能部品を提供することを目的
とする。 【構成】 １次元的または２次元的に光ファイバを配列
したファイバアレイ１の端部に取り付けられ、各光ファ
イバの入射または出射光に作用するレンズ４が各光ファ
イバに対応して配列されたレンズアレイ３と、端面９、
及び端面９に対する相対位置が正確に形成された端面７
を有し、端面９がレンズアレイ３に当接した光学プリズ
ム６と、端面７上に配置されたフィルタ８とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズアレイに対して
光学素子を正確に配置するための光機能部品、及び端面
の角度を正確にすることのできる光機能部品の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の光機能部品を示す斜視図
である。光ファイバの配列であるファイバアレイ１の端
部は、ファイバアレイ端部２となっており、ファイバア
レイ端部２にはレンズアレイ３が取り付けられている。
レンズアレイ３内に配列された各レンズ４が各光ファイ
バの入射または出射光に作用し、レンズアレイ３に入射
する平行光を収束させ、またはレンズアレイ３から出射
する光を平行光にする。レンズアレイ３の前方には光学
素子５が配置されており、レンズ４の入射または出射光
に作用する。光学素子５は、例えば、特定の波長を選択
的に反射または透過させる多層膜光学フィルタであり、
レンズアレイ３からの出射光またはレンズアレイ３への
入射光を波長によって合分波する機能を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、レンズアレイ
３の各レンズ４から出射した光が光学素子５に正確な角
度で入射し、または光学素子５で反射した光が正確な角
度で各レンズ４に入射するためには、レンズアレイ４の
光軸に対する光学素子５の相対角度が正確に保たれてい
る必要がある。

【０００４】ところが、図５に示した従来の場合におい
ては、何らかの測定手段を用いてレンズ４の光軸を測定
し、この光軸に対する光学素子５の表面の角度を正確に
決定しなければならなかった。この作業は、技術的には
可能であるが、非常に複雑で高コストの作業になる。

【０００５】そこで、本発明の目的は、レンズアレイと
光学素子との位置合わせを容易に行うことができ工程の
簡略化及びコスト低減を達成することができる光機能部
品を提供し、さらにこの光機能部品を精度良く製造する
ことのできる製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、１次元的または２次元的に
光ファイバを配列したファイバアレイの端部に取り付け
られ、各光ファイバの入射または出射光に作用するレン
ズが各光ファイバに対応して配列されたレンズアレイ
と、第１の端面、及び第１の端面に対して正確な相対位
置に形成された第２の端面を有し、第１の端面がレンズ
アレイに当接した光学プリズムと、第２の端面上に配置
された光学素子とを備えている。

【０００７】また、請求項２に係る発明は、１次元的ま
たは２次元的に光ファイバを配列した第１のファイバア
レイの端部に取り付けられ、各光ファイバの入射または
出射光に作用するレンズが各光ファイバに対応して配列
された第１のレンズアレイと、第１の端面、及び第１の
端面に対して正確な相対位置に形成された第２の端面を
有し、第１の端面が第１のレンズアレイに当接した第１
の光学プリズムと、第２の端面上に配置された光学素子
と、光学素子に当接する第１の端面、及び第１の端面に
対して正確な相対位置に形成された第２の端面を有する
第２の光学プリズムと、第２の光学プリズムの第２の端
面に当接し、１次元的または２次元的に光ファイバを配
列したファイバアレイの端部に取り付けられ、各光ファ
イバの入射または出射光に作用するレンズが各光ファイ
バに対応して配列された第２のレンズアレイとを備えて
いる。

【０００８】請求項３に係る発明は、第１の側面、及び
第１の側面に平行でない第２の側面を有する角柱状をな
した光学プリズム用の素材を製作するステップと、第１
の側面及び第２の側面の両方に垂直な２つの切断面によ
って素材を切断することにより、第１の光学プリズムを
製作するステップと、第１の側面及び第２の側面の両方
に垂直な２つの切断面によって、第１の光学プリズムを
製作したのと同一の素材を切断することにより、第２の
光学プリズムを製作するステップと、第１の光学プリズ
ムにおける第１の側面に平面状の光学素子を形成するス
テップと、光学素子を挟み、第１の光学プリズムにおけ
る切断面と第２の光学プリズムにおける切断面とが平行
になった状態で、第２の光学プリズムにおける第１の側
面を第１の光学プリズムにおける第１の側面に固着する
ことにより、第１の光学プリズムにおける第２の側面と
第２の光学プリズムにおける第２の側面とを平行にする
ステップとを備えている。

【０００９】さらに、請求項４に係る発明は、第１の側
面、及び第１の側面に平行でない第２の側面を有する角
柱状をなした光学プリズム用の素材を製作するステップ
と、第１の側面及び第２の側面の両方に垂直な２つの切
断面によって素材を切断することにより、第１の光学プ
リズムを製作するステップと、第１の側面及び第２の側
面の両方に垂直な２つの切断面によって、第１の光学プ
リズムを製作したのと同一の素材を切断することによ
り、第２の光学プリズムを製作するステップと、第１の
光学プリズムにおける第１の側面に平面状の光学素子を
形成するステップと、光学素子を挟み、第１の光学プリ
ズムにおける切断面と第２の光学プリズムにおける切断
面とが平行になった状態で、第２の光学プリズムにおけ
る第１の側面を第１の光学プリズムにおける第１の側面
に固着することにより、第１の光学プリズムにおける第
２の側面と第２の光学プリズムにおける第２の側面とが
なす角度を、素材における第１の側面と素材における第
２の側面とがなす角度の２倍にするステップとを備えて
いる。

【００１０】

【作用】本発明においては、一方の端面上に光学素子が
設けられた光学プリズムの他方の端面をレンズアレイに
当接することにより、レンズアレイに対する光学素子の
相対位置を正確に保持することができる。

【００１１】また、同一の素材から第１のプリズム及び
第２のプリズムを製作し、これらを組み合わせることに
より、端面に対する光学素子の相対位置あるいは端面間
の角度が正確にされた光機能部品を製造することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。

【００１３】図１は、本発明に従って構成された光機能
部品の構成を示す図であり、図１(ａ) は光機能部品に
使用される光学プリズム６の斜視図、図１( ｂ) 、(
ｃ) は光機能部品の製造工程の説明図である。

【００１４】図１( ｂ) 、( ｃ) において、複数の光フ
ァイバが一列にすなわち１次元的に配列されてファイバ
アレイ１となっている。ファイバアレイ１の端部は、フ
ァイバアレイ端部２となっており、さらにファイバアレ
イ端部２にはレンズアレイ３が取り付けられている。レ
ンズアレイ３内には、ファイバアレイ１の光ファイバに
対応してレンズ４（図６参照）が配列されている。この
光ファイバの配列ピッチとレンズ４の配列ピッチとは同
一であることが好ましい。レンズ４はセルフォックレン
ズ等であり、ファイバアレイ１から出射する光を平行光
にし、または平行光を収束してファイバアレイ１に入射
させる。光ファイバを伝達する光の向きはどちらでもよ
く、あるいは時間によって向きが逆になる場合でもよ
い。

【００１５】図１( ａ) において、光学プリズム６は底
面が台形の四角柱形状をなしている。すなわち、台形の
２つの底面は平行であって、４つの側面はこれら底面に
垂直になっている。このうちの１つの側面である斜面７
上に光学素子であるフィルタ８が形成されている。フィ
ルタ８は、例えば特定の波長の光を選択的に反射または
透過させる多層膜光学フィルタである。

【００１６】図１( ｂ) に示すように、斜面７と、４つ
の側面のうちの１つである端面９とは角度θをなしてい
るとする。この場合に、光学プリズム６の端面９を、図
１(ｃ) に示すようにレンズアレイ３の端面１０に当接
すれば、斜面７上に形成されたフィルタ８とレンズアレ
イ３の端面１０との間の角度を容易にθに一致させるこ
とができる。このように、フィルタ８を設けた光学プリ
ズム６をレンズアレイ３に取り付けることによって、レ
ンズアレイ３の端面１０に対するフィルタ８の表面の角
度を容易にθに合わせることができる。

【００１７】また、図１( ｂ) 中に示すように、光学プ
リズム６において端面９と斜面７との間隔ｄを正確に加
工しておけば、レンズアレイ３の端面１０とフィルタ８
との間隔を正確に出すことが可能である。

【００１８】次に、図２は２つのレンズアレイ３₁ 、３
₂ 間においてフィルタ８を正確に位置合わせする実施例
を示す側面図である。この実施例においては、図１の光
学プリズム６と同様にフィルタ８が設けられた光学プリ
ズム６₁ の他に、フィルタ８が設けられていない光学プ
リズム６₂ を用いている。フィルタ８を挟んだ状態で光
学プリズム６₂ を光学プリズム６₁ に固着し、光学プリ
ズム６₁ 、６₂ の端面９₁ 、９₂ をそれぞれレンズアレ
イ３₁ 、３₂ の端面１０₁ 、１０₂ に固着することによ
り、図２( ｂ) に示すようにレンズアレイ３₁ 、３₂ 間
にフィルタ８を介在させることができる。

【００１９】このとき、光学プリズム６₁ において端面
９₁ に対する斜面７₁ の角度が正確に加工され、光学プ
リズム６₂ において端面９₂ に対する斜面７₂ の角度が
正確に加工されていれば、レンズアレイ３₁ 、３₂ に対
するフィルタ８の角度、及びレンズアレイ３₁ 、３₂ の
間の角度を正確にすることができる。

【００２０】さらに、光学プリズム６₁ において端面９
₁ から斜面７₁ までの距離が正確に出され、光学プリズ
ム６₂ において端面９₂ から斜面７₂ までの距離が正確
に出されていれば、レンズアレイ３₁ 、３₂ に対するフ
ィルタ８の距離、及びレンズアレイ３₁ 、３₂ の間隔を
正確に出すことができる。

【００２１】次に、図３は３つのレンズアレイ３₁ 、３
₂ 、３₃ 間においてフィルタ８を正確に位置合わせする
実施例を示す側面図である。符号１₃ 〜３₃ で示す構成
要素はそれぞれ符号１₁ 〜１₃ で示す構成要素と同様の
ものである。この実施例においては、図２の場合と同様
に光学プリズム６₁ の他に光学プリズム６₂ を用いてい
るが、両者は図３( ｂ) に示すように端面９₁ と端面９
₂ とが平行でない状態で固着される。また、レンズアレ
イ３₁ の光軸と同軸にレンズアレイ３₃ が配置される。
従って、図３( ｂ) に示すようにレンズアレイ３₁ 、３
₂ 、３₃ 間にフィルタ８を介在させることができる。

【００２２】レンズアレイ３₃ と光学プリズム６₂ との
間には、光学プリズム６₂ と同じ屈折率を有するシリコ
ンオイル（図示せず）等が充填されている。このため、
レンズアレイ３₃ から出射した光は、光学プリズム６₂
の表面を通過するときに光路を曲げられることはなくフ
ィルタ８に到達する。従って、フィルタ８を透過する波
長の光はレンズアレイ３₁ に、光軸が合った状態で真っ
直ぐに入射することができる。また、フィルタ８で反射
する波長の光はレンズアレイ３₂ に入射する。

【００２３】このとき、光学プリズム６₁ において端面
９₁ に対する斜面７₁ の角度が正確に加工され、光学プ
リズム６₂ において端面９₂ に対する斜面７₂ の角度が
正確に加工されていれば、レンズアレイ３₁ 、３₂ 、３
₃ に対するフィルタ８の角度、及びレンズアレイ３₁ 、
３₂ 、３₃ の相互間の角度を正確にすることができる。

【００２４】さらに、光学プリズム６₁ において端面９
₁ から斜面７₁ までの距離が正確に出され、光学プリズ
ム６₂ において端面９₂ から斜面７₂ までの距離が正確
に出されていれば、レンズアレイ３₁ 、３₂ 、３₃ に対
するフィルタ８の距離、及びレンズアレイ３₁ 、３₂ 、
３₃ の相互の間隔を正確に出すことができる。

【００２５】ところで、図４( ｂ) に示すようにレンズ
アレイ３₁ 、３₂ 、３₃ 間にフィルタ８を配置するため
には、フィルタ８を挟む光学プリズムのうちの一方の光
学プリズム１１の形状は図４( ａ) に示すようになる。
この形状は複雑であり製造コストがかかる。

【００２６】これを回避するためには、フィルタ８を保
持する光学プリズムを以下のように製造すればよい。す
なわち、まず図５( ａ) に示すような光学プリズム用の
素材１２を製作する。図５( ｂ) は素材１２をＡ方向か
ら見たところを示す図である。素材１２は、４つの側面
のうちの２つ、すなわち側面１３、１４が平行でない角
柱状をなしている。側面１３と側面１４とのなす角度を
θとし（図５( ｂ) 参照）、この角度θを正確に加工し
ておく。

【００２７】次に、側面１３及び側面１４の両方に垂直
（すなわち素材１２の長手方向に垂直）な２つの切断面
１５、１６によって素材１２を切断することにより、光
学プリズム１７を製作する。図５( ａ) においては、光
学プリズム１７を斜線で示す。同様に、側面１３及び側
面１４の両方に垂直な２つの切断面１６、１９によっ
て、光学プリズム１７を製作したのと同一の素材１２を
切断することにより、光学プリズム１８を製作する。切
断面１５、１６、１９は互いに平行になることになる。
そして、光学プリズム１７における側面１３、すなわち
光学プリズム１７の斜めになった面上に平面状の光学素
子、例えば多層膜のフィルタ２０を形成する。光学プリ
ズム１８上には光学素子は設けない。

【００２８】光学プリズム１７、１８をフィルタ２０を
挟んだ状態で図５( ｃ) のように固着すれば、より詳細
にいうと、光学プリズム１７における切断面１５、１６
と光学プリズム１８における切断面１６、１９とが平行
になった状態で、光学プリズム１８における側面１３を
光学プリズム１７における側面１３に固着すれば、光学
プリズム１７における側面１４と光学プリズム１８にお
ける側面１４とを平行にすることができる。

【００２９】この際、光学プリズム１７、１８は同一の
素材１２から製作されるため、光学プリズム１７におけ
る側面１３と側面１４とのなす角度と、光学プリズム１
８における側面１３と側面１４とのなす角度とは、高い
精度で一致する。このため、光学プリズム１７、１８を
接合した図５( ｃ) の光機能部品においては、端面２１
と端面２２とは高い精度で平行になる。

【００３０】また、光学プリズム１７、１８をフィルタ
２０を挟んだ状態で図５( ｄ) のように固着すれば、よ
り詳細にいうと、光学プリズム１７における切断面１
５、１６と光学プリズム１８における切断面１６、１９
とが平行になった状態で、光学プリズム１８における側
面１３を光学プリズム１７における側面１３に固着すれ
ば、光学プリズム１７における側面１４と光学プリズム
１８における側面１４とがなす角度を、素材１２におけ
る側面１３と側面１４とがなす角度θの２倍にすること
ができる。

【００３１】この際、光学プリズム１７、１８は同一の
素材１２から製作されるため、光学プリズム１７におけ
る側面１３と側面１４とのなす角度と、光学プリズム１
８における側面１３と側面１４とのなす角度とは、高い
精度で一致する。このため、光学プリズム１７、１８を
接合した図５( ｄ) の光機能部品においては、フィルタ
２０が配置される面の端面２３からの角度（端面２４か
らの角度も同様）は、端面２３と端面２４とのなす角度
に対して、高い精度で２分の１になる。

【００３２】このように製造された光機能部品を図３(
ｂ) のように用いれば、レンズアレイ３₃ から出射しフ
ィルタ８で反射する波長の光を、レンズアレイ３₂ に対
して高い精度で真っ直ぐに入射させることができる。

【００３３】なお、上記説明では、複数の光ファイバが
一列にすなわち１次元的に配列されてファイバアレイ１
等を構成しているとしたが、複数の光ファイバが束ねら
れてすなわち２次元的に配列されてファイバアレイ１と
なっているとしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の光機能部品によ
れば、レンズアレイに対する光学素子の相対的な角度及
び距離、あるいは、各レンズアレイ間の角度及び間隔を
正確にすることができる。

【００３５】また、本発明の光機能部品の製造方法によ
れば、２つの端面が互いに高い精度で平行になり、ある
いは、光学素子が配置される面の端面からの角度が、２
つの端面がなす角度に対して、高い精度で２分の１にな
る光機能部品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】( ａ) は本発明に従って構成された光機能部品
に用いられる光学プリズムを示す斜視図、( ｂ) 及び(
ｃ) はこの光機能部品を製作する工程を示す側面図であ
る。

【図２】本発明に従って構成された光機能部品の別の実
施例を示す側面図である。

【図３】本発明に従って構成された光機能部品のさらに
別の実施例を示す側面図である。

【図４】複雑な形状で製造コストがかかる光学プリズム
を用いた光機能部品を示す側面図である。

【図５】本発明による光機能部品の製造方法を示す説明
図である。

【図６】従来の光機能部品を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、１₁ 、１₂ 、１₃ …ファイバアレイ、２、２₁ 、２
₂ 、２₃ …ファイバアレイ端部、３、３₁ 、３₂ 、３₃
…レンズアレイ、４…レンズ、６、６₁ 、６₂、１７、
１８…光学プリズム、８、２０…フィルタ（光学素
子）、１２…素材、１５、１６、１９…切断面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山西 徹 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 谷藤 忠敏 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次元的または２次元的に光ファイバを
   配列したファイバアレイの端部に取り付けられ、各前記
   光ファイバの入射または出射光に作用するレンズが前記
   各光ファイバに対応して配列されたレンズアレイと、 第１の端面、及び前記第１の端面に対して正確な相対位
   置に形成された第２の端面を有し、前記第１の端面が前
   記レンズアレイに当接した光学プリズムと、 前記第２の端面上に配置された光学素子と、を備えた光
   機能部品。
2. 【請求項２】 １次元的または２次元的に光ファイバを
   配列した第１のファイバアレイの端部に取り付けられ、
   各前記光ファイバの入射または出射光に作用するレンズ
   が前記各光ファイバに対応して配列された第１のレンズ
   アレイと、 第１の端面、及び前記第１の端面に対して正確な相対位
   置に形成された第２の端面を有し、前記第１の端面が前
   記第１のレンズアレイに当接した第１の光学プリズム
   と、 前記第２の端面上に配置された光学素子と、 前記光学素子に当接する第１の端面、及びこの第１の端
   面に対して正確な相対位置に形成された第２の端面を有
   する第２の光学プリズムと、 前記第２の光学プリズムの前記第２の端面に当接し、１
   次元的または２次元的に光ファイバを配列したファイバ
   アレイの端部に取り付けられ、各前記光ファイバの入射
   または出射光に作用するレンズが前記各光ファイバに対
   応して配列された第２のレンズアレイと、を備えた光機
   能部品。
3. 【請求項３】 第１の側面、及び前記第１の側面に平行
   でない第２の側面を有する角柱状をなした光学プリズム
   用の素材を製作するステップと、 前記第１の側面及び前記第２の側面の両方に垂直な２つ
   の切断面によって前記素材を切断することにより、第１
   の光学プリズムを製作するステップと、 前記第１の側面及び前記第２の側面の両方に垂直な２つ
   の切断面によって、前記第１の光学プリズムを製作した
   のと同一の素材を切断することにより、第２の光学プリ
   ズムを製作するステップと、 前記第１の光学プリズムにおける前記第１の側面に平面
   状の光学素子を形成するステップと、 前記光学素子を挟み、前記第１の光学プリズムにおける
   前記切断面と前記第２の光学プリズムにおける前記切断
   面とが平行になった状態で、前記第２の光学プリズムに
   おける前記第１の側面を前記第１の光学プリズムにおけ
   る前記第１の側面に固着することにより、前記第１の光
   学プリズムにおける前記第２の側面と前記第２の光学プ
   リズムにおける前記第２の側面とを平行にするステップ
   と、を備えた光機能部品の製造方法。
4. 【請求項４】 第１の側面、及び前記第１の側面に平行
   でない第２の側面を有する角柱状をなした光学プリズム
   用の素材を製作するステップと、 前記第１の側面及び前記第２の側面の両方に垂直な２つ
   の切断面によって前記素材を切断することにより、第１
   の光学プリズムを製作するステップと、 前記第１の側面及び前記第２の側面の両方に垂直な２つ
   の切断面によって、前記第１の光学プリズムを製作した
   のと同一の素材を切断することにより、第２の光学プリ
   ズムを製作するステップと、 前記第１の光学プリズムにおける前記第１の側面に平面
   状の光学素子を形成するステップと、 前記光学素子を挟み、前記第１の光学プリズムにおける
   前記切断面と前記第２の光学プリズムにおける前記切断
   面とが平行になった状態で、前記第２の光学プリズムに
   おける前記第１の側面を前記第１の光学プリズムにおけ
   る前記第１の側面に固着することにより、前記第１の光
   学プリズムにおける前記第２の側面と前記第２の光学プ
   リズムにおける前記第２の側面とがなす角度を、前記素
   材における前記第１の側面と前記素材における前記第２
   の側面とがなす角度の２倍にするステップと、を備えた
   光機能部品の製造方法。