特開 2023-12823 センサー用光部品の製造方法、センサー用光部品、センシングシステムの製造方法およびセンシングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023012823

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】センサー用光部品の製造方法、センサー用光部品、センシングシステムの製造方法およびセンシングシステム

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/42 20060101AFI20230119BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20230119BHJP

【ＦＩ】

G02B6/42

G01N21/84 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021116534

(22)【出願日】2021-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】000002141

【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】寺田 信介

【テーマコード（参考）】

2G051

2H137

【Ｆターム（参考）】

2G051AB03

2G051BB17

2G051CB01

2G051CC17

2H137AA14

2H137AB12

2H137AC05

2H137BA55

2H137BB02

2H137BB12

2H137CC02

2H137CC03

2H137CD33

2H137DA07

2H137DA39

(57)【要約】

【課題】被着体の表面に生じた変化を光強度の変化として捉える光導波路と、光導波路に対する光の入出力を担うモジュールと、の間で、損失の少ない接続状態を容易に確立し得るとともに、被着体に取り付ける作業の作業性が高いセンサー用光部品およびその製造方法、ならびに、かかるセンサー用光部品を備えるセンシングシステムおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のセンサー用光部品の製造方法は、シート状をなす光導波路およびソケットを備え、前記光導波路が被着体に取り付けられた状態で用いられるセンサー用光部品の製造方法であって、治具により、前記光導波路と前記ソケットの位置合わせを行う工程と、前記光導波路と前記ソケットとを接着し、接着体を得る工程と、前記接着体から前記治具を取り除く工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート状をなす光導波路およびソケットを備え、前記光導波路が被着体に取り付けられた状態で用いられるセンサー用光部品の製造方法であって、
治具により、前記光導波路と前記ソケットの位置合わせを行う工程と、
前記光導波路と前記ソケットとを接着し、接着体を得る工程と、
前記接着体から前記治具を取り除く工程と、
を有することを特徴とするセンサー用光部品の製造方法。

【請求項2】

前記光導波路は、前記治具に対する相対位置が規制される第１被規制部を有し、
前記ソケットは、前記治具に対する相対位置が規制される第２被規制部を有する請求項１に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【請求項3】

前記第１被規制部は、前記光導波路を貫通する貫通孔であり、
前記第２被規制部は、前記ソケットの前記光導波路に臨む面に開口する開口部であり、
前記貫通孔の内径と前記開口部の内径とが等しい請求項２に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【請求項4】

前記開口部は、前記ソケットを貫通している請求項３に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【請求項5】

前記治具は、棒状をなす少なくとも２つの挿入部を有し、
前記位置合わせは、前記挿入部を前記貫通孔に挿通し、かつ、前記開口部に挿入する操作である請求項３または４に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【請求項6】

前記治具は、前記挿入部同士を連結する基部を有する請求項５に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【請求項7】

前記光導波路は、
光を伝搬するコア部と、
前記コア部に設けられ、光の進行方向を変換する光路変換部と、
を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【請求項8】

前記光導波路の前記被着体とは反対側の面に、前記ソケットを接着する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【請求項9】

光を伝搬する長尺状のコア部、前記コア部に設けられ、前記コア部を伝搬する光の進行方向を変換する光路変換部、および、前記光路変換部に対応する位置に設けられている少なくとも２つの貫通孔、を有し、シート状をなす光導波路と、
前記光導波路に接着され、前記貫通孔と重なる位置に開口し、内径が前記貫通孔と等しい開口部を有するソケットと、
を備え、
前記光導波路が被着体に取り付けられた状態で用いられることを特徴とするセンサー用光部品。

【請求項10】

シート状をなす光導波路、ソケット、ならびに、発光素子および受光素子を有する光電変換モジュールを備え、前記光導波路が被着体に取り付けられた状態で用いられるセンシングシステムの製造方法であって、
治具により、前記光導波路と前記ソケットの位置合わせを行う工程と、
前記光導波路と前記ソケットとを接着し、接着体を得る工程と、
前記接着体から前記治具を取り除く工程と、
前記ソケットに対する前記光電変換モジュールの装着を行い、前記光導波路と前記光電変換モジュールとを光学的に接続する工程と、
を有することを特徴とするセンシングシステムの製造方法。

【請求項11】

前記治具は、棒状をなす少なくとも２つの挿入部を有し、
前記接着体は、前記光導波路を貫通する貫通孔、および、前記ソケットを貫通する開口部を有し、
前記位置合わせは、前記挿入部を前記貫通孔に挿通し、かつ、前記開口部に挿入する操作であり、
前記光電変換モジュールは、少なくとも２つの突出部を有し、
前記装着は、前記突出部を前記開口部に挿入する操作である請求項１０に記載のセンシングシステムの製造方法。

【請求項12】

請求項９に記載のセンサー用光部品と、
前記ソケットに装着され、前記光導波路と光学的に接続されている発光素子および受光素子を有する光電変換モジュールと、
を備えることを特徴とするセンシングシステム。

【請求項13】

前記開口部は、前記ソケットを貫通しており、
前記光電変換モジュールは、前記開口部に挿入されている突出部を有する請求項１２に記載のセンシングシステム。

【請求項14】

前記ソケットは、凹部を有し、
前記光電変換モジュールは、前記凹部に嵌っている請求項１２に記載のセンシングシステム。

【請求項15】

前記光電変換モジュールは、
前記発光素子を収容する第１筐体と、
前記受光素子を収容する第２筐体と、
を有する請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載のセンシングシステム。

【請求項16】

前記光電変換モジュールは、前記発光素子および前記受光素子の双方を収容する第３筐体を有する請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載のセンシングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサー用光部品の製造方法、センサー用光部品、センシングシステムの製造方法およびセンシングシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ファイバブラッググレーティング（Fiber Bragg Grating : FBG）を用いて被検出箇所の歪みを計測する貼り付け型光ファイバセンサが開示されている。この貼り付け型光ファイバセンサは、ＦＢＧが書き込まれている光ファイバと、光ファイバを支持するフィルムと、光ファイバをフィルムに固着させる樹脂と、を備えた、フィルム状の検出素子である。

【0003】

このような貼り付け型光ファイバセンサを被検出箇所に貼り付け、ＦＢＧ用波長計測装置から光ファイバに光を入力するとともに、ＦＢＧから光が反射する。ＦＢＧ用波長計測装置では、この反射光を検出し、波長変化に基づいて、被検出箇所における歪みの有無を捉える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－２９６１１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の貼り付け型光ファイバセンサは、被検出箇所の歪みの有無を長期にわたって監視する目的で用いられることもある。このような場合、監視の時間間隔が長くなるために、歪みの有無を確認するときのみ、貼り付け型光ファイバセンサにＦＢＧ用波長計測装置を接続する使い方も考えられる。したがって、必要なタイミングで、光ファイバに対して計測装置を簡単に接続できることが好ましい。

【0006】

そこで、光ファイバと計測装置との間は、接続作業が容易で、かつ、接続箇所の損失が少ないことが求められる。しかしながら、接続箇所の損失を少なくするためには、光軸を合わせる作業が伴う。この作業は、難易度が高く、煩雑であるため、作業効率が低いという課題がある。

【0007】

また、光ファイバは、断面が円形をなす線状体であるため、被検出箇所に再現性よく貼り付ける作業の難易度が高い。つまり、光ファイバと被検出箇所との接触状態を均一にすることが難しい。

【0008】

本発明の目的は、被着体の異常を光強度の変化として捉える光導波路と、光導波路に対する光の入出力を担うモジュールと、の間で、損失の少ない接続状態を容易に確立し得るとともに、被着体に取り付ける作業の作業性が高いセンサー用光部品およびその製造方法、ならびに、かかるセンサー用光部品を備えるセンシングシステムおよびその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

このような目的は、下記（１）～（１６）の本発明により達成される。
（１） シート状をなす光導波路およびソケットを備え、前記光導波路が被着体に取り付けられた状態で用いられるセンサー用光部品の製造方法であって、
治具により、前記光導波路と前記ソケットの位置合わせを行う工程と、
前記光導波路と前記ソケットとを接着し、接着体を得る工程と、
前記接着体から前記治具を取り除く工程と、
を有することを特徴とするセンサー用光部品の製造方法。

【0010】

（２） 前記光導波路は、前記治具に対する相対位置が規制される第１被規制部を有し、
前記ソケットは、前記治具に対する相対位置が規制される第２被規制部を有する上記（１）に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【0011】

（３） 前記第１被規制部は、前記光導波路を貫通する貫通孔であり、
前記第２被規制部は、前記ソケットの前記光導波路に臨む面に開口する開口部であり、
前記貫通孔の内径と前記開口部の内径とが等しい上記（２）に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【0012】

（４） 前記開口部は、前記ソケットを貫通している上記（３）に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【0013】

（５） 前記治具は、棒状をなす少なくとも２つの挿入部を有し、
前記位置合わせは、前記挿入部を前記貫通孔に挿通し、かつ、前記開口部に挿入する操作である上記（３）または（４）に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【0014】

（６） 前記治具は、前記挿入部同士を連結する基部を有する上記（５）に記載のセンサー用光部品の製造方法。

【0015】

（７） 前記光導波路は、
光を伝搬するコア部と、
前記コア部に設けられ、光の進行方向を変換する光路変換部と、
を有する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のセンサー用光部品の製造方法。

【0016】

（８） 前記光導波路の前記被着体とは反対側の面に、前記ソケットを接着する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のセンサー用光部品の製造方法。

【0017】

（９） 光を伝搬する長尺状のコア部、前記コア部に設けられ、前記コア部を伝搬する光の進行方向を変換する光路変換部、および、前記光路変換部に対応する位置に設けられている少なくとも２つの貫通孔、を有し、シート状をなす光導波路と、
前記光導波路に接着され、前記貫通孔と重なる位置に開口し、内径が前記貫通孔と等しい開口部を有するソケットと、
を備え、
前記光導波路が被着体に取り付けられた状態で用いられることを特徴とするセンサー用光部品。

【0018】

（１０） シート状をなす光導波路、ソケット、ならびに、発光素子および受光素子を有する光電変換モジュールを備え、前記光導波路が被着体に取り付けられた状態で用いられるセンシングシステムの製造方法であって、
治具により、前記光導波路と前記ソケットの位置合わせを行う工程と、
前記光導波路と前記ソケットとを接着し、接着体を得る工程と、
前記接着体から前記治具を取り除く工程と、
前記ソケットに対する前記光電変換モジュールの装着を行い、前記光導波路と前記光電変換モジュールとを光学的に接続する工程と、
を有することを特徴とするセンシングシステムの製造方法。

【0019】

（１１） 前記治具は、棒状をなす少なくとも２つの挿入部を有し、
前記接着体は、前記光導波路を貫通する貫通孔、および、前記ソケットを貫通する開口部を有し、
前記位置合わせは、前記挿入部を前記貫通孔に挿通し、かつ、前記開口部に挿入する操作であり、
前記光電変換モジュールは、少なくとも２つの突出部を有し、
前記装着は、前記突出部を前記開口部に挿入する操作である上記（１０）に記載のセンシングシステムの製造方法。

【0020】

（１２） 上記（９）に記載のセンサー用光部品と、
前記ソケットに装着され、前記光導波路と光学的に接続されている発光素子および受光素子を有する光電変換モジュールと、
を備えることを特徴とするセンシングシステム。

【0021】

（１３） 前記開口部は、前記ソケットを貫通しており、
前記光電変換モジュールは、前記開口部に挿入されている突出部を有する上記（１２）に記載のセンシングシステム。

【0022】

（１４） 前記ソケットは、凹部を有し、
前記光電変換モジュールは、前記凹部に嵌っている上記（１２）に記載のセンシングシステム。

【0023】

（１５） 前記光電変換モジュールは、
前記発光素子を収容する第１筐体と、
前記受光素子を収容する第２筐体と、
を有する上記（１２）ないし（１４）のいずれかに記載のセンシングシステム。

【0024】

（１６） 前記光電変換モジュールは、前記発光素子および前記受光素子の双方を収容する第３筐体を有する上記（１２）ないし（１４）のいずれかに記載のセンシングシステム。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、治具を用いて光導波路とソケットとを位置合わせすることにより、被着体の異常を光強度の変化として捉える光導波路と、光導波路に対する光の入出力を担うモジュールとを、損失の少ない接続状態で容易に接続することができ、かつ、シート状の光導波路を備えていることにより、被着体に取り付ける作業の作業性が高いセンサー用光部品を効率よく製造することができる。

【0026】

また、本発明によれば、互いに位置合わせされた光導波路およびソケットを備えているため、ソケットを介した光導波路に対するモジュールの装着精度が高く、したがって、モジュールとの間で損失の少ない接続状態を容易に確立可能であり、かつ、被着体に取り付ける作業の作業性が高いセンサー用光部品が得られる。

【0027】

さらに、本発明によれば、上記のようなセンサー用光部品に対してモジュールを装着することにより、ソケットを介して、光導波路とモジュールとの間で損失の少ない接続状態を容易に確立することができ、かつ、被着体に取り付けやすいセンシングシステムを効率よく製造することができる。

【0028】

また、本発明によれば、光導波路とモジュールとの間の損失が少なく、かつ、被着体に対して良好に取り付け可能であるため、被着体の異常を精度よく検出可能なセンシングシステムが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】第１実施形態に係るセンシングシステムの概略を示す分解斜視図である。

【図2】図１に示すセンシングシステムの断面図である。

【図3】図２に示すセンシングシステムの動作を説明する平面図である。

【図4】図２に示すセンシングシステムの動作を説明する平面図である。

【図5】図２の部分拡大図である。

【図6】図５に示す光導波路の部分拡大斜視図である。

【図7】図１に示すセンサー用光部品の製造方法を含む、センシングシステムの製造方法を説明するための斜視図である。

【図8】図１に示すセンサー用光部品の製造方法を含む、センシングシステムの製造方法を説明するための斜視図である。

【図9】図１に示すセンサー用光部品の製造方法を含む、センシングシステムの製造方法を説明するための斜視図である。

【図10】図１に示すセンサー用光部品の製造方法を含む、センシングシステムの製造方法を説明するための斜視図である。

【図11】図１に示すセンサー用光部品の製造方法を含む、センシングシステムの製造方法を説明するための斜視図である。

【図12】図１に示すセンサー用光部品の製造方法を含む、センシングシステムの製造方法を説明するための斜視図である。

【図13】第３実施形態に係るセンサー用光部品および発光モジュールを示す断面図である。

【図14】第３実施形態に係るセンサー用光部品および受光モジュールを示す断面図である。

【図15】第４実施形態に係るセンサー用光部品および発光モジュールを示す断面図である。

【図16】第４実施形態に係るセンサー用光部品および受光モジュールを示す断面図である。

【図17】第５実施形態に係るセンサー用光部品および光電変換モジュールを示す断面図である。

【図18】第６実施形態に係るセンサー用光部品および光電変換モジュールを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明のセンサー用光部品の製造方法、センサー用光部品、センシングシステムの製造方法およびセンシングシステムについて添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0031】

１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係るセンシングシステムについて説明する。

【0032】

図１は、第１実施形態に係るセンシングシステム１００の概略を示す分解斜視図である。図２は、図１に示すセンシングシステム１００の断面図である。図３および図４は、それぞれ、図２に示すセンシングシステム１００の動作を説明する平面図である。

【0033】

なお、各図では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定し、矢印で示している。また、矢印の先端側を「プラス側」といい、基端側を「マイナス側」という。さらに、Ｚ軸を表す矢印の先端側を「上」といい、基端側を「下」という。

【0034】

図１に示すセンシングシステム１００は、センサー用光部品１と、光電変換モジュール５２と、を備える。センサー用光部品１は、図１および図２に示すように、互いに表裏の関係を有する下面（第１面１０９）および上面（第２面１１０）を有する光導波路１０と、第２面１１０に接着されたソケット３０１、３０２と、を備え、第１面１０９を被着体９に取り付けられた状態で用いられる。図１に示す光電変換モジュール５２は、発光モジュール５２ａおよび受光モジュール５２ｂを備える。光電変換モジュール５２は、光導波路１０と光学的に接続され、光信号と電気信号を相互に変換する機能を有する。
以下、センシングシステム１００の各部について詳述する。

【0035】

１．１．センサー用光部品
センサー用光部品１は、図１および図２に示すように、光導波路１０と、ソケット３０１、３０２と、を備える。ソケット３０１、３０２は、光導波路１０の第２面１１０のうち、Ｙ軸方向の両端部に設けられ、光電変換モジュール５２と光導波路１０との光学的接続に介在する。

【0036】

センサー用光部品１は、前述したように、被着体９に取り付けられた状態で使用される。「取り付ける」とは、センサー用光部品１のうち、少なくとも光導波路１０が、被着体９に密着している状態をいう。密着とは、外力を受けて被着体９に押し付けられている状態や、接着力により被着体９に接着している状態等を指す。

【0037】

本実施形態では、図２に示すように、センサー用光部品１が被着体接着層２を介して被着体９に接着されている。これにより、被着体９に生じた変化を、センサー用光部品１を介して検出するセンシングシステム１００が実現される。被着体９に生じた変化としては、例えば、機械的、熱的、化学的な変化が挙げられる。

【0038】

センシングシステム１００では、センサー用光部品１に光を入射し、光導波路１０を伝搬して出射する光の強度の変化に基づいて、被着体９に生じたこれらの変化を検出する。具体的には、センサー用光部品１を被着体９に貼り付けた状態で、図２に示すように、発光モジュール５２ａから光導波路１０に対して入射光Ｌ１を連続的または断続的に入射する。入射光Ｌ１は、図３に示すように、光導波路１０を伝搬し、出射光Ｌ２として受光モジュール５２ｂで受光される。センシングシステム１００では、この出射光Ｌ２の強度をモニターする。

【0039】

入射光Ｌ１を入射している状態で、被着体９の表面に前述した変化、例えば図４に示す亀裂９１が発生すると、それに伴ってセンサー用光部品１が備える光導波路１０の一部も破断し、破断面８が生じる。そうすると、破断面８で入射光Ｌ１が反射し、図４に示す反射光Ｌ３が発生する。この反射光Ｌ３が発生すると、破断面８が生じる前に比べて、出射光Ｌ２の強度が低下する。センシングシステム１００では、この出射光Ｌ２の強度変化を検出することにより、破断面８の発生を検出する。これにより、センシングシステム１００では、亀裂９１の発生を推定することができる。なお、破断に至らなくても、例えば光導波路１０に伸びや曲げ、圧縮が加わっても、反射光Ｌ３や漏れ光が発生するため、出射光Ｌ２の強度が低下する。

【0040】

１．１．１．光導波路
図５は、図２の部分拡大図である。図６は、図５に示す光導波路１０の部分拡大斜視図である。

【0041】

光導波路１０は、図５および図６に示すように、下方から、第１カバー層１８、クラッド層１１、コア層１３、クラッド層１２、および第２カバー層１９がこの順で積層されてなるシート体１６を備える。シート体１６の各層は、Ｘ－Ｙ面と平行に広がっている。コア層１３中には、図６に示すように、Ｙ軸に沿って延在する長尺状のコア部１４と、コア部１４の側面に隣接する側面クラッド部１５と、が形成されている。

【0042】

光導波路１０の平面視形状は、図３に示すように、Ｙ軸と平行な長軸を有する帯状である。この形状は、特に限定されず、正方形、六角形のような多角形、真円、楕円、長円のような円形、その他の形状であってもよい。なお、本明細書において「平面視」とは、Ｚ軸上から見ることをいう。

【0043】

光導波路１０では、図５に示すように、第１カバー層１８の下面、すなわち第１面１０９を接着面として、被着体９の表面に取り付けられる。第１面１０９と被着体９との間には、必要に応じて、図５に示す被着体接着層２を介在させてもよい。これにより、光導波路１０を被着体９に固定することができる。

【0044】

以下、光導波路１０の各部についてさらに詳述する。
コア部１４は、図６に示すように、その側面が、側面クラッド部１５およびクラッド層１１、１２で囲まれている。そして、コア部１４の屈折率は、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。これにより、コア部１４に光を閉じ込めて伝搬させることができる。

【0045】

コア層１３において、コア部１４の光路に直交する面内における屈折率分布は、いかなる分布であってもよく、例えば屈折率が不連続的に変化した、いわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化した、いわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。

【0046】

Ｙ－Ｚ面によるコア部１４の断面形状、つまりコア部１４の横断面形状は、特に限定されないが、例えば、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、その他の異形状が挙げられる。

【0047】

コア層１３の平均厚さは、特に限定されないが、１～２００μｍ程度であるのが好ましく、５～１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０～７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、コア層１３に必要とされる光学的特性および機械的強度が確保される。

【0048】

コア層１３の構成材料（主材料）としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。なお、樹脂材料には、異なる組成のものを組み合わせた複合材料も用いられる。また、本明細書において「主材料」とは、構成材料の５０質量％以上を占める材料のことをいい、好ましくは７０質量％以上を占める材料のことをいう。

【0049】

クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１～２００μｍ程度であるのが好ましく、３～１００μｍ程度であるのがより好ましく、５～６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、クラッド層１１、１２に必要とされる光学的特性および機械的強度が確保される。

【0050】

また、クラッド層１１、１２の主材料は、例えば、前述したコア層１３の構成材料として挙げた材料から適宜選択して用いられる。
なお、クラッド層１１、１２は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。

【0051】

光導波路１０は、クラッド層１１、１２を有しているので、コア部１４とその外部との間で、安定した屈折率差を形成し、維持することができる。このため、コア部１４の伝送効率をより高めることができる。なお、クラッド層１１、１２のいずれか一方または双方は、側面クラッド部１５と一体になっていてもよい。

【0052】

第１カバー層１８は、クラッド層１１の下面に設けられている。第２カバー層１９は、クラッド層１２の上面に設けられている。このような第１カバー層１８および第２カバー層１９を設けることにより、コア層１３やクラッド層１１、１２を保護し、外部環境等に起因したコア部１４の伝送効率の低下を抑制することができる。

【0053】

第１カバー層１８および第２カバー層１９の平均厚さは、特に限定されないが、１～２００μｍ程度であるのが好ましく、３～１００μｍ程度であるのがより好ましく、５～５０μｍ程度であるのがさらに好ましい。

【0054】

第１カバー層１８および第２カバー層１９は、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。例えば、第１カバー層１８および第２カバー層１９は、平均厚さが互いに同じでもよいし、互いに異なっていてもよい。第１カバー層１８および第２カバー層１９の少なくとも一方は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。

【0055】

第１カバー層１８および第２カバー層１９の主材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。

【0056】

このうち、第１カバー層１８および第２カバー層１９の主材料は、それぞれポリイミド系樹脂であるのが好ましい。ポリイミド系樹脂は、弾性率が比較的大きく、熱分解温度も高いことから、外力や外部環境に対する十分な耐久性を有している。

【0057】

なお、第１カバー層１８および第２カバー層１９の構成材料には、必要に応じて、フィラー、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、劣化防止剤、帯電防止剤等が添加されていてもよい。このうち、フィラーを添加することにより、第１カバー層１８および第２カバー層１９の熱膨張係数を調整することができる。

【0058】

また、光導波路１０は、光入射面１４１と、光出射面１４３と、を有する。
光導波路１０には、下面（第１面１０９）に開口する２つの凹部が形成されている。２つの凹部は、光導波路１０のＹ軸方向の両端に形成されている。凹部の内面は、コア部１４の光軸に対して斜めに交差しており、その一部が光入射面１４１および光出射面１４３になっている。

【0059】

光入射面１４１は、ミラーであり、発光モジュール５２ａから射出された入射光Ｌ１の光路を変換し、コア部１４に導く。コア部１４に入射した入射光Ｌ１は、光出射面１４３に向かって伝搬する。光出射面１４３は、ミラーであり、コア部１４を伝搬してきた出射光Ｌ２の光路を変換し、受光モジュール５２ｂに導く。

【0060】

なお、図３に示す光導波路１０の平面視形状では、Ｙ軸方向の両端部の幅が、Ｙ軸方向の中央部の幅よりも広くなっている。これにより、ソケット３０１、３０２の幅が広くても、ソケット３０１、３０２の幅と光導波路１０の幅とを近づけることができる。その結果、ソケット３０１、３０２を光導波路１０に対してより安定的に固定することができる。

【0061】

また、光入射面１４１および光出射面１４３がそれぞれミラーであれば、発光モジュール５２ａおよび受光モジュール５２ｂを光導波路１０の上方に配置することが可能になる。このため、光導波路１０の下面全体が平坦面となる。これにより、センサー用光部品１を被着体９に取り付ける作業が容易になるとともに、被着体９に対する密着性が向上する。その結果、被着体９に生じた変化を検出する感度に優れたセンシングシステム１００を実現することができる。

【0062】

なお、光入射面１４１および光出射面１４３は、上記のようなミラーに限定されず、例えば、屈曲した導波路等で代替されていてもよい。また、光入射面１４１がミラーであって、光出射面１４３がミラー以外のものに代替されていてもよく、反対に、光出射面１４３がミラーであって、光入射面１４１がミラー以外のものに代替されていてもよい。

【0063】

また、光導波路１０は、Ｙ軸マイナス側の端部に設けられた２つの貫通孔１４４、１４４と、Ｙ軸プラス側の端部に設けられた２つの貫通孔１４５、１４５と、を有する。貫通孔１４４、１４５の平面視形状は、特に限定されないが、図３では円形である。貫通孔１４４、１４５は、センサー用光部品１を組み立てるとき、光導波路１０に対するソケット３０１、３０２の位置合わせに用いられる。図３に示す２つの貫通孔１４４、１４４は、光入射面１４１を挟んで互いに対向する位置に配置される。これにより、Ｘ－Ｙ面内において、光導波路１０に対するソケット３０１の位置と姿勢を１つに決めやすくなる。図３に示す２つの貫通孔１４５、１４５も、光出射面１４３を挟んで互いに対向する位置に配置される。これにより、Ｘ－Ｙ面内において、光導波路１０に対するソケット３０２の位置と姿勢を１つに決めやすくなる。

【0064】

１．１．２．ソケット
ソケット３０１、３０２は、図１に示すように、光導波路１０と光電変換モジュール５２との間に設けられている。図１に示すソケット３０１は、枠状をなしており、Ｚ軸に沿って中央部を貫通する窓部３１１と、Ｚ軸に沿って窓部３１１の外側を貫通する２つの開口部３２１、３２１と、を有している。図１に示すソケット３０２は、枠状をなしており、Ｚ軸に沿って中央部を貫通する窓部３１２と、Ｚ軸に沿って窓部３１２の外側を貫通する２つの開口部３２２、３２２と、を有している。

【0065】

窓部３１１は、光入射面１４１に対応する位置に設けられ、窓部３１２は、光出射面１４３に対応する位置に設けられている。これにより、窓部３１１、３１２を介して光導波路１０と光電変換モジュール５２とを光学的に接続することができる。

【0066】

２つの開口部３２１、３２１は、ソケット３０１と発光モジュール５２ａとの位置合わせを容易にする。具体的には、図１に示す発光モジュール５２ａは、下方に向かって突出する２本のピン５３１、５３１を備えている。このピン５３１を開口部３２１に挿入することにより、ソケット３０１に対する発光モジュール５２ａの位置合わせが完了する。これにより、光導波路１０と発光モジュール５２ａとの光結合損失の低減を図ることができる。同様に、図１に示す受光モジュール５２ｂは、下方に向かって突出する２本のピン５３２、５３２を備えている。このピン５３２を開口部３２２に挿入することにより、ソケット３０２に対する受光モジュール５２ｂの位置合わせが完了する。これにより、光導波路１０と受光モジュール５２ｂとの光結合損失の低減を図ることができる。

【0067】

また、ソケット３０１は、発光モジュール５２ａを着脱可能に取り付けられる構造を有していてもよい。これにより、発光モジュール５２ａをソケット３０１に装着したり、取り外したりする作業が容易になる。同様に、ソケット３０２は、受光モジュール５２ｂを着脱可能に取り付けられる構造を有していてもよい。これにより、受光モジュール５２ｂをソケット３０２に装着したり、取り外したりする作業が容易になる。その結果、センサー用光部品１を被着体９に取り付けた状態で、必要なときにのみ、光電変換モジュール５２を装着するという運用が可能になる。これにより、センシングシステム１００のランニングコストの低減を図ることができる。また、故障した光電変換モジュール５２を交換する、複数のセンサー用光部品１間で光電変換モジュール５２を使い回す、といった運用も可能になる。

【0068】

ソケット３０１の厚さｔ１およびソケット３０２の厚さｔ２は、それぞれ、特に限定されないが、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であるのが好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、ソケット３０１、３０２の機械的強度と、位置合わせに必要な厚さの確保と、を両立することができる。

【0069】

２つの開口部３２１、３２１は、光導波路１０が有する２つの貫通孔１４４、１４４と重なる位置に設けられている。２つの開口部３２２、３２２は、光導波路１０が有する２つの貫通孔１４５、１４５と重なる位置に設けられている。これにより、光導波路１０にソケット３０１、３０２を固定するとき、貫通孔１４４から開口部３２１まで連続して挿通可能な治具および貫通孔１４５から開口部３２２まで連続して挿通可能な治具を用いることで、両者の位置合わせを容易に行うことができる。

【0070】

開口部３２１の内径は、貫通孔１４４の内径と等しくなっている。同様に、開口部３２２の内径は、貫通孔１４５の内径と等しくなっている。これにより、治具を用いた位置合わせの精度を十分に高めることができる。その結果、ソケット３０１と光入射面１４１との位置ずれ、および、ソケット３０２と光出射面１４３との位置ずれ、が十分に抑制される。そして、光電変換モジュール５２と光導波路１０との間の、位置ずれに伴う光結合損失を十分に抑制することができる。なお、内径が等しいとは、内径差が１００μｍ以下であることをいう。

【0071】

なお、治具を用いた位置合わせが不要な場合には、開口部３２１、３２２は、ソケット３０１、３０２を貫通していなくてもよい。この場合、開口部３２１、３２２は、上面に開口していればよい。

【0072】

また、開口部３２１の数および開口部３２２の数は、それぞれ、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。この場合、貫通孔１４４、１４５の数やピン５３１、５３２の数も、それぞれ、３つ以上であってもよい。
さらに、ソケット３０１、３０２は、いずれか一方が省略されていてもよい。

【0073】

ソケット３０１、３０２の構成材料としては、例えば、金属材料、セラミックス材料、樹脂材料等が挙げられる。

【0074】

このうち、金属材料としては、例えば、ステンレス鋼、鉄基合金、ニッケル基合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、真ちゅう等が挙げられる。
セラミックス材料としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ等が挙げられる。

【0075】

樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ－（４－メチルペンテン－１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル－スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン－スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とするブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0076】

なお、樹脂材料には、剛性等の観点から、特に、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレートおよびＡＢＳ樹脂からなる群から選択される１種が好ましく用いられる。これらは、比較的剛性が高いため、図１に示すような枠状をなすソケット３０１、３０２の構成材料、または、着脱操作に耐え得る機械的強度を持つソケット３０１、３０２の構成材料として有用である。

【0077】

１．１．３．接着層
光導波路１０と被着体９との間には、被着体接着層２が設けられている。
図２および図５に示す被着体接着層２は、光導波路１０と被着体９との間に介在する。被着体接着層２は、あらかじめ光導波路１０側に設けられていてもよい。すなわち、センサー用光部品１は、第１カバー層１８の下面（第１面１０９）に設けられた、未硬化の被着体接着層２を有していてもよい。これにより、センサー用光部品１を被着体９に取り付ける作業を効率よく行うことができる。

【0078】

被着体接着層２を構成する接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤の他、ポリエステル系、変性オレフィン系の各種ホットメルト接着剤等が挙げられる。

【0079】

未硬化の被着体接着層２は、未硬化の状態が液状であっても、固形または半固形であってもよく、硬化反応が一部進行している状態であってもよい。また、被着体接着層２を構成する接着剤が硬化性材料を含む場合の硬化原理は、熱硬化性であっても、光硬化性であってもよい。さらに、未硬化の被着体接着層２は、第１カバー層１８の下面全体に設けられていてもよいし、一部のみに設けられていてもよい。硬化後の被着体接着層２の厚さは、特に限定されないが、１～１００μｍであるのが好ましく、５～６０μｍであるのがより好ましい。

【0080】

１．２．光電変換モジュール
光電変換モジュール５２は、図２に示すように、発光モジュール５２ａおよび受光モジュール５２ｂを備える。発光モジュール５２ａは、ソケット３０１を介して光導波路１０の光入射面１４１と光学的に接続される。受光モジュール５２ｂは、ソケット３０２を介して光導波路１０の光出射面１４３と光学的に接続される。

【0081】

図２に示す発光モジュール５２ａは、発光素子５２１と、基板５２５と、筐体５２７と、を備える。

【0082】

発光素子５２１は、センサー用光部品１の光導波路１０に入射させるための入射光Ｌ１を射出する。発光素子５２１としては、例えば、半導体レーザー、ガスレーザー、発光ダイオード等が挙げられる。

【0083】

基板５２５は、発光素子５２１および図示しない外部インターフェースを搭載する配線基板である。基板５２５は、図示しない配線を有している。この配線は、発光素子５２１と外部インターフェースとの間を電気的に接続している。

【0084】

発光素子５２１は、基板５２５の下面に搭載されている。これにより、発光素子５２１と光導波路１０とを光学的に接続することができる。

【0085】

筐体５２７は、上記の構造体を収容する。これにより、発光モジュール５２ａの耐候性を高める。

【0086】

図２に示す受光モジュール５２ｂは、受光素子５２２と、アンプ５２３と、ＡＤコンバーター５２４と、基板５２６と、筐体５２８と、を備える。

【0087】

受光素子５２２は、センサー用光部品１の光導波路１０から出射した出射光Ｌ２を受光する。そして、受光素子５２２は、出射光Ｌ２の強度に応じた電流信号等をアンプ５２３に向けて出力する。受光素子５２２としては、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスター等が挙げられる。

【0088】

アンプ５２３は、受光素子５２２から出力された電流信号を、電圧信号に変換する。アンプ５２３としては、例えば、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）等が挙げられる。

【0089】

ＡＤコンバーター５２４は、アンプ５２３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。変換されたデジタル信号は、制御部５４に向けて出力される。

【0090】

基板５２６は、受光素子５２２、アンプ５２３、ＡＤコンバーター５２４および図示しない外部インターフェースを搭載する配線基板である。基板５２６は、図示しない配線を有している。この配線は、受光素子５２２、アンプ５２３、ＡＤコンバーター５２４および外部インターフェースの間を電気的に接続している。

【0091】

受光素子５２２は、基板５２６の下面に搭載されている。これにより、受光素子５２２と光導波路１０とを光学的に接続することができる。

【0092】

筐体５２８は、上記の構造体を収容する。これにより、受光モジュール５２ｂの耐候性を高める。

【0093】

なお、光電変換モジュール５２の電源は、外部電源であっても、内部電源であってもよい。内部電源としては、例えば、一次電池、二次電池が挙げられる。

【0094】

また、図１および図２に示す光電変換モジュール５２では、発光モジュール５２ａと受光モジュール５２ｂとが配線５２９を介して電気的に接続されている。そして、発光モジュール５２ａに必要な電力は、配線５２９を介して受光モジュール５２ｂから送出されている。
なお、光電変換モジュール５２の構成は、上記の構成に限定されない。

【0095】

１．３．制御部
制御部５４は、光電変換モジュール５２と有線または無線により通信可能になっている。制御部５４は、制御信号を出力し、光電変換モジュール５２の動作を制御する。また、制御部５４は、受光モジュール５２ｂから出力された受光信号、具体的にはＡＤコンバーター５２４から出力されたデジタル信号を受信する。制御部５４は、必要に応じて、受光信号を解析し、解析結果を報知したり、解析結果に基づく信号を出力したりする機能を有する。

【0096】

受光信号の解析例として、例えば、出射光Ｌ２の強度変化を検出し、強度変化がしきい値を超えた場合に、被着体９の表面に変化が生じたと推定することが挙げられる。

【0097】

制御部５４は、例えば、内部バスで互いに接続されたプロセッサー、メモリーおよび外部インターフェース等を備えるハードウェアで構成される。メモリーに格納されているプログラムをプロセッサーが実行することにより、制御部５４の機能が実現される。

【0098】

１．４．第１実施形態が奏する効果
以上のように、本実施形態に係るセンサー用光部品１は、光導波路１０と、光導波路１０に接着されたソケット３０１、３０２と、を備え、光導波路１０が被着体９に取り付けられた状態で用いられる。光導波路１０は、光を伝搬する長尺状のコア部１４、光路変換部である光入射面１４１および光出射面１４３、ならびに、少なくとも２つの貫通孔１４４、１４４および少なくとも２つの貫通孔１４５、１４５、を有し、シート状をなしている。光入射面１４１および光出射面１４３は、コア部１４に設けられ、コア部１４を伝搬する光の進行方向を変換する。貫通孔１４４は、光入射面１４１に対応する位置に設けられ、貫通孔１４５は、光出射面１４３に対応する位置に設けられている。ソケット３０１、３０２は、開口部３２１、３２２を有する。開口部３２１、３２２は、貫通孔１４４、１４５と重なる位置に開口し、内径が貫通孔１４４、１４５と等しい。

【0099】

このような構成によれば、開口部３２１、３２２を有するソケット３０１、３０２を用いることで、Ｘ－Ｙ面内での位置と姿勢を１つに決定することができるので、光電変換モジュール５２との位置合わせの精度を容易に高め得るセンサー用光部品１が得られる。また、光導波路１０が、光路変換部である光入射面１４１および光出射面１４３を有しているので、光導波路１０の下面（第１面１０９）を平坦面とすることができる。したがって、被着体９の表面に何らかの変化が生じたとき、それを光強度の変化として捉える光導波路１０と、光導波路１０に対する光の入出力を担う光電変換モジュール５２と、の間で、光結合損失の少ない接続状態を容易に確立し得るとともに、被着体９に取り付ける作業の作業性が高いセンサー用光部品１を実現することができる。また、センサー用光部品１と被着体９との間に隙間が生じにくくなるため、被着体９の表面の変化を検出する感度を高めることができる。

【0100】

さらに、光導波路１０がセンシング部に相当するため、光導波路１０の長さを変えるだけで監視したい被着体９の表面の大きさを変えることができる。このため、センサー用光部品１は、監視対象に応じたセンシング部の最適化を容易に図り得るものとなる。

【0101】

なお、光導波路１０は、必要に応じて、機械的強度を部分的に低下させる構造を有していてもよい。このような構造を設けることにより、被着体９の表面に変化が発生した場合、その構造を起点とした破断面８が発生しやすくなる。つまり、かかる構造は、容易に破壊する易破壊構造であるといえる。このような易破壊構造を設けることにより、破断面８を発生させるのに必要な応力のしきい値を下げることができ、検出感度をより高めることができる。

【0102】

また、本実施形態に係るセンシングシステム１００は、センサー用光部品１と、光電変換モジュール５２と、を備える。光電変換モジュール５２は、ソケット３０１、３０２に装着され、光導波路１０と光学的に接続されている発光素子５２１および受光素子５２２を有する。

【0103】

このようなセンシングシステム１００によれば、センサー用光部品１を被着体９に取り付けるだけで、被着体９の表面の変化を検出することができる。このため、安価で、取り付け作業が容易なセンシングシステム１００を実現することができる。また、センシングシステム１００が備えるセンサー用光部品１と光電変換モジュール５２との間は、位置ずれが抑制され、光結合損失の少ない接続状態が確立されやすい。さらに、センサー用光部品１は、被着体９に取り付ける作業の作業性が高いため、被着体９の表面の変化を検出する感度が高いセンシングシステム１００を実現することができる。

【0104】

また、本実施形態では、開口部３２１、３２２が、ソケット３０１、３０２を貫通している。そして、光電変換モジュール５２は、開口部３２１、３２２に挿入されている突出部であるピン５３１、５３２を有する。

【0105】

このような構成によれば、ピン５３１、５３２を開口部３２１、３２２に差し込むだけで、両者の位置合わせを容易に完了し得るセンシングシステム１００が得られる。かかるセンシングシステム１００は、光電変換モジュール５２の装着が容易であり、光結合損失の少ない接続状態を容易に確立し得るという点で有用である。

【0106】

さらに、本実施形態では、光電変換モジュール５２が、発光素子５２１を収容する筐体５２７（第１筐体）と、受光素子５２２を収容する筐体５２８（第２筐体）と、を有する。

【0107】

このような構成によれば、発光素子５２１および受光素子５２２を互いに離して配置することができる。これにより、長尺の光導波路１０を採用したセンシングシステム１００を実現することができる。このようなセンシングシステム１００では、被着体９の表面の変化を検出可能な範囲を十分に広く確保することができるという点で有用である。

【0108】

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るセンサー用光部品の製造方法およびセンシングシステムの製造方法について説明する。

【0109】

図７ないし図１２は、図１に示すセンサー用光部品の製造方法を含む、センシングシステムの製造方法を説明するための斜視図である。なお、各図において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。なお、各図では、発光モジュール５２ａとセンサー用光部品１との組み立てについて図示し、受光モジュール５２ｂとセンサー用光部品１との組み立てについては図示を省略している。

【0110】

センサー用光部品１の製造方法は、ソケット位置合わせ工程と、ソケット接着工程と、治具除去工程と、を有する。また、センシングシステム１００の製造方法は、さらに、モジュール接続工程を有する。以下、各工程について順次説明する。

【0111】

２．１．ソケット位置合わせ工程
まず、図７に示すように、光導波路１０と治具５６とを組み合わせる。光導波路１０は、図７に示すように、シート状をなしている。治具５６は、基部５６２と、２つの挿入部５６４、５６４と、を有する。基部５６２は、Ｘ－Ｙ面に沿って広がる板状をなしている。挿入部５６４は、基部５６２からＺ軸プラス側に向かって突出する棒状をなしている。なお、治具５６の構造は、これに限定されない。

【0112】

次に、図７に示すように、治具５６が有する２つの挿入部５６４、５６４を、光導波路１０が有する２つの貫通孔１４４、１４４に挿入する。これにより、図８に示すように、治具５６に対して、Ｘ－Ｙ面内における光導波路１０の位置および姿勢が１つに決まる。

【0113】

次に、図９に示すように、光導波路１０の上面（第２面１１０）側から、治具５６の挿入部５６４に対してソケット３０１を組み合わせる。具体的には、図９に示すように、２つの挿入部５６４、５６４を、ソケット３０１が有する２つの開口部３２１、３２１に挿入する。これにより、図１０に示すように、治具５６に対して、Ｘ－Ｙ面内におけるソケット３０１の位置および姿勢が１つに決まる。また、光導波路１０に対してもソケット３０１の位置および姿勢が１つに決まる。その結果、光導波路１０とソケット３０１の位置合わせが完了する。
なお、図示しないが、ソケット３０２についても同様の位置合わせを行う。

【0114】

２．２．ソケット接着工程
次に、光導波路１０に対してソケット３０１を接着する。また、図示しないが、ソケット３０２についても同様に接着する。これにより、接着体が得られる。接着には、前述した各種の接着剤が用いられる。

【0115】

２．３．治具除去工程
次に、図１１に示すように、治具５６を取り外す。接着体を得た後、治具５６を取り除くことにより、治具５６による位置精度が良好に維持される。これにより、図１１に示すように、センサー用光部品１が得られる。

【0116】

２．４．モジュール接続工程
次に、図１２に示すように、ソケット３０１に対して発光モジュール５２ａを組み付ける。これにより、ソケット３０１に対して、Ｘ－Ｙ面内における発光モジュール５２ａの位置および姿勢が１つに決まる。また、光導波路１０に対しても発光モジュール５２ａの位置および姿勢が１つに決まる。

【0117】

なお、図示しないが、ソケット３０２に対する受光モジュール５２ｂの組み付けも同様に行う。以上のようにして、光導波路１０と光電変換モジュール５２とが光学的に接続され、センシングシステム１００が得られる。

【0118】

２．５．第２実施形態が奏する効果
以上のように、本実施形態に係るセンサー用光部品の製造方法は、シート状をなす光導波路１０およびソケット３０１、３０２を備え、光導波路１０が被着体９に取り付けられた状態で用いられるセンサー用光部品１の製造方法であって、ソケット位置合わせ工程と、ソケット接着工程と、治具除去工程と、を有する。ソケット位置合わせ工程では、治具５６により、光導波路１０とソケット３０１、３０２との位置合わせを行う。ソケット接着工程では、光導波路１０とソケット３０１、３０２とを接着し、接着体を得る。治具除去工程では、接着体から治具５６を取り除く。

【0119】

このような構成によれば、内部での損失が少なく、被着体９に取り付ける作業の作業性が高いセンサー用光部品１を、効率よく製造することができる。このようにして製造されたセンサー用光部品１では、被着体９の表面に何らかの変化が生じたとき、それを光強度の変化として捉える光導波路１０と、光導波路１０に対する光の入出力を担う光電変換モジュール５２と、を備え、これらの間で光結合損失の少ない接続状態が確立されている。このため、被着体９の表面に生じる変化を感度よく検出可能なセンシングシステム１００に用いられるセンサー用光部品１を製造することができる。また、シート状をなす光導波路１０を用いることで、センサー用光部品１と被着体９との間に隙間が生じにくくなるため、その観点でも、被着体９の表面の変化を検出する感度を高め得るセンサー用光部品１が得られる。

【0120】

また、光導波路１０は、貫通孔１４４、１４５を有する。貫通孔１４４、１４５は、治具５６に対する相対位置が規制される第１被規制部である。ソケット３０１、３０２は、開口部３２１、３２２を有する。開口部３２１、３２２は、治具５６に対する相対位置が規制される第２被規制部である。

【0121】

このような構成によれば、治具５６と、貫通孔１４４、１４５および開口部３２１、３２２と、の干渉により、光導波路１０とソケット３０１、３０２の位置合わせを容易に行うことができる。

【0122】

なお、第１被規制部は、治具と干渉し得る貫通孔１４４、１４５以外の構造、例えば光導波路１０に形成された切り欠き、突起等であってもよい。また、第２被規制部も、治具と干渉し得る開口部３２１、３２２以外の構造、例えばソケット３０１、３０２に形成された切り欠き、突起等であってもよい。

【0123】

そして、本実施形態では、第１被規制部が、前述したように、光導波路１０を貫通する貫通孔１４４、１４５であり、第２被規制部が、前述したように、ソケット３０１、３０２のうち、光導波路１０に臨む面に開口する開口部３２１、３２２である。そして、貫通孔１４４、１４５の内径と開口部３２１、３２２の内径とが等しくなっている。

【0124】

このような構成によれば、棒状の挿入部５６４、５６４を備える治具５６を用いることで、光導波路１０に対するソケット３０１、３０２の位置合わせを容易かつ正確に行うことができる。

【0125】

なお、開口部３２１、３２２は、ソケット３０１、３０２を貫通していなくてもよいが、貫通しているのが好ましい。これにより、開口部３２１、３２２は、治具５６による位置合わせに用いられるだけでなく、ソケット３０１、３０２に対する光電変換モジュール５２の位置合わせにも利用することができる。その結果、ソケット３０１、３０２を介して、光導波路１０に対する光電変換モジュール５２の位置合わせを精度よく簡単に行うことができる。

【0126】

治具５６は、前述したように、棒状をなす少なくとも２つの挿入部５６４、５６４を有する。前述した光導波路１０とソケット３０１の位置合わせは、挿入部５６４、５６４を光導波路１０の貫通孔１４４、１４４に挿通し、かつ、ソケット３０１の開口部３２１、３２１に挿入する操作である。
このような操作によれば、簡単な操作で位置合わせを効率よく行うことができる。

【0127】

治具５６の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、挿入部５６４同士を連結する基部５６２を有する形状である。このような形状によれば、２本の挿入部５６４、５６４の距離を厳密に制御することができるので、挿入部５６４、５６４を貫通孔１４４、１４４に挿通したり、開口部３２１、３２１に挿入したりする操作を、特に容易に行うことができる。

【0128】

また、光導波路１０は、コア部１４と、光路変換部である光入射面１４１および光出射面１４３と、を有する。コア部１４は、光を伝搬する。光入射面１４１および光出射面１４３は、コア部１４に設けられ、光の進行方向を変換する。

【0129】

このような構成によれば、シート状をなす光導波路１０の上面（第２面１１０）にソケット３０１、３０２を装着するだけで、光の散乱や漏れ等を抑えつつ、光導波路１０と光電変換モジュール５２との光結合が可能になる。これにより、簡単な構造で低コスト化が容易なセンサー用光部品１を実現することができる。

【0130】

また、本実施形態では、光導波路１０の上面（第２面１１０）、すなわち、光導波路１０の被着体９とは反対側の面に、ソケット３０１、３０２を接着する。これにより、光導波路１０の上面（第２面１１０）に光電変換モジュール５２を配置することができる一方、光導波路１０の下面（第１面１０９）は、平坦面となる。このため、センサー用光部品１を被着体９に対して良好に密着させることができる。

【0131】

以上のように、本実施形態に係るセンシングシステムの製造方法は、シート状をなす光導波路１０、ソケット３０１、３０２、ならびに、発光素子５２１および受光素子５２２を有する光電変換モジュール５２を備え、光導波路１０が被着体９に取り付けられた状態で用いられるセンシングシステム１００の製造方法であって、ソケット位置合わせ工程と、ソケット接着工程と、治具除去工程と、モジュール接続工程と、を有する。ソケット位置合わせ工程では、治具５６により、光導波路１０とソケット３０１、３０２との位置合わせを行う。ソケット装着工程では、光導波路１０とソケット３０１、３０２とを接着し、接着体を得る。治具除去工程では、接着体から治具５６を取り除く。モジュール接続工程では、ソケット３０１、３０２に対する光電変換モジュール５２の装着を行い、光導波路１０と光電変換モジュール５２とを光学的に接続する。

【0132】

このような構成によれば、内部での損失が少なく、被着体９に取り付ける作業の作業性が高いセンサー用光部品１を備えるセンシングシステム１００を、効率よく製造することができる。

【0133】

また、治具５６は、前述したように、棒状をなす少なくとも２つの挿入部５６４、５６４を有する。前述した接着体は、光導波路１０を貫通する貫通孔１４４、１４４、および、ソケット３０１を貫通する開口部３２１、３２１を有する。そして、前述した位置合わせは、挿入部５６４、５６４を貫通孔１４４、１４４に挿通し、かつ、開口部３２１、３２１に挿入する操作である。さらに、光電変換モジュール５２は、少なくとも２つの突出部であるピン５３１、５３１を有する。そして、前述した光電変換モジュール５２の装着は、ピン５３１、５３１を開口部３２１、３２１に挿入する操作である。

【0134】

このような構成によれば、治具５６の挿入部５６４を、貫通孔１４４および開口部３２１に差し込むだけで、光導波路１０とソケット３０１との位置合わせが完了し、かつ、開口部３２１に対してピン５３１を差し込むだけで、光電変換モジュール５２の装着が完了する。このため、光導波路１０と光電変換モジュール５２との間で光結合損失の少ない接続状態が確立されたセンシングシステム１００を製造することができる。

【0135】

３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係るセンシングシステムについて説明する。

【0136】

図１３は、第３実施形態に係るセンサー用光部品１Ａおよび発光モジュール５２ａを示す断面図である。図１４は、第３実施形態に係るセンサー用光部品１Ａおよび受光モジュール５２ｂを示す断面図である。

【0137】

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１３および図１４において、第１実施形態と同様の構成については、先に説明したのと同じ符号を付している。

【0138】

前述した第１実施形態では、光電変換モジュール５２が有するピン５３１、５３２をソケット３０１、３０２が有する開口部３２１、３２２に挿入することにより、光電変換モジュール５２とセンサー用光部品１との位置合わせを行う。

【0139】

これに対し、本実施形態では、ピン５３１、５３２を省略している。そして、図１３に示すように、ソケット３０１Ａが有する凹部３３１に対して、発光モジュール５２ａを嵌めている。同様に、図１４に示すように、ソケット３０２Ａが有する凹部３３２に対して、受光モジュール５２ｂを嵌めている。

【0140】

このような構成によれば、発光モジュール５２ａが有する筐体５２７とソケット３０１Ａが有する凹部３３１との嵌め合いにより、ソケット３０１Ａに対する発光モジュール５２ａの位置合わせが可能になる。また、受光モジュール５２ｂが有する筐体５２８とソケット３０２Ａが有する凹部３３２との嵌め合いにより、ソケット３０２Ａに対する受光モジュール５２ｂの位置合わせが可能になる。これにより、嵌め合いという簡単な操作で位置合わせを完了し得るセンシングシステム１００を実現することができる。また、筐体５２７、５２８および凹部３３１、３３２は、双方、視認性が良好であり、互いに位置を合わせやすいという点でも、この操作は有用である。
以上のような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0141】

４．第４実施形態
次に、第４実施形態に係るセンシングシステムについて説明する。

【0142】

図１５は、第４実施形態に係るセンサー用光部品１Ｂおよび発光モジュール５２ａを示す断面図である。図１６は、第４実施形態に係るセンサー用光部品１Ｂおよび受光モジュール５２ｂを示す断面図である。

【0143】

以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１５および図１６において、第３実施形態と同様の構成については、先に説明したのと同じ符号を付している。

【0144】

前述した第３実施形態では、発光モジュール５２ａの外形状とソケット３０１Ａ、３０２Ａが有する凹部３３１、３３２の内形状とを合わせることにより、嵌め合いを可能にしている。

【0145】

これに対し、本実施形態では、第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせている。具体的には、発光モジュール５２ａは、ピン５３１をソケット３０１Ｂの開口部３２１に挿入すること、および、筐体５２７の内形状とソケット３０１Ｂの外形状とを合わせたことによる嵌め合い、を利用して位置合わせがなされている。受光モジュール５２ｂは、ピン５３２をソケット３０２Ｂの開口部３２２に挿入すること、および、筐体５２８の内形状とソケット３０２Ｂの外形状とを合わせたことによる嵌め合い、を利用して位置合わせがなされている。

【0146】

このような構成によれば、ピン５３１、５３２を用いた位置合わせと、嵌め合いを利用した位置合わせと、を併用しているので、位置合わせの精度をより高めることができる。
以上のような第４実施形態においても、第３実施形態と同様の効果が得られる。

【0147】

５．第５実施形態
次に、第５実施形態に係るセンシングシステムについて説明する。

【0148】

図１７は、第５実施形態に係るセンサー用光部品１Ｃおよび光電変換モジュール５２Ｃを示す断面図である。

【0149】

以下、第５実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１７において、第１実施形態と同様の構成については、先に説明したのと同じ符号を付している。

【0150】

前述した第１実施形態では、光電変換モジュール５２が２つの筐体に分かれている。これに対し、本実施形態では、図１７に示すように、光電変換モジュール５２Ｃが１つの筐体５２７Ｃを有しており、その中に発光素子５２１、受光素子５２２および基板５２６Ｃ等が収容されている。つまり、本実施形態に係る光電変換モジュール５２Ｃは、発光素子５２１および受光素子５２２の双方を収容する筐体５２７Ｃ（第３筐体）を有する。

【0151】

このような構成によれば、光電変換モジュール５２Ｃが１つの部材であるため、第１実施形態に比べてコンパクトで組み立てが容易なセンシングシステム１００が得られる。また、光導波路１０の全体が筐体５２７Ｃで覆われるため、センシングシステム１００の信頼性を高めることができる。

【0152】

また、本実施形態に係るセンサー用光部品１Ｃは、第１実施形態に係るセンサー用光部品１が有するソケット３０１、３０２に代えて、ソケット３０３を１つ有している。ソケット３０３は、図１７に示すように、ソケット３０１とソケット３０２とを繋げたような形状を有しており、開口部３２１、３２２を有する。さらに、光電変換モジュール５２Ｃの筐体５２７Ｃの内側面は、ソケット３０３の外側面に嵌るようになっている。これにより、ピン５３１、５３２を開口部３２１、３２２に挿入することによる位置合わせに加え、筐体５２７Ｃとソケット３０３との嵌め合いによる位置合わせを利用することができる。その結果、位置合わせの精度をより高めることができる。
以上のような第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0153】

６．第６実施形態
次に、第６実施形態に係るセンシングシステムについて説明する。

【0154】

図１８は、第６実施形態に係るセンサー用光部品１Ｄおよび光電変換モジュール５２Ｄを示す断面図である。

【0155】

以下、第６実施形態について説明するが、以下の説明では、第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１８において、第６実施形態と同様の構成については、先に説明したのと同じ符号を付している。

【0156】

前述した第５実施形態では、光電変換モジュール５２Ｃが有するピン５３１、５３２をソケット３０３が有する開口部３２１、３２２に挿入することにより、光電変換モジュール５２Ｃとセンサー用光部品１Ｃとの位置合わせを行う。

【0157】

これに対し、本実施形態は、ピン５３１、５３２を省略した光電変換モジュール５２Ｄを備えている。そして、図１８に示すように、ソケット３０４が有する凹部３３４に対して、光電変換モジュール５２Ｄを嵌めている。

【0158】

このような構成によれば、光電変換モジュール５２Ｃが有する筐体５２７Ｃとソケット３０４が有する凹部３３４との嵌め合いにより、ソケット３０４に対する光電変換モジュール５２Ｄの位置合わせが可能になる。これにより、嵌め合いという簡単な操作で位置合わせを完了し得るセンシングシステム１００を実現することができる。また、筐体５２７Ｃおよび凹部３３４は、双方、視認性が良好であり、互いに位置合わせしやすいという点でも、この操作は有用である。
以上のような第６実施形態においても、第５実施形態と同様の効果が得られる。

【0159】

以上、本発明のセンサー用光部品の製造方法、センサー用光部品、センシングシステムの製造方法およびセンシングシステムを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0160】

例えば、本発明のセンサー用光部品およびセンシングシステムは、前記実施形態の各部が同様の機能を有する任意の構成のものに置換されたものであってもよく、前記実施形態に任意の構成物が付加されたものであってもよい。

【0161】

また、本発明のセンサー用光部品は、被着体接着層を覆う保護層をさらに有していてもよい。この保護層は、センサー用光部品を被着体に接着する作業の直前に被着体接着層から剥がされることにより、清浄な接着面を容易に準備することを可能にする。これにより、異物の巻き込みを抑えることができ、より密着性の高い接着を行うことができる。

【0162】

さらに、本発明のセンサー用光部品の製造方法およびセンシングシステムの製造方法は、前記実施形態に任意の目的の工程が付加されたものであってもよい。

【符号の説明】

【0163】

１ センサー用光部品
１Ａ センサー用光部品
１Ｂ センサー用光部品
１Ｃ センサー用光部品
１Ｄ センサー用光部品
２ 被着体接着層
８ 破断面
９ 被着体
１０ 光導波路
１１ クラッド層
１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
１６ シート体
１８ 第１カバー層
１９ 第２カバー層
５２ 光電変換モジュール
５２Ｃ 光電変換モジュール
５２Ｄ 光電変換モジュール
５２ａ 発光モジュール
５２ｂ 受光モジュール
５４ 制御部
５６ 治具
９１ 亀裂
１００ センシングシステム
１０９ 第１面
１１０ 第２面
１４１ 光入射面
１４３ 光出射面
１４４ 貫通孔
１４５ 貫通孔
３０１ ソケット
３０１Ａ ソケット
３０１Ｂ ソケット
３０２ ソケット
３０２Ａ ソケット
３０２Ｂ ソケット
３０３ ソケット
３０４ ソケット
３１１ 窓部
３１２ 窓部
３２１ 開口部
３２２ 開口部
３３１ 凹部
３３２ 凹部
３３４ 凹部
５２１ 発光素子
５２２ 受光素子
５２３ アンプ
５２４ ＡＤコンバーター
５２５ 基板
５２６ 基板
５２６Ｃ 基板
５２７ 筐体
５２７Ｃ 筐体
５２８ 筐体
５２９ 配線
５３１ ピン
５３２ ピン
５６２ 基部
５６４ 挿入部
Ｌ１ 入射光
Ｌ２ 出射光
Ｌ３ 反射光
ｔ１ 厚さ
ｔ２ 厚さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】