特開 2025-14398 光ファイバアレイ

(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】P2025014398

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】光ファイバアレイ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/24 20060101AFI20250123BHJP

   G02B 6/26 20060101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

G02B6/24

G02B6/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116917

(22)【出願日】2023-07-18

(71)【出願人】

【識別番号】392017004

【氏名又は名称】湖北工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 潤

(72)【発明者】

【氏名】林 隆司

(72)【発明者】

【氏名】播磨 和久

【テーマコード（参考）】

2H036

2H137

【Ｆターム（参考）】

2H036JA01

2H036LA02

2H036LA03

2H036LA05

2H036LA07

2H036LA08

2H137AB15

2H137BA16

2H137CA12A

2H137CA13A

2H137CA25A

2H137CA26A

2H137CA74

2H137CA77

2H137CC02

2H137CC03

2H137DB08

2H137EA02

2H137HA01

(57)【要約】

【課題】 位置決め用の専用部材を導入することなく光ファイバの位置ずれを抑制するとともに、比較的に少ない工数で光ファイバを精度よく配列する。
【解決手段】 光ファイバアレイ１０は、第１面２０ａを有する第１基板２０と第２面３０ａを有する第２基板３０と複数の光ファイバ４０を備える。第１面には所定方向に延びる複数の第１凹部２２が設けられており、隣接する第１凹部の間には第１凸部２１が設けられている。第２面には上記方向に延びる複数の第２凸部３１が設けられており、隣接する第２凸部の間には第２凹部３２が設けられている。第１凸部は対応する第２凹部と対向しており、第１凸部の端部は第２凹部内に位置している。第２凸部は対応する第１凹部と対向しており、第２凸部の端部は第１凹部内に位置している。光ファイバは、対向する第１凸部と第２凹部との間、及び、対向する第２凸部と第１凹部との間で挟持されている。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面を有する第１基板と、
前記第１面と対向する第２面を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板とにより挟持される複数の光ファイバと、
を備え、
前記第１面には所定方向に延びる複数の第１凹部が所定の間隔で設けられており、隣接する２つの前記第１凹部の間には前記所定方向に延びる第１凸部が設けられており、
前記第２面には前記所定方向に延びる複数の第２凸部が前記所定の間隔で設けられており、隣接する２つの前記第２凸部の間には前記所定方向に延びる第２凹部が設けられており、
各前記第１凸部は、対応する前記第２凹部と対向しており、且つ、各前記第１凸部の少なくとも一部は、対応する前記第２凹部内に位置しており、
各前記第２凸部は、対応する前記第１凹部と対向しており、且つ、各前記第２凸部の少なくとも一部は、対応する前記第１凹部内に位置しており、
各前記光ファイバは、対向する前記第１凸部と前記第２凹部との間、及び、対向する前記第２凸部と前記第１凹部との間で挟持されている、
光ファイバアレイ。

【請求項2】

請求項１に記載の光ファイバアレイにおいて、
各前記第１凸部の天面である第１天面と、対応する前記第２凹部の底面である第２底面と、の少なくとも一方は、対応する前記光ファイバを位置決めするための位置決め面を含み、
各前記第２凸部の天面である第２天面と、対応する前記第１凹部の底面である第１底面と、の少なくとも一方は前記位置決め面を含む、
光ファイバアレイ。

【請求項3】

請求項２に記載の光ファイバアレイにおいて、
各前記第１天面と、対応する前記第２底面と、の一方は前記位置決め面を含み、各前記第１天面と、対応する前記第２底面と、の他方は、対応する前記光ファイバと前記所定方向の少なくとも一部において線接触可能な接触面を含み、
各前記第２天面と、対応する前記第１底面と、の一方は前記位置決め面を含み、各前記第２天面と、対応する前記第１底面と、の他方は前記接触面を含む、
光ファイバアレイ。

【請求項4】

請求項２に記載の光ファイバアレイにおいて、
前記位置決め面は、縦方向に深くなるにつれて横方向の幅が狭くなる一対の傾斜面を含む面、又は、前記光ファイバの外周と実質的に同一の曲率を有する曲面である、
光ファイバアレイ。

【請求項5】

請求項３に記載の光ファイバアレイにおいて、
前記位置決め面は、縦方向に深くなるにつれて横方向の幅が狭くなる一対の傾斜面を含む面、又は、前記光ファイバの外周と実質的に同一の曲率を有する曲面である、
光ファイバアレイ。

【請求項6】

請求項１に記載の光ファイバアレイにおいて、
各前記第１凸部又は各前記第２凸部の少なくとも一方は、各前記第１天面の横方向における一部から対応する前記第２凹部内に突出している第１突出部、又は、各前記第２天面の横方向における一部から対応する前記第１凹部内に突出している第２突出部を有し、
各前記第１凸部が前記第１突出部を有する場合、対応する前記光ファイバは前記第１突出部の側面に接触しており、
各前記第２凸部が前記第２突出部を有する場合、対応する前記光ファイバは前記第２突出部の側面に接触している、
光ファイバアレイ。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の光ファイバアレイにおいて、
各前記第１凸部の天面である第１天面には１以上の段差が設けられ、これにより前記第１天面は複数の第１分割天面に分割されており、対応する前記第２凹部の底面である第２底面には前記段差と同数の段差が設けられ、これにより前記第２底面は複数の第２分割底面に分割されており、
各前記第１分割天面は、対応する前記第２分割底面と対向しており、
複数の組の対向する前記第１分割天面と前記第２分割底面のうち、少なくとも１組の対向する前記第１分割天面と前記第２分割底面との間には対応する前記光ファイバが挟持されている、
光ファイバアレイ。

【請求項8】

請求項７に記載の光ファイバアレイにおいて、
各前記第２凸部の天面である第２天面には１以上の段差が設けられ、これにより前記第２天面は複数の第２分割天面に分割されており、対応する前記第１凹部の底面である第１底面には前記段差と同数の段差が設けられ、これにより前記第１底面は複数の第１分割底面に分割されており、
各前記第２分割天面は、対応する前記第１分割底面と対向しており、
複数の組の対向する前記第２分割天面と前記第１分割底面のうち、少なくとも１組の対向する前記第２分割天面と前記第１分割底面との間には対応する前記光ファイバが挟持されている、
光ファイバアレイ。

【請求項9】

請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の光ファイバアレイにおいて、
各前記第２凸部の天面である第２天面には１以上の段差が設けられ、これにより前記第２天面は複数の第２分割天面に分割されており、対応する前記第１凹部の底面である第１底面には前記段差と同数の段差が設けられ、これにより前記第１底面は複数の第１分割底面に分割されており、
各前記第２分割天面は、対応する前記第１分割底面と対向しており、
複数の組の対向する前記第２分割天面と前記第１分割底面のうち、少なくとも１組の対向する前記第２分割天面と前記第１分割底面との間には対応する前記光ファイバが挟持されている、
光ファイバアレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバアレイに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、複数の光ファイバが多段に配列された光ファイバアレイが知られている。光ファイバアレイは、複数の光ファイバを所定の位置に配列させた状態で光ファイバを光導波路素子に結合させるための接続部品である。例えば、特許文献１には、複数の光ファイバが２段に配列されたアレイ型光学素子が記載されている。このアレイ型光学素子は、複数の第１のＶ溝を有する第１基板と、複数の第２のＶ溝を有する第２基板と、を備える。第１のＶ溝のそれぞれには第１の光ファイバが配置され、第２のＶ溝のそれぞれには第２の光ファイバが配置されている。複数の第１のＶ溝と複数の第２のＶ溝は、互いに対向するように形成されている。第１の光ファイバ及び第２の光ファイバは、第１基板と第２基板とにより挟み込まれるようにして保持されている。第１基板と第２基板との間には紫外線硬化型接着剤が充填されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５３２３８００号

【発明の概要】

【0004】

特許文献１のアレイ型光学素子では、第２の光ファイバが第１の光ファイバに対して横方向（別言すれば、第１及び第２のＶ溝が並んでいる方向）に位置ずれすることを抑制するために第１基板と第２基板のそれぞれに一対の対向するＶ溝が形成されている。この一対のＶ溝には円柱状の位置決め部材が配置されている。特許文献１には、位置決め部材により第１基板及び第２基板が支持されることにより第２基板の第１基板に対する横方向の位置ずれが抑制されるため、第２の光ファイバが第１の光ファイバに対して横方向に位置ずれすることを抑制できる旨が記載されている。

【0005】

加えて、このアレイ型光学素子では、位置決め部材の径が比較的に大きく、これにより対向する第１の光ファイバと第２の光ファイバとの間に隙間が生じる場合は、当該隙間にスペーサが挿入される。特許文献１には、スペーサを挿入することにより、第２の光ファイバが第１の光ファイバに対して縦方向（別言すれば、第１及び第２基板の積層方向）に位置ずれすることを抑制できる旨が記載されている。

【0006】

このように、特許文献１のアレイ型光学素子では、位置決め部材がなければ第２基板が第１基板に対して横方向に際限なく位置ずれする可能性があり、スペーサがなければ第２基板の第１基板に対する縦方向の位置精度が不安定になる可能性があるため、位置決め用の専用部材（即ち、位置決め部材及びスペーサ）を導入しなければ光ファイバの位置ずれを抑制することができない。

【0007】

また、位置決め用の専用部材を導入する場合において光ファイバを精度よく配列するためには、例えば、所望の径を有する位置決め部材を準備したり、スペーサを所望の厚みに加工したりする必要があり、工数が増大する。スペーサの加工技術レベルによっては、光ファイバを精度よく配列できない可能性もある。

【0008】

本発明は、上述した問題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、位置決め用の専用部材を導入することなく光ファイバの位置ずれを抑制するとともに、比較的に少ない工数で光ファイバを精度よく配列することが可能な光ファイバアレイを提供することにある。

【0009】

本発明の光ファイバアレイ（１０）は、
第１面（２０ａ）を有する第１基板（２０）と、
前記第１面（２０ａ）と対向する第２面（３０ａ）を有する第２基板（３０）と、
前記第１基板（２０）と前記第２基板（３０）とにより挟持される複数の光ファイバ（４０）と、
を備える。
前記第１面（２０ａ）には所定方向に延びる複数の第１凹部（２２）が所定の間隔（Ｉ）で設けられており、隣接する２つの前記第１凹部（２２）の間には前記所定方向に延びる第１凸部（２１）が設けられており、
前記第２面（３０ａ）には前記所定方向に延びる複数の第２凸部（３１）が前記所定の間隔（Ｉ）で設けられており、隣接する２つの前記第２凸部（３１）の間には前記所定方向に延びる第２凹部（３２）が設けられており、
各前記第１凸部（２１）は、対応する前記第２凹部（３２）と対向しており、且つ、各前記第１凸部（２１）の少なくとも一部は、対応する前記第２凹部（３２）内に位置しており、
各前記第２凸部（３１）は、対応する前記第１凹部（２２）と対向しており、且つ、各前記第２凸部（３１）の少なくとも一部は、対応する前記第１凹部（２２）内に位置しており、
各前記光ファイバ（４０）は、対向する前記第１凸部（２１）と前記第２凹部（３２）との間、及び、対向する前記第２凸部（３１）と前記第１凹部（２２）との間で挟持されている。

【0010】

本発明によれば、位置決め用の専用部材を導入することなく光ファイバの位置ずれを抑制するとともに、比較的に少ない工数で光ファイバを精度よく配列することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係る光ファイバアレイの平面図である。

【図2】光ファイバアレイの側面図である。

【図3】図１のIII－III線における光ファイバアレイの断面図である。

【図4】図３の領域Ｒの部分拡大図である。

【図5A】第１凹部の別の形状を示す図（その１）である。

【図5B】第１凹部の別の形状を示す図（その２）である。

【図5C】第１凹部の別の形状を示す図（その３）である。

【図6A】第２凸部の別の形状を示す図（その１）である。

【図6B】第２凸部の別の形状を示す図（その２）である。

【図6C】第２凸部の別の形状を示す図（その３）である。

【図6D】第２凸部の別の形状を示す図（その４）である。

【図7】第１実施形態の変形例１に係る光ファイバアレイの断面の部分拡大図である。

【図8】第１実施形態の変形例２に係る光ファイバアレイの断面の部分拡大図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係る光ファイバアレイの断面の部分拡大図である。

【図10】第２実施形態の変形例に係る光ファイバアレイの断面の部分拡大図である。

【図11】本発明の第３実施形態に係る光ファイバアレイの断面の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る光ファイバアレイ１０について説明する。図１は、光ファイバアレイ１０の平面図であり、図２は光ファイバアレイの側面図である。図１及び図２に示すように、光ファイバアレイ１０は、略直方体形状の基板２０と、略直方体形状の基板３０と、基板２０と基板３０とにより挟持される複数の光ファイバ４０と、を備える。

【0013】

基板２０はガラス製であり、ｚ軸方向に所定の厚みを有している。基板２０の短辺はｘ軸方向に延びており、長辺はｙ軸方向に延びている。図２に示すように、基板２０の上面（＋ｚ軸方向の面）には段差ｓが形成されている。段差ｓは、基板２０の長辺の所定の位置においてｘ軸方向に延びている。段差ｓの段差面２０ｅ１は、ｚｘ平面上に位置している。段差ｓにより、基板２０の上面は、面２０ａと面２０ｂとに分割されている。面２０ａは、面２０ｂに対して段差ｓの高さだけ上方に位置している。後述するように、面２０ａ上には基板３０が配置される一方で、面２０ｂは外部に露出している。基板２０及び面２０ａは、それぞれ「第１基板」及び「第１面」の一例に相当する。なお、基板２０の材料はガラスに限られず、後述する凸部２１及び凹部２２を加工可能な材料（例えば、セラミック）であればよい。

【0014】

図１及び図２に示すように、基板３０はガラス製であり、ｚ軸方向に所定の厚みを有している。基板３０の長辺はｘ軸方向に延びており、短辺はｙ軸方向に延びている。基板３０の面３０ａ（－ｚ軸方向の面）は、基板２０の面２０ａと略同一の形状及び大きさを有する。基板３０は、その面３０ａ全体が基板２０の面２０ａと対向するように基板２０上に配置されている。これにより、基板３０の－ｙ軸方向の端面３０ｅ１は、基板２０の段差面２０ｅ１と面一となっている。また、基板３０の＋ｙ軸方向の端面３０ｅ２は、基板２０の端面２０ｅ２と面一となっている。基板３０及び面３０ａは、それぞれ「第２基板」及び「第２面」の一例に相当する。なお、基板３０の材料はガラスに限られず、後述する凸部３１及び凹部３２を加工可能な材料（例えば、セラミック）であればよい。

【0015】

基板２０の面２０ａ及び基板３０の面３０ａには、複数の光ファイバ４０をそれぞれ所定の位置に配列するための配列構造が形成されている。この配列構造に配列（収容）された光ファイバ４０は、基板２０の段差面２０ｅ１及び基板３０の端面３０ｅ１から突出し、面２０ｂ上を－ｙ軸方向に延在している。光ファイバ４０の＋ｙ軸方向の一部は、所定の長さだけ被覆材４０ａが除去されてベアファイバが露出している（後述）。被覆材４０ａを除去する長さは、配列構造に配列される部分の光ファイバ４０が確実にベアファイバとなるようにするため、配列構造のｙ軸方向における長さよりも十分に長くされている。このため、面２０ｂ上を－ｙ軸方向に延在している光ファイバ４０は、その途中から被覆材４０ａで覆われている。基板２０の段差ｓは、「面２０ｂ上に配置された被覆材４０ａで覆われた光ファイバ４０の軸線」が「凹部２２に収容されている光ファイバ４０の軸線」と同軸となるような高さを有するように形成されている。以下、図３及び図４を参照してこの配列構造について具体的に説明する。

【0016】

図３は、図１のIII－III線における光ファイバアレイ１０の断面図である。図４は、図３の領域Ｒの部分拡大図である。図３に示すように、基板２０の面２０ａには、ｙ軸方向に延びる１２個の凹部２２が所定の間隔Ｉで設けられている。隣接する２つの凹部２２の間には、ｙ軸方向に延びる１１個の凸部２１が設けられている。各凸部２１及び各凹部２２は、基板２０の段差面２０ｅ１から端面２０ｅ２（図２参照）まで連続して形成されている。基板３０の面３０ａには、ｙ軸方向に延びる１２個の凸部３１が間隔Ｉで設けられている。隣接する２つの凸部３１の間には、ｙ軸方向に延びる１１個の凹部３２が設けられている。各凸部３１及び各凹部３２は、基板３０の端面３０ｅ１から端面３０ｅ２（図２参照）まで連続して形成されている。凸部２１及び凹部２２は、それぞれ「第１凸部」及び「第１凹部」の一例に相当する。凸部３１及び凹部３２は、それぞれ「第２凸部」及び「第２凹部」の一例に相当する。

【0017】

図４に示すように、凸部２１の天面２１ａ（本実施形態では、＋ｚ軸方向の面）は、基板２０の面２０ａよりも上方に位置しており、凹部２２の底面２２ａ（本実施形態では、－ｚ軸方向の面）は、面２０ａよりも下方に位置している。凸部２１は、幅（ｘ軸方向の長さ）ｗ１を有する。凸部２１の側壁は互いに平行であり、ｙｚ平面上に位置している。凹部２２は、幅ｗ３を有する。凹部２２の側壁は互いに平行であり、ｙｚ平面上に位置している。凸部２１の側壁は、当該凸部２１に隣接する凹部２２の側壁としても機能している。幅ｗ１と幅ｗ３との和は、間隔Ｉ（図３参照）に等しい。天面２１ａ及び底面２２ａは、それぞれ「第１天面」及び「第１底面」の一例に相当する。

【0018】

天面２１ａは、断面がｖ字形状である溝ｖ１を含む。溝ｖ１は、ｚ軸方向に深くなるにつれてｘ軸方向の幅が狭くなる一対の傾斜面により構成されている。同様に、底面２２ａは、断面がｖ字形状である溝ｖ２を含む。溝ｖ２は、ｚ軸方向に深くなるにつれてｘ軸方向の幅が狭くなる一対の傾斜面により構成されている。本実施形態では、これら一対の傾斜面は何れも９０°を成すように形成されている。

【0019】

一方、凸部３１の天面３１ａ（本実施形態では、－ｚ軸方向の面）は、基板３０の面３０ａよりも下方に位置しており、凹部３２の底面３２ａ（本実施形態では、＋ｚ軸方向の面）は、面３０ａよりも上方に位置している。凸部３１は、幅ｗ２を有する。凸部３１の側壁は互いに平行であり、ｙｚ平面上に位置している。凹部３２は、幅ｗ４を有する。凹部３２の側壁は互いに平行であり、ｙｚ平面上に位置している。凸部３１の側壁は、当該凸部３１に隣接する凹部３２の側壁としても機能している。幅ｗ２と幅ｗ４との和は、間隔Ｉ（図３参照）に等しい（即ち、ｗ１＋ｗ３＝ｗ２＋ｗ４＝Ｉ）。加えて、本実施形態ではｗ１＝ｗ２及びｗ３＝ｗ４の関係がそれぞれ成立しているが、ｗ１＋ｗ３＝ｗ２＋ｗ４が成立していれば、ｗ１≠ｗ２及びｗ３≠ｗ４であってもよい。天面３１ａ及び底面３２ａは、それぞれ「第２天面」及び「第２底面」の一例に相当する。

【0020】

天面３１ａ及び底面３２ａは、何れもｘｙ平面上に位置する平坦面である。

【0021】

各凸部２１は、対応する凹部３２と対向している。また、凸部２１と凹部３２は、ｗ１＜ｗ４が成立するようにそれぞれ形成されており、これにより、各凸部２１の端部は、対応する凹部３２内に位置している。同様に、各凸部３１は、対応する凹部２２と対向している。また、凸部３１と凹部２２は、ｗ２＜ｗ３が成立するようにそれぞれ形成されており、これにより、各凸部３１の端部は、対応する凹部２２内に位置している。

【0022】

対向する１１組の凸部２１と凹部３２との間では、１１本の光ファイバ４０がそれぞれ挟持されている（図３参照）。具体的には、光ファイバ４０は、凸部２１の溝ｖ１と、凹部３２の底面３２ａと、により挟持されている。即ち、光ファイバ４０は、溝ｖ１を構成する一対の傾斜面とｙ軸方向に沿ってそれぞれ線接触し、底面３２ａとｙ軸方向に沿って線接触している（別言すれば、断面視において、光ファイバ４０は溝ｖ１及び底面３２ａにより３点支持されている）。溝ｖ１は、光ファイバ４０を位置決めするための位置決め面として機能する。底面３２ａは、光ファイバ４０との線接触を実現するための接触面として機能する。

【0023】

同様に、対向する１２組の凸部３１と凹部２２との間では、１２本の光ファイバ４０がそれぞれ挟持されている（図３参照）。具体的には、光ファイバ４０は、凸部３１の天面３１ａと、凹部２２の溝ｖ２と、により挟持されている。即ち、光ファイバ４０は、天面３１ａとｙ軸方向に沿って線接触するとともに、溝ｖ２を構成する一対の傾斜面とｙ軸方向に沿ってそれぞれ線接触している（別言すれば、断面視において、光ファイバ４０は天面３１ａ及び溝ｖ２により３点支持されている）。天面３１ａは、光ファイバ４０との線接触を実現するための接触面として機能する。溝ｖ２は、光ファイバ４０を位置決めするための位置決め面として機能する。

【0024】

対向する凸部２１と凹部３２との間、及び、対向する凸部３１と凹部２２との間で挟持される部分の光ファイバ４０は、被覆材４０ａ（図２参照）が除去されたベアファイバであり、その径は何れも０．１２５ｍｍである。光ファイバ４０の＋ｙ軸方向の端面（図示省略）は、基板２０の端面２０ｅ２及び基板３０の端面３０ｅ２（図２参照）と面一となっている。これは、光ファイバ４０が基板２０と基板３０との間で挟持された状態で、基板２０及び基板３０の＋ｙ軸方向側の端部が光ファイバ４０とともに一括して研磨されているためである。本実施形態では、光ファイバ４０の当該端面の研磨角度（ｘｙ平面と成す角度）は９０°である。なお、基板２０及び基板３０の＋ｙ軸方向側の端部は、光ファイバ４０とともに一括して斜めに研磨されてもよい。この場合、研磨角度は鋭角（例えば、８０°～８５°）であることが望ましい。或いは、光ファイバ４０の端面が反射防止膜で覆われてもよい。光ファイバ４０の端面を斜研磨したり反射防止膜で覆ったりすることにより、信号光が接続先のデバイスとの間で多重反射することを抑制でき、その結果、信号光の光学特性の低下を抑制できる。

【0025】

凸部２１、凹部２２、凸部３１及び凹部３２は、断面視において、光ファイバ４０が溝ｖ１及び底面３２ａにより３点支持され、光ファイバ４０が天面３１ａ及び溝ｖ２により３点支持され、且つ、基板２０の面２０ａと基板３０の面３０ａとの間に所定の高さを有する隙間が形成されることになるような形状となるように加工されている。本実施形態では、凹部２２及び凹部３２の深さは、面２０ａと面３０ａとの間の隙間の中央から凹部２２内に収容されている光ファイバ４０の中心までの距離ｄ１と、当該隙間の中央から凹部３２内に収容されている光ファイバ４０の中心までの距離ｄ２との間にｄ１＜ｄ２（厳密には、３ｄ１＝ｄ２）の関係が成立するように加工されている。但し、距離ｄ１と距離ｄ２の大小関係はこれに限られない。凹部２２及び凹部３２の深さは、例えば、ｄ１＝ｄ２又はｄ１＞ｄ２の関係が成立するように加工されてもよい。

【0026】

基板２０の面２０ａと基板３０の面３０ａと光ファイバ４０との間には、接着剤Ａが充填されている。本実施形態では、接着剤Ａには熱硬化性樹脂が用いられるが、これに限られず、例えば紫外線硬化樹脂が用いられてもよい。熱硬化性樹脂又は紫外線硬化樹脂には周知の樹脂が用いられ得る。接着剤Ａにより、光ファイバ４０及び基板３０が基板２０に接着されている。

【0027】

なお、本実施形態では凸部２１の幅ｗ１は凹部３２の幅ｗ４よりも僅かに短く、凸部３１の幅ｗ２は凹部２２の幅ｗ３よりも僅かに短くなっている。これは、製造時の誤差に起因して凸部２１（又は凸部３１）の端部を凹部３２（又は凹部２２）内に配置できなくなる事態の発生を抑制するためである。従って、製造時の誤差が生じ得ない場合、ｗ１＝ｗ４、且つ、ｗ２＝ｗ３であってもよい。また、挟持される光ファイバ４０の本数（即ち、凸部２１、凹部２２、凸部３１及び凹部３２の個数）は、光ファイバ４０が接続されることになるデバイスの種類や構造に応じて適宜変更され得る。

【0028】

光ファイバアレイ１０は、以下のようにして製造される。即ち、まず、基板２０の凸部２１の溝ｖ１及び凹部２２の溝ｖ２に２３本の光ファイバ４０を配置する。このとき、光ファイバ４０は図示しない治具により保持されている。次に、基板３０を、その面３０ａが基板２０の面２０ａと対向するように基板２０上に配置する。より具体的には、光ファイバ４０が対向する凸部２１と凹部３２との間で挟持され、且つ、光ファイバ４０が対向する凸部３１と凹部２２との間で挟持されるように基板３０を基板２０上に配置する。続いて、治具による光ファイバ４０の保持を解除し、基板２０の端面２０ｅ２と端面３０ｅ２との間の隙間から接着剤Ａの材料である熱硬化性樹脂を注入する。次いで、熱硬化性樹脂が注入された半製品を所定の温度で加熱して熱硬化性樹脂を硬化させ、接着剤Ａを形成する。接着剤Ａにより光ファイバ４０及び基板３０が基板２０に接着されて、光ファイバアレイ１０が製造される。

【0029】

以上説明したように、第１実施形態では、各凸部２１の端部が対応する凹部３２内に位置しており、且つ、各凸部３１の端部が対応する凹部２２内に位置している。このため、基板３０の基板２０に対する横方向（ｘ軸方向）の位置ずれ量は、最大でも「凸部２１の凹部３２内における横移動量（又は凸部３１の凹部２２内における横移動量）」に抑えることができる。従って、位置決め部材がなくても基板３０が基板２０に対して横方向に際限なく位置ずれすることを抑制できる。また、各光ファイバが、対向する凸部２１と凹部３２との間、及び、対向する凸部３１と凹部２２との間で挟持されることにより、基板３０の基板２０に対する縦方向（ｚ軸方向）の位置が一義的に決定される。従って、スペーサがなくても基板３０の基板２０に対する縦方向の位置精度を高く保つことができる。加えて、位置決め用の専用部材が不要であるため、当該専用部材の準備又は加工に起因して光ファイバ４０の配列工程に係る工数が増大する可能性を低減できる。以上より、第１実施形態の構成によれば、位置決め用の専用部材を導入することなく光ファイバ４０の位置ずれを抑制するとともに、比較的に少ない工数で光ファイバ４０を精度よく配列することが可能となる。

【0030】

特に、第１実施形態では、位置決め面として機能する溝ｖ１と溝ｖ２が同一の基板（即ち、基板２０）に設けられている。このため、仮に基板３０が基板２０に対して横方向に位置ずれしても、溝ｖ２上の光ファイバ４０の、溝ｖ１上の光ファイバ４０に対する横方向の相対位置関係は維持される。従って、第１実施形態の構成によれば、光ファイバ４０の位置ずれ（特に、横方向の位置ずれ）をより適切に抑制するとともに、比較的に少ない工数で光ファイバ４０を更に精度よく配列することが可能となる。

【0031】

また、位置決め用の専用部材が不要であるため、基板２０（及び基板３０）の凸部２１と凹部２２（及び凸部３１と凹部３２）の形状を調整するだけで光ファイバ４０の相対位置関係（即ち、配列構造）を比較的に容易に変更できる。

【0032】

更に、部品点数の増加を抑制できるため、製造コストの増大を抑制できるとともに、製造工程を簡素化できる。

【0033】

ここで、基板２０の凸部２１と凹部２２だけではなく、基板３０の凸部３１と凹部３２にも溝が設けられる場合、光ファイバ４０を適切に位置決めするためには、対向する溝同士の最深部が横方向に位置ずれすることがないよう、凸部２１、凹部２２、凸部３１及び凹部３２の加工精度を極めて高く管理する必要がある。これに対し、第１実施形態では、溝が設けられるのは基板２０の凸部２１と凹部２２のみであり、基板３０の凸部３１と凹部３２には設けられない。このため、これら全ての凸部及び凹部に溝を設ける構成と比較して、要求される加工精度を若干緩やかにすることができる。その結果、光ファイバアレイ１０の製造効率を向上させることができる。

【0034】

なお、第１実施形態では、基板２０の凹部２２は、底面２２ａが断面ｖ字形状の溝ｖ２を含むように形成されているが、凹部２２の形状はこれに限られない。例えば、図５Ａに示すように、凹部２２は、底面２２ａの代わりに底面２２ｂを有していてもよい。底面２２ｂは、断面が台形形状となるように構成されている。また、図５Ｂに示すように、凹部２２は、底面２２ａの代わりに底面２２ｃを有していてもよい。底面２２ｃは、一対の傾斜面が曲面により接続されることにより構成されている。底面２２ｂ及び底面２２ｃは、光ファイバ４０を位置決めするための一対の傾斜面を含んでいる。或いは、図５Ｃに示すように、凹部２２は、底面２２ａの代わりに底面２２ｄを有していてもよい。底面２２ｄは、光ファイバ４０の外周と実質的に同一の曲率を有する曲面を含んでいる。光ファイバ４０は、当該曲面にその外周の一部が嵌合することにより位置決めされる。

【0035】

また、第１実施形態では、基板３０の凸部３１は、その断面が長方形形状を呈し、且つ、天面３１ａが光ファイバ４０とｙ軸方向に沿って線接触可能な平坦面となるように形成されているが、凸部３１の形状はこれに限られない。例えば、図６Ａに示すように、凸部３１は、天面３１ａの代わりに天面３１ｂを有していてもよい。天面３１ｂを有する凸部３１は、その断面が台形形状を呈するように構成されている。また、図６Ｂに示すように、凸部３１は、天面３１ａの代わりに天面３１ｃを有していてもよい。天面３１ｃは、断面が下に凸の曲線となるように構成されている。更に、図６Ｃに示すように、凸部３１は、天面３１ａの代わりに天面３１ｄを有していてもよい。天面３１ｄは、断面が波線状となるように構成されている。天面３１ｂ乃至天面３１ｄは、何れも光ファイバ４０とｙ軸方向に沿って線接触可能となっている。或いは、図６Ｄに示すように、凸部３１は、天面３１ａの代わりに天面３１ｅを有していてもよい。天面３１ｅは、光ファイバ４０の外周と実質的に同一の曲率を有する曲面である。光ファイバ４０は、当該曲面にその外周の一部が嵌合することにより、天面３１ｅの全体が光ファイバ４０の外周面（の周方向における一部）と接触する。

【0036】

（変形例１）
次に、第１実施形態の変形例１に係る光ファイバアレイについて説明する。この光ファイバアレイは、光ファイバ４０の配列構造の点で光ファイバアレイ１０と相違している。以下では、第１実施形態と同一の部材又は構造には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。これは、その他の実施形態及び変形例についても同様である。

【0037】

図７は、変形例１の光ファイバアレイの断面の部分拡大図（図４に対応する図）である。図７に示すように、この光ファイバアレイは、基板１２０と基板１３０Ａとを備える。基板１２０は、面１２０ａに凸部２１の代わりに凸部１２１が設けられている点で基板２０と相違している。また、基板１３０Ａは、面１３０ａ１に凹部３２の代わりに凹部１３２が設けられている点で基板３０と相違している。

【0038】

凸部１２１（第１凸部）の天面１２１ａ（第１天面）は、ｘｙ平面上に位置する平坦面となっている。これに対し、凹部１３２（第２凹部）の底面１３２ａ（第２底面）は、断面がｖ字形状である溝ｖ３を含んでいる。各凸部１２１は、対応する凹部１３２と対向している。また、各凸部１２１の端部は、対応する凹部１３２内に位置している。対向する凸部１２１と凹部１３２との間では、対応する光ファイバ４０が挟持されている。即ち、断面視において、光ファイバ４０は天面１２１ａ及び溝ｖ３により３点支持されている。天面１２１ａは、光ファイバ４０との線接触を実現するための接触面として機能する。溝ｖ３は、光ファイバ４０を位置決めするための位置決め面として機能する。

【0039】

変形例１によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。但し、変形例１では、位置決め面として機能する溝ｖ２と溝ｖ３が別々の基板（即ち、基板２０と基板３０）に設けられている。このため、仮に基板１３０Ａが基板１２０に対して横方向に位置ずれすると、溝ｖ３上の光ファイバ４０も、溝ｖ２上の光ファイバ４０に対して横方向に位置ずれする。なお、位置ずれ量は、最大でも「凸部１２１（又は凸部３１）の凹部１３２（又は凹部２２）内における横移動量」の範囲内に収まる。従って、変形例１の光ファイバアレイは、この程度の位置ずれ量を許容する光学素子との結合に用いられることが好ましい。

【0040】

（変形例２）
続いて、第１実施形態の変形例２に係る光ファイバアレイについて説明する。この光ファイバアレイは、光ファイバ４０の配列構造の点で光ファイバアレイ１０と相違している。

【0041】

図８は、変形例２の光ファイバアレイの断面の部分拡大図（図４に対応する図）である。図８に示すように、この光ファイバアレイは、基板２０と基板１３０Ｂとを備える。基板１３０Ｂは、面１３０ａ２に凸部３１の代わりに凸部１３１が設けられており、且つ、凹部３２の代わりに凹部１３２が設けられている点で基板３０と相違している。

【0042】

凸部１３１（第２凸部）の天面１３１ａ（第２天面）は、断面がｖ字形状である溝ｖ４を含んでいる。凹部１３２は変形例１の凹部１３２と同一形状を有する。各凸部２１は、対応する凹部１３２と対向している。また、各凸部２１の端部は、対応する凹部１３２内に位置している。対向する凸部２１と凹部１３２との間では光ファイバ４０が挟持されている。即ち、断面視において、光ファイバ４０は溝ｖ１及び溝ｖ３により４点支持されている。溝ｖ１及び溝ｖ３は、何れも光ファイバ４０を位置決めするための位置決め面として機能する。同様に、各凸部１３１は、対応する凹部２２と対向している。また、各凸部１３１の端部は、対応する凹部２２内に位置している。対向する凸部１３１と凹部２２との間では光ファイバ４０が挟持されている。即ち、断面視において、光ファイバ４０は溝ｖ４及び溝ｖ２により４点支持されている。溝ｖ４及び溝ｖ２は、何れも光ファイバ４０を位置決めするための位置決め面として機能する。

【0043】

変形例２によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。更に、変形例２では、位置決め面として機能する溝が、基板２０の凸部２１及び凹部２２だけではなく、基板１３０Ｂの凸部１３１及び凹部１３２にも設けられている。このため、基板１３０Ｂ自体の横方向への位置ずれを抑制できる。

【0044】

（第２実施形態）
次いで、本発明の第２実施形態に係る光ファイバアレイについて説明する。この光ファイバアレイは、光ファイバ４０の配列構造の点で光ファイバアレイ１０と相違している。

【0045】

図９は、第２実施形態の光ファイバアレイの断面の部分拡大図（図４に対応する図）である。図９に示すように、この光ファイバアレイは、基板２２０と基板２３０とを備える。基板２２０は、面２２０ａに凸部２１の代わりに凸部２２１が設けられており、且つ、凹部２２の代わりに凹部２２２が設けられている点で基板２０と相違している。基板２３０は、面２３０ａに凸部３１の代わりに凸部２３１が設けられており、且つ、凹部３２の代わりに凹部２３２が設けられている点で基板３０と相違している。

【0046】

凸部２２１（第１凸部）の天面２２１ａ（第１天面）は、ｘｙ平面上に位置する平坦面である。凸部２２１は、突出部２２１ｐ（第１突出部）を有する。突出部２２１ｐは、天面２２１ａの＋ｘ軸方向側の端部から、対応する凹部２３２（第２凹部）内に突出している。突出部２２１ｐは、断面が長方形形状であり、凸部２２１の一端から他端までｙ軸方向に延在している。突出部２２１ｐの側面２２１ｐａ（－ｘ軸方向側の面）は、天面２２１ａと直交している。これに対し、凹部２３２の深さ（面２２０ａと面２３０ａとの間の隙間の中央から底面２３２ａまでの距離）は、凹部３２（図４参照）の深さよりも短い。また、凹部２３２の－ｘ軸方向側の側壁２３２ｂは、ｙｚ平面に対して傾斜している。

【0047】

各凸部２２１は、対応する凹部２３２と対向している。また、各突出部２２１ｐは、対応する凹部２３２内に位置している。対向する凸部２２１と凹部２３２との間では、対応する光ファイバ４０が挟持されている。具体的には、光ファイバ４０は、凸部２２１の天面２２１ａと、突出部２２１ｐの側面２２１ｐａと、凹部２３２の側壁２３２ｂ（即ち、側面２２１ｐａと対向しているほうの側壁）と、それぞれｙ軸方向に沿って線接触している（別言すれば、断面視において、光ファイバ４０は、天面２２１ａ、側面２２１ｐａ及び側壁２３２ｂにより３点支持されている）。

【0048】

一方、凸部２３１（第２凸部）は、突出部２３１ｐ（第２突出部）を有する。突出部２３１ｐは、天面２３１ａ（第２天面）の－ｘ軸方向側の端部から、対応する凹部２２２（第１凹部）内に突出している。突出部２３１ｐは、断面が直角三角形形状であり、凸部２３１の一端から他端までｙ軸方向に延在している。突出部２３１ｐの幅は、下方に向かうにつれて狭くなっている。突出部２３１ｐの側面２３１ｐａ（＋ｘ軸方向側の面）は、天面２３１ａと鈍角を成して交差している。これに対し、凹部２２２の底面２２２ａ（第１底面）は、ｘｙ平面上に位置する平坦面である。

【0049】

各凸部２３１は、対応する凹部２２２と対向している。また、各突出部２３１ｐは、対応する凹部２２２内に位置している。対向する凸部２３１と凹部２２２との間では、対応する光ファイバ４０が挟持されている。具体的には、光ファイバ４０は、突出部２３１ｐの側面２３１ｐａと、凹部２２２の底面２２２ａと、凹部２２２の＋ｘ軸方向側の側壁２２２ｂ（即ち、側面２３１ｐａと対向しているほうの側壁）と、それぞれｙ軸方向に沿って線接触している（別言すれば、断面視において、光ファイバ４０は、側面２３１ｐａ、底面２２２ａ及び側壁２２２ｂにより３点支持されている）。なお、凹部２２２の幅は、凸部２２１の幅よりも短い。

【0050】

第１実施形態では、光ファイバ４０は、「対向する凸部２１の天面２１ａと凹部３２の底面３２ａとの間」、及び、「対向する凸部３１の天面３１ａと凹部２２の底面２２ａとの間」で挟持される。これに対し、第２実施形態では、光ファイバ４０は、「凸部の天面と、当該凸部の突出部の側面と、当該凸部と対向する凹部の側壁との間」、又は、「凸部の突出部の側面と、当該凸部と対向する凹部の底面と、当該凹部の側壁との間」で挟持される。光ファイバ４０が接触する３つの面のうち、１つの面がｙｚ平面に対して傾斜している。これにより、凸部又は凹部に位置決め面が形成されていなくても、光ファイバ４０の位置が一義的に決定される。従って、第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、突出部２３１ｐは、突出部２２１ｐと同一形状となるように形成されてもよい。この場合、凹部２２２は、その側壁２２２ｂが、凹部２３２の側壁２３２ｂと同じ方向に傾斜するように形成されることが望ましい。また、突出部２２１ｐ及び２３１ｐは、凸部２２１及び２３１の一端から他端まで連続して形成されていなくてもよい。即ち、分割された複数の突出部２２１ｐ及び２３１ｐがｙ軸方向に間隔を置いて設けられていてもよい。これは、後述する変形例についても同様である。

【0051】

（変形例）
続いて、第２実施形態の変形例に係る光ファイバアレイについて説明する。この光ファイバアレイは、光ファイバ４０の配列構造の点で第２実施形態の光ファイバアレイと相違している。

【0052】

図１０は、変形例の光ファイバアレイの断面の部分拡大図（図９に対応する図）である。図１０に示すように、この光ファイバアレイは、基板３２０と基板３３０とを備える。基板３２０は、面３２０ａに凸部２２１の代わりに凸部３２１が設けられている点で基板２２０と相違している。基板３３０は、面３３０ａに凸部２３１の代わりに凸部３３１が設けられており、且つ、凹部２３２の代わりに凹部３３２が設けられている点で基板２３０と相違している。

【0053】

凸部３２１（第１凸部）は、突出部３２１ｐを有する。突出部３２１ｐは、天面３２１ａ（第１天面）の＋ｘ軸方向側の端部から、対応する凹部３３２内に突出している。突出部３２１ｐは、断面が直角三角形形状であり、凸部３２１の一端から他端までｙ軸方向に延在している。突出部３２１ｐの側面３２１ｐａは、天面３２１ａと鈍角を成して交差している。これに対し、凹部３３２（第２凹部）は、－ｘ軸方向側の側壁３３２ｂがｙｚ平面上に位置している点を除いて、第２実施形態の凹部２３２と略同一の構造を有する。

【0054】

対向する凸部３２１と凹部３３２との間では、対応する光ファイバ４０が挟持されている。具体的には、光ファイバ４０は、突出部３２１ｐの側面３２１ｐａと、凹部３３２の底面３３２ａ（第２底面）と、凹部３３２の側壁３３２ｂ（即ち、側面３２１ｐａと対向しているほうの側壁）と、それぞれｙ軸方向に沿って線接触している（別言すれば、断面視において、光ファイバ４０は、側面３２１ｐａ、底面３３２ａ及び側壁３３２ｂにより３点支持されている）。

【0055】

一方、凸部３３１は、第２実施形態の突出部２３１ｐと同一形状の突出部３３１ｐを有する。対向する凸部３３１と凹部２２２との間では、対応する光ファイバ４０が挟持されている。具体的には、光ファイバ４０は、突出部３３１ｐの側面３３１ｐａと、凹部２２２の底面２２２ａと、凹部２２２の側壁２２２ｂと、それぞれｙ軸方向に沿って線接触している（別言すれば、断面視において、光ファイバ４０は、側面３３１ｐａ、底面２２２ａ及び側壁２２２ｂにより３点支持されている）。

【0056】

この構成によっても、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0057】

（第３実施形態）
次いで、本発明の第３実施形態に係る光ファイバアレイについて説明する。第２実施形態の光ファイバアレイは、光ファイバ４０の配列構造の点で光ファイバアレイ１０と相違している。

【0058】

図１１は、第３実施形態の光ファイバアレイの断面の部分拡大図（図４に対応する図）である。図１１に示すように、この光ファイバアレイは、基板４２０と基板４３０とを備える。基板４２０は、面４２０ａに凸部２１の代わりに凸部４２１が設けられている点で基板２０と相違している。基板４３０は、面４３０ａに凹部３２の代わりに凹部４３２が設けられている点で基板３０と相違している。

【0059】

１１個の各凸部４２１（第１凸部）の天面４２１ａ（第１天面）には１つの段差ｓ１が設けられており、これにより、天面４２１ａは２つの分割天面４２１ａ１及び４２１ａ２（第１分割天面）に分割されている。これに対し、対応する１１個の凹部４３２（第２凹部）の底面４３２ａ（第２底面）には、天面４２１ａに設けられた段差（即ち、段差ｓ１）と同数の段差ｓ２が設けられており、これにより、底面４３２ａは２つの分割底面４３２ａ１及び４３２ａ２（第２分割底面）に分割されている。分割底面４３２ａ１及び４３２ａ２は、断面がｖ字形状である溝ｖ５及び溝ｖ６をそれぞれ含んでいる。

【0060】

各分割天面４２１ａ１及び４２１ａ２は、対応する分割底面４３２ａ１及び４３２ａ２と対向している。各凸部４２１のうち分割天面４２１ａ２を有する部分を「部分凸部」と規定し、各凹部４３２のうち分割底面４３２ａ２を有する部分を「部分凹部」と規定する。この場合、各部分凸部は、対応する部分凹部と対向している。また、各部分凸部の端部は、対応する部分凹部内に位置している。

【0061】

１１組の対向する分割天面４２１ａ１と分割底面４３２ａ１との間では、対応する光ファイバ４０が挟持されている。即ち、断面視において、光ファイバ４０は分割天面４２１ａ１及び溝ｖ５により３点支持されている。同様に、１１組の対向する分割天面４２１ａ２と分割底面４３２ａ２との間（別言すれば、対向する部分凸部と部分凹部との間）では、対応する光ファイバ４０が挟持されている。即ち、断面視において、光ファイバ４０は分割天面４２１ａ２及び溝ｖ６により３点支持されている。分割天面４２１ａ１及び４２１ａ２は、光ファイバ４０との線接触を実現するための接触面として機能する。溝ｖ５及び溝ｖ６は、光ファイバ４０を位置決めするための位置決め面として機能する。

【0062】

第３実施形態では、凸部４２１の天面４２１ａに１つの段差ｓ１が設けられ、且つ、凹部４３２の底面４３２ａに１つの段差ｓ２が設けられている。この構成によれば、３段配列の光ファイバアレイを実現できる。但し、光ファイバ４０は全ての段に配列される構成に限られない。例えば、第３実施形態の光ファイバアレイにおいて、１段目と３段目のみに配列されるように構成されてもよい。また、段差の数はこれに限られない。一般に、段差がｋ個（ｋ：自然数）設けられると、ｋ＋２段の多段配列光ファイバアレイを実現できる。加えて、溝ｖ５及び溝ｖ６は、分割底面４３２ａ１及び４３２ａ２に設けられる代わりに、分割天面４２１ａ１及び４２１ａ２に設けられてもよいし、これら全ての分割天面及び分割底面に設けられてもよい。更に、段差は、基板４３０の各凸部３１（第２凸部）及び基板４２０の各凹部２２（第１凹部）に設けられてもよい。この場合、凸部３１の天面３１ａが複数の分割天面（第２分割天面）に分割され、凹部２２の底面２２ａが複数の分割底面（第１分割底面）に分割される。更に、段差は、全ての凸部４２１、凹部４３２、凸部３１及び凹部２２に設けられてもよい。

【0063】

以上、実施形態及び変形例に係る光ファイバアレイについて説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

【0064】

光ファイバアレイは実施形態及び変形例で示した構成に限られず、例えば、端面２０ｅ２及び３０ｅ２（図２参照）がレンズアレイに加工されていてもよい。

【0065】

また、対向する凸部及び凹部の間で光ファイバ４０が挟持される際、線接触は不連続であってもよい。

【0066】

更に、基板２０の下面及び／又は基板３０の上面（図２参照）に、１以上の基板が積層配置されていてもよい。この場合、対となる任意の２つの基板の間には、上述した光ファイバ４０の配列構造が形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１０：光ファイバアレイ、２０：基板、２０ａ：面、２１：凸部、２２：凹部、３０：基板、３０ａ：面、３１：凸部、３２：凹部、４０：光ファイバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】