JP4607063B2 - 光路変換コネクタの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、１次元的又は２次元配列されたコアをもつ光路変換デバイスと、１次元的又は２次元配列されたコア又は光電変換素子をもつ外部部品とを容易に光接続させる光路変換コネクタの製造方法に関するものである。

近年、高速大容量の光通信システムや多数のプロセッサ間を並列信号処理する超並列コンピュータの開発に向けて、高密度で装置内を通信する光インターコネクションの開発が精力的に行なわれている。このような光インタコネクションを行う際、伝送された光信号の処理は電子デバイスで担われる。そして、それらの電子デバイスを結合する境界デバイスには、光導波路、光電変換素子、電子制御用のＬＳＩやスイッチ、また電子部品を駆動させるための電気回路があわさった光−電気混合システムが必要になる。特に、高速広帯域な通信システムを実現するために、Vertical Cavity Surface Emitting Laser（VCSEL）、Laser Diode(LD)やPhoto diode(PD)のような光電変換素子を備えたデバイスの要求が高まっている。

このような要求に対し、マイクロミラー付き光ピンを光電変換素子上に設け、光導波路を光プリント基板内に配設し、光ピンと同形のスルーホールを光導波路に至るように光プリント基板に設け、光ピンをスルーホールに嵌め込んで光電変換素子と光導波路とを光接続させる技術が、提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
この従来の光路変換技術は、発光素子から空間に出射される光や光導波路から空間に出射する光が放射角を持って広がることに起因する発光素子と光導波路との光接続効率の低下や光導波路と受光素子との光接続効率の低下を防止できる。さらに、マイクロミラーを介してVCSELなどの発光素子（光電変換素子）から光導波路に光を入射させる場合にも、PDなどの受光素子（光電変換素子）に向かって光導波路から光を出射させる場合にも、同様の構造で光電変換素子と光導波路との光接続が行なえる。

「エレクトロニクス実装学会誌」Vol.2,No.5,p.368-372(1999)

この従来の光路変換技術では、マイクロミラー付き光ピンを光電変換素子の個々に対して作製する必要があり、製造プロセスが複雑化となるとともに、低価格化が図れない。また、光プリント配線板に形成するスルーホールの加工が困難であり、特に光導波路のコア側面にできる凹凸に起因して、光導波路と光ピンとの光接続効率が低下してしまう。また、光電変換素子が２次元配列されている場合、個々の光ピンを全て精度良く光電変換素子に固定することは困難であり、光導波路と光ピンとの光軸ずれが生じ、光接続効率の低下をもたらす。さらに、２次元配列されている光導波路のコアと光接続するためには長さの異なるピンが必要となり、高コスト化してしまう。

この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、コアがクラッド内に１次元的又は２次元的に配設された光路変換デバイスとコアに対して光軸調整された位置決め部材とを備え、位置決め部材を介して外部部品との光軸調整を行って多芯の光接続時の光軸ずれを抑えて、光接続効率の高い、安価な光路変換コネクタの製造方法を提供するものである。

この発明による光路変換コネクタの製造方法は、第１コアおよび第２コアを光路とする光路変換デバイスと位置決め部材を有する外装部材とを一体的に備えた光路変換コネクタの製造方法であって、平板状の基板に第１屈折率材を塗布し、第１クラッド層を形成する工程と、上記第１屈折率材より屈折率の高い第２屈折率材を塗布し、上記第１クラッド層上に第１コア層を形成する工程と、上記第１コア層をパターニングして、互いに平行なｍ本(但し、ｍは２以上の整数）の上記第１コアおよび互いに平行、かつ該第１コアに直交するｍ本の上記第２コアを、対となる該第１コアと該第２コアとの交差部が直線上に位置するように上記第１クラッド層上に形成する工程と、上記第１クラッド層上に上記第１屈折率材を塗布して第２クラッド層を形成し、上記第１コアおよび上記第２コアが上記第１および第２クラッド層に埋設された導波路体を作製する工程と、ｍ本の上記第１コアおよびｍ本の上記第２コアがそれぞれ平行となり、上記第１コアと上記第２コアとの上記交差部が位置する上記直線がそれぞれ積み重ね方向に一致するように、上記導波路体をｎ枚(但し、ｎは２以上の整数）積み重ねる工程と、積み重ねられた上記ｎ枚の導波路体を貼り合わせてｍ本の上記第１コアおよび上記第２コアが直交する光路をもつ導波路ユニットを作製する工程と、積み重ね方向に一致する上記直線の位置で上記導波路ユニットをダイシングして単一面からなるミラー面を形成して、上記光路変換デバイスを作製する工程と、上記光路変換デバイスを上記位置決め部材を備えた上記外装部材に収容する工程と、を備えている。

この発明によれば、多芯の光接続時の光軸ずれを抑えて、光接続効率の高い、安価な光路変換コネクタを製造できる。

以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタの構成を説明する斜視図、図２および図３はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタに適用される光路変換デバイスを示す斜視図および側面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタに光接続される外部部品を示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続状態を示す斜視図である。

図１において、光路変換コネクタ１は、光路変換デバイス２と、この光路変換デバイス２を収容する外装部材５と、第１位置決め部材としての一対の第１ピン挿入穴６ａとを備えている。

光路変換デバイス２は、図２および図３に示されるように、光を伝播する複数本のコア３が２次元的に配列されて、コア３より小さな屈折率を有するクラッド４内に埋設されて構成されている。クラッド４は第１端面４ａ、第２端面４ｂおよび第１端面４ａと第２端面４ｂとの間に位置するミラー面４ｃを有している。各コア３は、第１端面４ａからミラー面４ｃに至り、ミラー面４ｃで折り返されて第２端面４ｂに至るように構成されている。そして、コア３の第１コア端面３ａが第１端面４ａに２×ｎのマトリックス状に露出し、第２コア端面３ｂが第２端面４ｂに２×ｎのマトリックス状に露出している。なお、ｎは２以上の整数である。
置を通るように形成されている。

外装部材５は、光路変換デバイス収容部５ａと、光路変換デバイス収容部５ａに一体に形成されたフランジ部５ｂとを備えている。そして、光路変換デバイス２が、第１端面４ａおよび第２端面４ｂを露出するように光路変換デバイス収容部５ａ内に配設されている。また、一対の第１ピン挿入穴６ａが光路変換デバイス２の第１コア端面３ａを挟んで光路変換デバイス収容部５ａに形成されている。そして、各第１ピン挿入穴６ａは、２次元的に配列されている第１コア端面３ａに対して所定の位置関係を持ち、かつ、その穴方向を第１端面４ａからミラー面４ｃに至るコア３の部分の光軸と平行に形成されている。

つぎに、このように構成された光路変換コネクタ１による外部部品１５Ａとの光接続方法について、図４乃至図６を参照しつつ説明する。ここで、外部部品１５Ａは、図４に示されるように、少なくとも３本以上のコア（光導波路）が２次元的に配列されたアレイ状光導波路である。そして、外部部品１５Ａは、コアとしての光ファイバーの端部側を２次元的に配列した状態に埋設したクラッドが外装部材１６内に収納され、光ファイバーを束ねた光ケーブル１４が外装部材１６から引き出されているそして、コア端面（光ファイバーの端面）１７ａがクラッド端面１８ａに２次元的に配列されている。また、一対のピン挿入穴１９が外部部品１５Ａの外装部材１６にクラッド端面１８ａを挟んで形成されている。なお、コア端面１７ａは光路変換コネクタ１の第１コア端面３ａと同一の配列状態に配列され、一対のピン挿入穴１９は光路変換コネクタ１の一対の第１ピン挿入穴６ａと同一の位置関係で形成されている。

まず、図５中矢印で示されるように、被位置決め部材としての一対の位置決めピン８が光路変換コネクタ１の各第１ピン挿入穴６ａに挿入される。そして、外部部品１５Ａが、一対の位置決めピン８を各ピン挿入穴１９に挿入して、光路変換コネクタ１に装着される。これにより、外部部品１５Ａのコア端面１７ａが光路変換デバイス２のコア３の第１コア端面３ａに光軸を一致させて密接される。ついで、弾性固定部材としてのバネ部材９が、図６に示されるように、光路変換コネクタ１のフランジ部５ｂと外部部品１５Ａのフランジ部１６ａとに弾性係止され、光路変換コネクタ１と外部部品１５Ａとが、バネ部材９により弾性固定される。これにより、外部部品１５Ａのコア端面１７ａと光路変換デバイス２の第１コア端面３ａとが、光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。

そこで、例えば第２コア端面３ｂから入射した光は、コア３内をミラー面４ｃまで伝播した後、ミラー面４ｃで反射されて（光路を変換されて）コア３内を第１コア端面３ａまで伝播される。そして、光は、第１コア端面３ａから外部部品１５Ａのコアに入射し、外部部品１５Ａのコア内を伝播して、この外部部品１５Ａに光ケーブル１４を介して光接続されている光デバイス等に供給される。

このように、この実施の形態１によれば、第１ピン挿入穴６ａが２次元的に配列されている第１コア端面３ａの光軸に対して外部部品１５Ａのコア端面１７ａの光軸を一致させるように外装部材５に設けられているので、外部部品１５Ａの位置決めピン８を第１ピン挿入穴６ａに挿入させるだけで、２次元的に配列されている外部部品１５Ａのコアが２次元的に配列されている光路変換デバイス２のコア３に光軸調整されて同時に光接続される。そこで、光路変換コネクタ１の外部部品１５Ａへの接続作業性が容易となるとともに、光軸ずれに起因する光接続損失が低減される。
また、バネ部材９を用いて光路変換コネクタ１と外部部品１５Ａとを弾性固定しているので、外部部品１５Ａのコア端面１７ａと光路変換デバイス２の第１コア端面３ａとが、光軸を一致させて密着状態に維持される。そこで、外部部品１５Ａのコア端面１７ａと光路変換デバイス２の第１コア端面３ａとの密着性が向上し、接続時の損失を小さくすることができる。
また、光路変換デバイス２が外装部材５内に収容されているので、光路変換デバイス２の損傷が抑えられ、耐久性を向上させることができる。
また、本コネクタ構造を採用することにより、製作困難な光スルーホールや光ピンが不要となり、製造コストを著しく下げることができ、光接続効率を上げることができるとともに、耐久性を高めることができる。

なお、光路変換コネクタ１の外部部品１５Ａとの接続面は、外部部品１５Ａの着脱に起因して、傷などの発生する恐れがある。また、該接続面での反射の問題もある。そこで、第１端面４ａおよび第２端面４ｂにハードコート膜や反射防止膜を形成し、傷や反射の発生を防止するようにしてもよい。そして、ハードコート膜や反射防止膜の材料としては、例えばエポキシ、アクリル、シリコーン等の樹脂材料や、シリカ、アルミナなどの無機材料を用いることができる。
また、光路変換コネクタ１の外部部品１５Ａとの接続面における反射の影響を抑えるには、第１端面４ａおよび第２端面４ｂの少なくとも第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂを含む領域をコア３の光軸に対して所定量傾斜させてもよい。この傾斜角は８度とすることが望ましいが、接続状態での反射の影響を抑えることができる角度であれば８度に限定されない。
また、上記実施の形態１では、位置決めピン８が独立部品として説明しているが、位置決めピン８は予め光路変換コネクタ１の第１ピン挿入穴６ａおよび外部部品１５Ａのピン挿入穴１９の一方に挿入固定されて一体化されていてもよい。

ここで、本発明に適用される光路変換デバイス２の製造方法について図７および図８を参照しつつ説明する。

まず、図７による第１の光路変換デバイス製造方法について説明する。
図７の（ａ）に示されるように、石英ガラスを用いて平板状の基板５０を作製する。そして、低屈折率の第１フッ素化ポリイミド溶液を石英基板５０上にスピンコートし、ベーキングして第１クラッド層を形成する。ついで、高屈折率の第２フッ素化ポリイミド溶液をスピンコートし、ベーキングして第１クラッド層上にコア層を形成する。
そして、コア層上にフォトレジストを塗布し、写真製版技術によりフォトレジストをパターニングし、その後反応性イオンエッチングによりコア層の不要部分を除去する。そして、フォトレジストを除去し、コア層からなる４本の第１および第２コア５３ａ、５３ｂが得られる。ついで、第１フッ素化ポリイミド溶液をスピンコートし、ベーキングして第２クラッド層を形成する。

これにより、図７の（ｂ）に示されるように、４本の第１および第２コア５３ａ、５３ｂが第１および第２クラッド層に埋設されてなる導波路体５１が得られる。そして、２本の第１コア５３ａは平行な直線状に形成され、２本の第２コア５３ｂは平行な直線状に形成され、第１および第２コア５３ａ、５３ｂは互いに直交している。また、第１および第２コア５３ａ、５３ｂの交差部は直線上に位置している。
そして、図７の（ｃ）に示されるように、第１および第２コア５３ａ、５３ｂを一致させて、ｎ枚の導波路体５１を積み重ねる。ついで、ｎ枚の導波路体５１を貼り合わせて導波路ユニット５２を作製した後、第１および第２コア５３ａ、５３ｂの交差位置で導波路ユニット５２をダイシングして、ミラー面４ｃを形成して、光路変換デバイス２が得られる。そして、ミラー面４ｃは、第１コア５３ａの光軸と第２コア５３ｂの光軸との交点位置を通るように形成されている。

この光路変換デバイス２においては、各コア３は、第１端面４ａからミラー面４ｃに至り、ミラー面４ｃで折り返されて第２端面４ｂに至るように構成されている。そして、コア３の第１コア端面３ａが第１端面４ａに２×ｎのマトリックス状に露出し、第２コア端面３ｂが第２端面４ｂに２×ｎのマトリックス状に露出している。また、このように作製されたコア３は断面矩形に形成されている。

なお、この第１の光路変換デバイス製造方法では、第２フッ素化ポリイミド溶液の屈折率は第１フッ素化ポリイミド溶液の屈折率に対して０．０１〜５．０％高く設定されている。また、コアおよびクラッド材としてフッ素化ポリイミドを用いるものとしているが、コアおよびクラッド材としては必要な屈折率が得られる樹脂であればよく、例えばポリメチルメタアクリレート樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリシラン樹脂等を用いることができる。さらに、コア層を反応性イオンエッチングによりパターニングするものとしているが、第２フッ素化ポリイミド溶液に光硬化性を付与すれば、写真製版技術のみでコア層をパターニングでき、製造プロセスの簡略化が図られる。
また、この第１の光路変換デバイス製造方法では、基板５０に石英ガラスを用いるものとしているが、基板５０は石英ガラス基板に限定されるものではなく、例えばシリコン基板や、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂基板でもよい。

また、この第１の光路変換デバイス製造方法では、石英ガラスの基板５０に第１および第２フッ素化ポリイミド溶液を塗布し、反応性イオンエッチングによりパターニングして第１および第２コア５３ａ、５３ｂを作製し、さらに第１フッ素化ポリイミド溶液を塗布して導波路体５１を作製するものとしている。しかし、基板に低屈折率の石英ガラスを用い、高屈折率の石英ガラスをスパッタリング等の真空成膜技術を用いて基板上に成膜し、高屈折率の石英ガラス膜を写真製版技術および反応性イオンエッチング技術を用いてパターニングして第１および第２コアを作製し、その後低屈折率の石英ガラスをスパッタリング等の真空成膜技術を用いて第１および第２コアを覆うように基板上に成膜して導波路体を作製するようにしてもよい。この場合、石英ガラスに代えて、必要な屈折率が得られるガラス、例えばゲルマドープガラス、ホウケイサンガラス、ソーダガラスを用いることができる。

ついで、図８による第２の光路変換デバイス製造方法について説明する。
図８の（ａ）に示されるように、ハロゲン化ガラスを用いて平板状の基板５５を作製する。そして、例えば８１０ｎｍのレーザ光を集光レンズで集光し、１００ＭＪ／ｃｍ^２のエネルギーとして基板５５の所定深さ位置に照射する。このレーザ照射によりハロゲン化ガラスのレーザ照射部位が屈折率変化を起こす。この時、基板５５を平行移動することにより、１本の第１コア５６ａが形成される。そして、照射位置をずらして、レーザ照射を複数回行い、第１コア５６ａが、図８の（ｂ）に示されるように、互いに平行に、かつ、２次元的（２×ｎ）に配列されて基板５５内に形成される。
ついで、第１コア５６ａと直交する方向に基板５５を平行移動して、レーザ照射を行い、第２コア５６ｂが、図８の（ｃ）に示されるように、互いに平行に、かつ、２次元的（２×ｎ）に配列されて、さらに第１コア５６ａと直交するように基板５５内に形成される。

そして、第１および第２コア５６ａ、５６ｂの交差位置で基板５５をダイシングして、ミラー面４ｃを形成し、図８の（ｄ）に示される光路変換デバイス２が得られる。
このように作製された光路変換デバイス２は、コア３（屈折率変化を起こしたハロゲン化ガラスの部位）がクラッド４（屈折率変化を起こしていないハロゲン化ガラスの部位）内に埋設されている。そして、コア３の屈折率はクラッド４の屈折率に対して０．０１〜５．０％高く設定されている。また、このように作製されたコア３は断面円形に形成され、光を効率よく伝播できる。
この光路変換デバイス２においても、各コア３は、第１端面４ａからミラー面４ｃに至り、ミラー面４ｃで折り返されて第２端面４ｂに至るように構成されている。そして、コア３の第１コア端面３ａが第１端面４ａに２×ｎのマトリックス状に露出し、第２コア端面３ｂが第２端面４ｂに２×ｎのマトリックス状に露出している。

なお、この第２の光路変換デバイス製造方法では、基板５５の材料は、ハロゲン化ガラスに限定されるものではなく、レーザ照射により屈折率変化を起こすものであればよく、例えば酸化ガラス、石英ガラスを用いることができる。
また、上記第１および第２の光路変換デバイス製造方法において、ダイシングの切断面を研磨して、ミラー面４ｃの平面度を高めるようにしてもよい。また、ダイシングに代えて、反応性イオンエッチングや研磨によりミラー面を形成するようにしてもよい。
また、上記第１および第２の光路変換デバイス製造方法において、コア材の屈折率をクラッド材の屈折率に対して０．０１〜５．０％高くするものとしているが、両者の屈折率差は０．０１〜５．０％に限定されるものではなく、用途によって適宜選択されるものである。

また、本発明に適用される光路変換デバイスは、上記第１および第２の製造方法により製造された光路変換デバイスに限定されるものではなく、例えば光ファイバを束ねて２次元的に配列するように構成した光路変換デバイスでもよい。
また、光路変換デバイス２において、ミラー面４ｃに金や多層膜を被覆して、コア３を伝播した光をミラー面４ｃで効率よく反射できるようにしてもよい。
また、ミラー面４ｃにフィルター機能を持たせるようにしてもよい。この場合、ミラー面４ｃを透過した光を別の導波路に入射させることができ、用途が増大する。
さらに、ミラー面４ｃのコア３の光軸に対する角度を４５°とすれば、光路を９０°変えることができる。このミラー面４ｃのコア３の光軸に対する角度は、４５°に限定されるものではなく、用途によって適宜設定すればよい。

ついで、光路変換コネクタの製造方法について具体的に説明する。
実施例１．
図９はこの発明の実施例１に係る光路変換デバイスの製造方法を示す斜視図である。
外装部材５Ａは、図９に示されるように、第１分割外装部材１０および第２分割外装部材１１に分割構成されている。第１分割外装部材１０は、収容凹部１０ａがその一面側に形成され、一対の溝１０ｂが収容凹部１０ａを挟んでその一面側に互いに平行に形成され、光入出射用の窓１０ｃが収容凹部１０ａ内に穿設され、さらにフランジ部１０ｄが形成されている。一方、第２分割外装部材１１は、収容凹部１１ａがその一面側に形成され、一対の溝１１ｂが収容凹部１１ａを挟んでその一面側に互いに平行に形成され、さらにフランジ部１１ｃが形成されている。なお、一対の溝１１ｂの溝間隔は、一対の溝１０ｂの溝間隔に一致している。

そして、光路変換デバイス２が、紫外線硬化型の接着剤を塗布されて収容凹部１１ａ内に配設され、光軸調整された後、紫外線を照射して接着剤を硬化させて収容凹部１１ａに固定される。この時、光路変換デバイス２は、接着面を基準面とし、この基準面からコア３までの距離を一定に調整し、かつ、コア３と溝１１ｂとの距離を所定値に調整することで、光軸調整される。
ついで、光路変換デバイス２を収容凹部１０ａ内に納めるように第１分割外装部材１０を第２分割外装部材１１に宛い、第１分割外装部材１０および第２分割外装部材１１をボルトおよびナット（図示せず）により締着固定して、光路変換コネクタ１Ａが組み立てられる。

このように組み立てられた光路変換コネクタ１Ａは、光路変換デバイス２の２次元的に配列された第２コア端面３ｂが窓１０ｃ内に露出している。そこで、第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂを介して外部部品と光接続される。そして、溝１０ｂ、１１ｂが一体となって第１ピン挿入穴６ａを構成している。

この実施例１では、外装部材５Ａが第１および第２分割外装部材１０、１１に分割構成されているので、光路変換デバイス２を外装部材５Ａに取り付ける際の光軸調整作業が容易となる。

なお、上記実施例１では、第２分割外装部材１１に光路変換デバイス２を光軸調整して取り付けるものとしているが、第１分割外装部材１０に光路変換デバイス２を光軸調整して取り付けてもよい。
また、外装部材５Ａが第１および第２分割外装部材１０、１１に２分割されているものとしているが、分割数は２つに限らず３つ以上でもよい。
また、第１および第２分割外装部材１０、１１をボルトおよびナットを用いて固定するものとしているが、第１および第２分割外装部材１０、１１の固定方法は、ボルトおよびナットに限定されるものではなく、例えば接着剤でもよい。

実施例２．
図１０はこの発明の実施例２に係る光路変換デバイスの製造方法を示す斜視図である。
外装部材５Ｂは、図１０に示されるように、第１分割外装部材１０Ａおよび第２分割外装部材１１Ａに分割構成されている。第１分割外装部材１０Ａは、収容凹部１０ａがその一面側に形成され、一対の溝１０ｂが収容凹部１０ａを挟んでその一面側に互いに平行に形成され、光入出射用の窓１０ｃが収容凹部１０ａ内に穿設され、フランジ部１０ｄが形成され、さらに一対の光路変換デバイス位置決め用突起１０ｅ（係合部）が収容凹部１０ａに溝１０ｂと平行に延設されている。一方、第２分割外装部材１１Ａは、収容凹部１１ａがその一面側に形成され、一対の溝１１ｂが収容凹部１１ａを挟んでその一面側に互いに平行に形成され、フランジ部１１ｃが形成され、さらに光路変換デバイス位置決め用突起１１ｄ（係合部）が収容凹部１１ａに溝１１ｂと平行に延設されている。

また、光路変換デバイス２Ａは、一対の光路変換デバイス位置決め用溝４ｄ（被係合部）がクラッド４の第２端面４ｂにコア３と平行に延設され、光路変換デバイス位置決め用溝４ｅ（被係合部）がクラッド４の第２端面４ｂと相対する端面にコア３と平行に延設されている。そして、一対の光路変換デバイス位置決め用溝４ｄの間隔は、一対の光路変換デバイス位置決め用突起１０ｅの間隔に一致している。また、一対の光路変換デバイス位置決め用溝４ｄと光路変換デバイス位置決め用溝４ｅとの位置関係は、一対の光路変換デバイス位置決め用突起１０ｅと光路変換デバイス位置決め用突起１１ｄとの位置関係に一致している。

そして、光路変換デバイス２Ａが、紫外線硬化型の接着剤を塗布されて、一対の光路変換デバイス位置決め用溝４ｄを一対の光路変換デバイス位置決め用突起１０ｅに係合させて収容凹部１０ａ内に配設される。そして、光路変換デバイス２Ａを収容凹部１１ａ内に納め、かつ、光路変換デバイス位置決め用溝４ｅを光路変換デバイス位置決め用突起１１ｄに係合するように第２分割外装部材１１Ａが第１分割外装部材１０Ａに宛われる。そして、紫外線を照射して接着剤を硬化させて、光路変換デバイス２Ａ、第１分割外装部材１０Ａおよび第２分割外装部材１１Ａが固定され、光路変換コネクタ１Ｂが組み立てられる。
これにより、光路変換デバイス２Ａは、一対の光路変換デバイス位置決め用溝４ｄと一対の光路変換デバイス位置決め用突起１０ｅとの係合と、光路変換デバイス位置決め用溝４ｅと光路変換デバイス位置決め用突起１１ｄとの係合とにより光軸調整される。

従って、この実施例２では、一対の光路変換デバイス位置決め用溝４ｄと一対の光路変換デバイス位置決め用突起１０ｅとの係合と、光路変換デバイス位置決め用溝４ｅと光路変換デバイス位置決め用突起１１ｄとの係合とにより光軸調整されるので、光路変換デバイス２Ａの固定作業が容易となるとともに、光軸調整後の光路変換デバイス２Ａの変位がなく、光路変換デバイス２Ａの光軸調整が長期的に維持される。

ここで、突起１０ｅ、１１ｄは、第１および第２分割外装部材１０Ａ、１１Ａが樹脂材や無機材で作製されている場合には、第１および第２分割外装部材１０Ａ、１１Ａの成形時に同時に成形できる。また、第１および第２分割外装部材１０Ａ、１１Ａが金属材で作製されている場合には、突起１０ｅ、１１ｄは、切削加工などにより形成することができる。

なお、上記実施例２では、突起１０ｅ、１１ｄと溝４ｄ、４ｅとの３つの係合部により光路変換デバイス２Ａの光軸調整を行っているが、突起１０ｅ、１１ｄと溝４ｄ、４ｅとの係合部の個数は３つに限定されるものではなく、光路変換デバイス２Ａが外装部材に精度よく位置決めできる係合個数であれればよい。
また、上記実施例２では、突起を第１および第２分割外装部材１０Ａ、１１Ａに形成し、溝を光路変換デバイス２Ａに形成するものとしているが、突起を光路変換デバイスに形成し、溝を第１および第２分割外装部材１０Ａ、１１Ａに形成してもよい。さらに、突起と溝を第１および第２分割外装部材１０Ａ、１１Ａおよび光路変換デバイス２Ａに形成してもよい。

実施例３．
図１１はこの発明の実施例３に係る光路変換デバイスの製造方法を示す斜視図である。
外装部材５Ｃは、図１１に示されるように、光路変換デバイス挿入穴としての収容穴１２が光路変換デバイス収容部５ａに形成され、窓１３が収容穴１２の先端部に形成されている。

そして、光路変換デバイス２が、紫外線硬化型の接着剤を塗布されて収容穴１２内に挿入され、光軸調整された後、紫外線を照射して接着剤を硬化させて収容穴１２に固定され、光路変換コネクタ１Ｃが組み立てられる。この時、光路変換デバイス２は、接着面を基準面とし、この基準面からコア３までの距離を一定に調整し、かつ、コア３と第１ピン挿入穴６ａとの距離を所定値に調整することで、光軸調整される。

このように組み立てられた光路変換コネクタ１Ｃは、光路変換デバイス２の２次元的に配列された第２コア端面３ｂが窓１３内に露出している。そこで、第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂを介して外部部品と光接続される。

この実施例３では、光路変換デバイス２を挿入するための収容穴１２が外装部材５Ｃの光路変換デバイス収容部５ａに形成されているので、光路変換デバイス２を収容穴１２に挿入した状態で光軸調整を実施でき、光路変換デバイス２の光軸調整作業が容易となる。さらに、部品点数が少なくなるので、組み立て工数が削減され、低価格化が図られる。

なお、上記各実施例では、光路変換デバイを外装部材に紫外線硬化型の接着剤を用いて固定するものとしているが、光路変換デバイスの固定方法は紫外線硬化型の接着剤に限定されるものではなく、例えば熱硬化性の接着剤や脱アルコール型の接着剤を用いてもよい。
また、上記各実施例では、外装部材の材料について述べていないが、外装部材の材料は、コネクタとしての強度および耐傷性を満足する材料であればよく、エポキシ、アクリル、シリコーン等の樹脂材料、ガラス、ジルコニア等の無機材料、ステンレス、鉄等の金属材料或いは合金材料、あるいはこれらの材料に充填材（フィラー）を添加した材料を用いることができる。

実施の形態２．
図１２はこの発明の実施の形態２に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図、図１３はこの発明の実施の形態２に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続状態を示す斜視図である。

図１２において、光路変換コネクタ２０は、第２位置決め部材としての一対の第２ピン挿入穴６ｂが、外装部材５Ｄの光路変換デバイス収容部５ａに、２次元的に配列されている第２コア端面３ｂに対して所定の位置関係を持ち、かつ、その穴方向を第２端面４ｂからミラー面４ｃに至るコア３の部分の光軸と平行に形成されている。
なお、外装部材５Ｄは、例えば上記実施の形態１における外装部材５Ｃに第２ピン挿入穴６ｂを形成しているものである。そして、この光路変換コネクタ２０は、外装部材５Ｃ代えて外装部材５Ｄを用いている点を除いて、上記実施の形態１の光路変換コネクタ１と同様に構成されている。

外部部品１５Ｂは、少なくとも３つ以上の光電変換素子２１が２次元的に配列されて構成されたアレイ状光電変換素子体であり、回路基板２２上に取り付けられている。そして、光電変換素子２１は、光路変換デバイス２の第２コア端面３ｂの配列状態と同等に配列されている。また、被位置決め部材としての一対のピン挿入穴２３が２次元的に配列されている光電変換素子２１に対して所定の位置関係を持つように回路基板２２に形成されている。さらに、弾性固定部材としてのバネ部材２４が回路基板２２に蝶番２４ａ周りに回動自在に取り付けられている。

ここで、外部部品１５Ｂは、光電変換素子２１である受光素子および受光素子の一方の素子が２次元的に配列されている。そして、発光素子および受光素子は、発光あるいは受光を行って光電変換できる素子であればよく、発光素子には、例えば面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）、端面発光型レーザダイオード（ＬＤ）が用いられ、受光素子には、例えばフォトダイオード（ＰＤ）が用いられる。

つぎに、このように構成された光路変換コネクタ２０による外部部品１５Ａ、１５Ｂとの光接続方法について説明する。
まず、図１２中矢印Ａで示されるように、一対の位置決めピン８が光路変換コネクタ２０の各第１ピン挿入穴６ａに挿入される。そして、外部部品１５Ａが、一対の位置決めピン８を各ピン挿入穴１９に挿入して、光路変換コネクタ２０に装着される。これにより、外部部品１５Ａのコア端面１７ａが光路変換デバイス２のコア３の第１コア端面３ａに光軸を一致させて密接される。ついで、バネ部材９が、光路変換コネクタ２０のフランジ部５ｂと外部部品１５Ａのフランジ部１６ａとに弾性係止され、光路変換コネクタ２０と外部部品１５Ａとが、図１３に示されるように、バネ部材９により弾性固定される。これにより、外部部品１５Ａのコア端面１７ａと光路変換デバイス２の第１コア端面３ａとが、光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。

ついで、図１２中矢印Ｂで示されるように、一対の位置決めピン８が回路基板２２の各ピン挿入穴２３に挿入される。そして、光路変換コネクタ２０が、一対の位置決めピン８を各第２ピン挿入穴６ｂに挿入して、回路基板２２に装着される。これにより、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１が外装部材５Ｄの窓１３内に挿入され、光路変換デバイス２のコア３の第２コア端面３ｂに光軸を一致させて密接される。ついで、バネ部材２４が、光路変換コネクタ２０の光路変換デバイス収容部５ａに弾性係止され、光路変換コネクタ２０と外部部品１５Ｂとが、図１３に示されるように、バネ部材２４により弾性固定される。これにより、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１と光路変換デバイス２の第２コア端面３ｂとが、光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。
その結果、外部部品１５Ａのコア端面と外部部品１５Ｂの光電変換素子２１とが光路変換コネクタ２０を介して光接続される。

そこで、光電変換素子２１が発光素子であれば、光電変換素子２１で発光した光は、第２コア端面３ｂから入射してコア３内をミラー面４ｃまで伝播した後、ミラー面４ｃで反射されてコア３内を第１コア端面３ａまで伝播される。そして、光は、第１コア端面３ａから外部部品１５Ａのコアに入射し、外部部品１５Ａのコア内を伝播して、この外部部品１５Ａに光ケーブル１４を介して光接続されている光デバイス等に供給される。
また、光電変換素子２１が受光素子であれば、外部部品１５Ａのコア端面１７ａから第１コア端面３ａを介して入射した光が、コア３内をミラー面４ｃまで伝播した後、ミラー面４ｃで反射されてコア３内を第２コア端面３ｂまで伝播される。そして、光は、第２コア端面３ｂから外部部品１５Ｂの光電変換素子２１に入射し、光電変換素子２１により電気量に変換されて、回路基板２２を介して所望の機器に出力される。

このように、この実施の形態２によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、第２ピン挿入穴６ｂが２次元的に配列されている第２コア端面３ｂの光軸に対して外部部品１５Ｂの光電変換素子２１の中心（光軸）を一致させるように外装部材５Ｄに設けられているので、外部部品１５Ｂの位置決めピン８を第２ピン挿入穴６ｂに挿入させるだけで、２次元的に配列されている外部部品１５Ｂの光電変換素子２１が２次元的に配列されている光路変換デバイス２のコア３に光軸調整されて同時に光接続される。そこで、光路変換コネクタ２０の外部部品１５Ｂへの接続作業性が容易となるとともに、光軸ずれに起因する光接続損失が低減される。
また、バネ部材２４を用いて光路変換コネクタ２０と外部部品１５Ｂとを弾性固定しているので、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１と光路変換デバイス２の第２コア端面３ｂとが、光軸を一致させて密着状態に維持される。そこで、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１と光路変換デバイス２の第２コア端面３ｂとの密着性が向上し、接続時の損失を小さくすることができる。

ここで、光電変換素子２１の扱える波長は、０．８５μｍ、１．３μｍ、１．５５μｍの波長が一般的であるが、この光路変換コネクタ２０は、適用されるデバイスに応じて任意の波長を用いることができる。
また、外部部品１５Ｂは、発光素子および受光素子の一方の素子を２次元的に配列して構成されているものとしているが、発光素子および受光素子を混在させて２次元的に配列して構成した外部部品でもよい。
また、この実施の形態２では、外装部材５Ｃに第２ピン挿入穴６ｂを形成した外装部材５Ｄを用いるものとしているが、外装部材５Ａ、５Ｂに第２ピン挿入穴６ｂを形成した外装部材を用いてもよい。

実施の形態３．
図１４はこの発明の実施の形態３に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。
図１４において、光路変換デバイス２５は、クラッド４の第１端面４ａからミラー面４ｃまでの距離が長く構成されている点を除いて上記光路変換デバイス２と同様に構成されている。そして、この光路変換デバイス２５が、ミラー面４ｃを延出させるように外装部材５Ｅに取り付けられている。この外装部材５Ｅは、例えば、図９に示される第１および第２分割外装部材１０、１１において、窓１０ｃを省略し、収容凹部１０ａ、１１ａをフランジ部１０ｄ、１１ｃまで貫いて形成し、さらに第２ピン挿入穴６ｂをフランジ部１０ｄ、１１ｃに穿設することで実現される。

このように構成された光路変換コネクタ２０Ａは、一対の位置決めピン８が光路変換コネクタ２０Ａの各第１ピン挿入穴６ａに挿入される。そして、外部部品１５Ａが、一対の位置決めピン８を各ピン挿入穴に挿入して、光路変換コネクタ２０Ａに装着される。
また、一対の位置決めピン８が回路基板２２の各ピン挿入穴２３に挿入される。そして、光路変換コネクタ２０Ａが、一対の位置決めピン８を各第２ピン挿入穴６ｂに挿入して、回路基板２２に装着される。
これにより、外部部品１５Ａのコア端面１７ａが光路変換デバイス２のコア３の第１コア端面３ａに光軸を一致させて密接される。同様に、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１が光路変換デバイス２のコア３の第２コア端面３ｂに光軸を一致させて密接される。
ついで、図示していないが、バネ部材９が光路変換コネクタ２０Ａのフランジ部２６ｂと外部部品１５Ａのフランジ部１６ａとに弾性係止され、かつ、バネ部材２４が光路変換コネクタ２０Ａのフランジ部２６ｂに弾性係止されて、外部部品１５Ａのコア端面１７ａと外部部品１５Ｂの光電変換素子２１とが光路変換コネクタ２０Ａを介して光接続される。

従って、この実施の形態３においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。

実施の形態４．
図１５はこの発明の実施の形態４に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。
図１５において、この光路変換コネクタ２０Ｂは、光路変換デバイス２が外装部材５Ｃの収容穴１２に光軸調整されて接着固定されている。また、外部部品１５Ｂが外装部材５Ｃの窓１３内に挿入され、光電変換素子２１を光路変換デバイス２の第２コア端面３ｂに光軸調整された状態で光路変換デバイス２の第２端面４ｂに接着固定されている。

このように構成された光路変換コネクタ２０Ｂは、外部部品１５Ａに接続するだけで、外部部品１５Ａのコア端面と外部部品１５Ｂの光電変換素子２１との光接続が実現できる。また、外部部品１５Ｂが光路変換デバイス２に一体化されているので、小型化が図られる。さらに、外部部品１５Ｂが光路変換デバイス２に光軸調整されて固着されているので、位置ずれに起因する損失が低減される。

ここで、この実施の形態４における光路変換デバイス２と外部部品１５Ｂとの接続構造について図１６乃至図２１を参照しつつ説明する。
外部部品１５Ｂは、例えば半導体製造技術により作製される。そして、光電変換素子２１がシリコン基板２７上に２次元的に形成されている。この光電変換素子２１には、図１６に示されるようなアノード電極およびカソード電極が光の入出射面の反対側の面に形成されている裏面入出射型光電変換素子２１Ａと、図１７に示されるようなアノード電極およびカソード電極の一方が光の入出射面に形成されている表面入出射型光電変換素子２１Ｂとがある。なお、図１６および図１７中、２８は電極パッドを示し、矢印は光の入出射方向を示している。

光路変換デバイス２と裏面入出射型光電変換素子２１Ａを備えた外部部品１５Ｂとの接続構造は、図１８に示されるように、シリコン基板２７の光電変換素子非形成面を第２端面４ｂに重ね合わせ、第２コア端面３ｂと裏面入出射型光電変換素子２１Ａとの光軸調整を行った後、固定されている。そして、電気接続用半田３０が電極パッド２８に形成され、裏面入出射型光電変換素子２１Ａと他の電気部品との電気的接続が行えるようになっている。なお、シリコン基板２７と光路変換デバイス２との固定方法は、シリコン基板２７と光路変換デバイス２とを固定できるものであればよく、例えばエポキシ、アクリル、シリコーン等の接着剤を用いることができる。また、裏面入出射型光電変換素子２１Ａと他の電気部品との電気的接続には、半田に代えて導電性樹脂を用いることもできる。

また、光路変換デバイス２と表面入出射型光電変換素子２１Ｂを備えた外部部品１５Ｂとの第１の接続構造は、図１９に示されるように、シリコン基板２７の光電変換素子形成面を第２端面４ｂに重ね合わせ、第２コア端面３ｂと表面入出射型光電変換素子２１Ｂとの光軸調整を行った後、第２端面４ｂに形成された引き出し電極２９と電極パッド２８とを半田接合している。そして、第２端面４ｂとシリコン基板２７との隙間に、接着剤を注入硬化させている。さらに、電気接続用半田３０が引き出し電極２９に形成され、表面入出射型光電変換素子２１Ｂと他の電気部品との電気的接続が行えるようになっている。なお、第２端面４ｂとシリコン基板２７との隙間に注入される接着剤は、例えばエポキシ、アクリル、シリコーン等の接着剤を用いることができる。また、引き出し電極２９と電極パッド２８との電気的接続には、半田に代えて導電性樹脂を用いることもできる。さらに、表面入出射型光電変換素子２１Ｂと他の電気部品との電気的接続には、半田に代えて導電性樹脂を用いることもできる。

また、光路変換デバイス２と表面入出射型光電変換素子２１Ｂを備えた外部部品１５Ｂとの第２の接続構造は、図２０に示されるように、シリコン基板２７の光電変換素子形成面を第２端面４ｂに重ね合わせ、第２コア端面３ｂと表面入出射型光電変換素子２１Ｂとの光軸調整を行った後、接着固定されている。このシリコン基板２７には、電極パッド２８に電気的に接続されているスルーホール２７ａが形成され、電気接続用半田３０がこのスルーホール２７ａの外側電極パッドに形成されて、表面入出射型光電変換素子２１Ｂと他の電気部品との電気的接続が行えるようになっている。

また、光路変換デバイス２と表面入出射型光電変換素子２１Ｂを備えた外部部品１５Ｂとの第３の接続構造は、図２１に示されるように、シリコン基板２７の光電変換素子形成面を第２端面４ｂに重ね合わせ、第２コア端面３ｂと表面入出射型光電変換素子２１Ｂとの光軸調整を行った後、第２端面４ｂに形成された引き出し電極２９と電極パッド２８とを半田接合している。そして、第２端面４ｂとシリコン基板２７との隙間に、接着剤を注入硬化させている。さらに、スルーホール基板３１の内側電極パッドと引き出し電極２９とが半田接合され、電気接続用半田３０がスルーホール基板３１の外側電極パッドに形成されて、表面入出射型光電変換素子２１Ｂと他の電気部品との電気的接続が行えるようになっている。

実施の形態５．
図２２はこの発明の実施の形態５に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。
図２２において、光路変換コネクタ２０Ｃは、マイクロレンズ３２が光路変換デバイス２の第１端面４ａおよび第２端面４ｂにコア３に対して光軸調整されて固着されている。このマイクロレンズ３２は、レンズ機能を有するように凸型又は凹型に成形され、通過する光を集光し、あるいは平行光にするものである。
なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。

この実施の形態５では、光路変換コネクタ２０Ｃと外部部品１５Ａ、１５Ｂとを接続すると、光路変換デバイス２のコア３と外部部品１５Ａのコアとがマイクロレンズ３２を介して光接続され、光路変換デバイス２のコア３と外部部品１５Ｂの光電変換素子２１とがマイクロレンズ３２を介して光接続される。
そこで、光が外部部品１５Ａのコアから光路変換デバイス２のコア３に入射する場合には、光はマイクロレンズ３２で集光され、あるいは平行光となってコア３に入射する。また、光が光路変換デバイス２のコア３から外部部品１５Ａのコアに入射する場合には、光はマイクロレンズ３２で集光され、あるいは平行光となって外部部品１５Ａのコアに入射する。なお、光路変換デバイス２と外部部品１５Ｂとの間の入出射光についても、同様である。
従って、この実施の形態５によれば、光路変換デバイス２と外部部品１５Ａ、１５Ｂとの間の結合損失が抑えられる。

ここで、マイクロレンズ３２は、凸型や凹型の形状のものに限定されるものではなく、光の広がりを抑えるものであればよく、例えば光ファイバーのように光を伝播させる媒体の一部を用いてもよい。また、マイクロレンズ３２の材料は、レンズ機能を有するものであればよく、例えばエポキシ、アクリル、シリコーン等の樹脂材料、石英、アルミナ、ガラス等の無機材料が用いられる。
また、マイクロレンズ３２を第１端面４ａ、４ｂに固着する方法は、エポキシ、アクリル、シリコーン等の接着剤を用いることができるが、これに限定されるものではない。

なお、上記実施の形態５では、マイクロレンズ３２を光路変換デバイス２の第１端面４ａおよび第２端面４ｂに固着するものとしているが、マイクロレンズ３２を光路変換デバイス２の第１端面４ａおよび第２端面４ｂの一方に固着するようにしてもよい。
また、マイクロレンズ３２の表面にハードコート膜や反射防止膜を被覆し、傷や反射の発生を防止するようにしてもよい。

実施の形態６．
図２３はこの発明の実施の形態６に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。
図２３において、光路変換コネクタ２０Ｄは、マイクロレンズ３２が光路変換デバイス２の第２端面４ｂにコア３と光軸調整されて固着され、外部部品１５Ｂがマイクロレンズ３２に光軸調整されて固着されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態４と同様に構成されている。

この実施の形態６によれば、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１がマイクロレンズ３２を介してコア３の第２コア端面３ｂに光接続されているので、入出射光の広がりに起因する結合損失の悪化が抑えられる。

実施の形態７．
図２４はこの発明の実施の形態７に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。
図２４において、光路変換コネクタ２０Ｅは、外部部品１５Ａが光路変換デバイス２のコア３と光軸調整されて外装部材５Ｄに固着されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。

この実施の形態７によれば、外部部品１５Ａが光路変換コネクタ２０Ｅに一体化されているので、バネ部材９を省略することができるとともに、光ケーブル付きコネクタとして利用できる。

実施の形態８．
図２５はこの発明の実施の形態８に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。
図２５において、一対の取付座３３が外装部材５Ｆに形成されている。さらに、弾性固定部材としての一対のバネ部材３５が外装部材５Ｆに設けられている。また、固定金具３４および受け金具３６が回路基板２２に形成されている。
なお、外装部材５Ｆは、上記実施の形態１における外装部材５Ｃに取付座３３およびバネ部材３５を設けているものである。そして、この光路変換コネクタ２０Ｆは、外装部材５Ｃ代えて外装部材５Ｆを用いている点を除いて、上記実施の形態２の光路変換コネクタ２０と同様に構成されている。

この実施の形態８では、一対の位置決めピン８が回路基板２２の各ピン挿入穴２３に挿入され、光路変換コネクタ２０が一対の位置決めピン８を各第２ピン挿入穴６ｂに挿入して、回路基板２２に装着される。これにより、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１が外装部材５Ｆの窓１３内に挿入され、光路変換デバイス２のコア３の第２コア端面３ｂに光軸を一致させて密接される。ついで、バネ部材３５が、回路基板２２の受け金具３６に弾性係止され、光路変換コネクタ２０と外部部品１５Ｂとが、バネ部材３５により弾性固定される。その後、取付ねじ（図示せず）を取付座３３の貫通穴３３ａに通して固定金具３４のネジ穴３４ａに締着して、光路変換コネクタ２０Ｆと外部部品１５Ｂとが、固定される。これにより、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１と光路変換デバイス２の第２コア端面３ｂとの光接続状態が維持される。ついで、外部部品１５Ａが光路変換コネクタ２０Ｆに光接続される。

このように、この実施の形態８によれば、光路変換コネクタ２０Ｆが回路基板２２や筐体に安定して固定でき、光接続の信頼性が高まる。また、光路変換コネクタ２０Ｆを回路基板２２や筐体に固定した状態で外部部品１５Ａを抜き差しできるので、外部部品１５Ａの抜き差しによる負荷が光路変換コネクタ２０Ｆにかかりにくく、耐久性が向上する。

なお、この実施の形態８では、取付座３３を外装部材５Ｆに一体に構成するものとしているが、取付座を別部品で構成してもよいことはいうまでもないことである。
また、この実施の形態８では、バネ部材３５を外装部材５Ｆに取り付けるものとしているが、光路変換コネクタ２０Ｆと外部部品１５Ａとを弾性固定するバネ部材を外装部材５Ｆに取り付けてもよいことはいうまでもないことである。この場合、外部部品１５Ａにバネ部材の受け金具を設けることになる。

実施の形態９．
図２６はこの発明の実施の形態９に係る光路変換コネクタの製造方法を説明する斜視図、図２７はこの発明の実施の形態９に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。
図２６において、光路変換デバイス２Ｂは、光を伝播する複数本のコア３が２次元的に配列されて、コア３より小さな屈折率を有するクラッド４内に埋設されて構成されている。クラッド４は第１端面４ａ、第２端面４ｂおよび第１端面４ａと第２端面４ｂとの間に位置するミラー面４ｃを有している。各コア３は、第１端面４ａからミラー面４ｃに至り、ミラー面４ｃで折り返されて第２端面４ｂに至るように構成されている。そして、コア３の第１コア端面３ａが第１端面４ａに２×ｎのマトリックス状に露出し、第２コア端面３ｂが第２端面４ｂに２×ｎのマトリックス状に露出している。

また、第１位置決め部材としての一対の第１ピン挿入穴６ａが２次元的に配列されている第１コア端面３ａを挟んでクラッド４の第１端面４ａに形成されている。そして、各第１ピン挿入穴６ａは、２次元的に配列されている第１コア端面３ａに対して所定の位置関係を持ち、かつ、その穴方向を第１端面４ａからミラー面４ｃに至るコア３の部分の光軸と平行に形成されている。つまり、各第１ピン挿入穴６ａは第１コア端面３ａに対して光軸調整されている。
同様に、第２位置決め部材としての一対の第２ピン挿入穴６ｂが２次元的に配列されている第２コア端面３ｂを挟んでクラッド４の第２端面４ａに形成されている。そして、各第２ピン挿入穴６ｂは、２次元的に配列されている第２コア端面３ｂに対して所定の位置関係を持ち、かつ、その穴方向を第２端面４ｂからミラー面４ｃに至るコア３の部分の光軸と平行に形成されている。つまり、各第２ピン挿入穴６ｂは第２コア端面３ｂに対して光軸調整されている。

フランジ部３７は、クラッド４の第２端面４ｂとミラー面４ｃとのなす角度に等しい傾斜面３７ａを有している。
そして、光路変換コネクタ２０Ｇは、光路変換デバイス２Ｂのクラッド４のミラー面４ｃにフランジ部３７の傾斜面２５ａを固着して、直方体に構成されている。
なお、光路変換デバイス２Ｂは、第１および第２ピン挿入穴６ａ、６ｂが設けられている点を除いて、上記光路変換デバイス２と同様に構成されている。

つぎに、このように構成された光路変換コネクタ２０Ｇによる外部部品１５Ａ、１５Ｂとの光接続方法について図２７を参照しつつ説明する。なお、図２７中、バネ部材９、２４は省略されている。
まず、一対の位置決めピン８（図示せず）が光路変換コネクタ２０Ｇの各第１ピン挿入穴６ａに挿入される。そして、外部部品１５Ａが、一対の位置決めピン８を各ピン挿入穴１９に挿入して、光路変換コネクタ２０Ｇに装着される。これにより、外部部品１５Ａのコア端面１７ａが光路変換デバイス２Ｂのコア３の第１コア端面３ａに光軸を一致させて密接される。ついで、バネ部材９（図示せず）が、光路変換コネクタ２０Ｇのフランジ部３７と外部部品１５Ａのフランジ部１５ａとに弾性係止され、光路変換コネクタ２０と外部部品１５Ａとが、バネ部材９により弾性固定される。これにより、外部部品１５Ａのコア端面と光路変換デバイス２Ｂの第１コア端面３ａとが、光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。

ついで、図２７中矢印で示されるように、一対の位置決めピン８が回路基板２２の各ピン挿入穴２３に挿入される。そして、光路変換コネクタ２０Ｇが、一対の位置決めピン８を各第２ピン挿入穴６ｂに挿入して、回路基板２２に装着される。これにより、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１が光路変換デバイス２Ｂのコア３の第２コア端面３ｂに光軸を一致させて密接される。ついで、バネ部材２４（図示せず）が、光路変換コネクタ２０Ｇの光路変換デバイス２Ｂに弾性係止され、光路変換コネクタ２０Ｇと外部部品１５Ｂとが、バネ部材２４により弾性固定される。これにより、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１と光路変換デバイス２Ｂの第２コア端面３ｂとが、光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。
その結果、外部部品１５Ａのコア端面１７ａと外部部品１５Ｂの光電変換素子２１とが光路変換コネクタ２０Ｇを介して光接続される。

この実施の形態９によれば、コア３が形成されているクラッド４に第１および第２ピン挿入穴６ａ、６ｂを形成しているので、第１および第２コア端面３ａ、３ｂに対する第１および第２ピン挿入穴６ａ、６ｂの位置を高精度に形成することができる。そこで、外部部品１５Ａ、１５Ｂと光路変換コネクタ２０Ｇとを光接続した際に、外部部品１５Ａのコア端面１７ａの光軸と光路変換コネクタ２０Ｇの第１コア端面３ａとの光軸とが高精度に一致し、かつ、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１の光軸と光路変換コネクタ２０Ｇの第２コア端面３ｂとの光軸とが高精度に一致し、接続による損失が低減される。
また、光路変換コネクタの外装部材が不要となり、低価格化が図られる。

ここで、上記実施の形態９において、フランジ部３７はコネクタの強度と耐久性を持つものであればよく、例えば光路変換デバイス２Ｂのクラッド材で作製されてもよい。
また、上記実施の形態９において、バネ部材９、３５を光路変換デバイス２Ｂおよびフランジ部３７に取り付けてもよい。
また、上記実施の形態９において、外部部品１５Ｂは光路変換デバイス２Ｂの第２コア端面３ｂに光軸調整されて直接固着されてもよい。この場合、外部部品１５Ｂは、図１８乃至図２１に示される取付構造により第２コア端面３ｂに取り付けられる。さらに、外部部品１５Ｂは、マイクロレンズ３２を介して第２コア端面３ｂに取り付けられてもよい。
また、上記実施の形態９において、外部部品１５Ａが光軸調整されて光路変換デバイス２Ｂと一体化されてもよい。
また、上記実施の形態９において、マイクロレンズ３２が光路変換デバイス２Ｂの第１および第２コア端面３ａ、３ｂに光軸調整されて固着されてもよい。

実施の形態１０．
図２８はこの発明の実施の形態１０に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図、図２９はこの発明の実施の形態１０に係る光路変換デバイスを示す断面図である。
図２８および図２９において、光路変換デバイス２Ｃは、光を伝播する複数本のコア３が２次元的に配列されて、コア３より小さな屈折率を有するクラッド４内に埋設されて構成されている。クラッド４は第１端面４ａ、第２端面４ｂおよび第１端面４ａと第２端面４ｂとの間に位置する第１および第２ミラー面４ｆ、４ｇを有している。各コア３は、第１端面４ａから第１ミラー面４ｆに至り、第１ミラー面４ｆで９０°曲げられて第２ミラー面４ｇに至り、第２ミラー面４ｇで９０°曲げられて第２端面４ｂに至るクランク状に構成されている。そして、コア３の第１コア端面３ａが第１端面４ａに２×ｎのマトリックス状に露出し、第２コア端面３ｂが第２端面４ｂに２×ｎのマトリックス状に露出している。

また、外装部材５Ｇは、第１および第２分割外装部材１０Ｂ、１１Ｂに分割構成されている。そして、光路変換コネクタ２０Ｈは、第１および第２分割外装部材１０Ｂ、１１Ｂの収容凹部１０ｆ、１１ｅ内に光路変換デバイス２Ｃを納め、第１および第２分割外装部材１０Ｂ、１１Ｂをボルト（図示せず）等により締着固定して組み立てられる。この時、光路変換デバイス２Ｃは、クラッド４の第１端面４ａおよび第２端面４ｂを露出するように外装部材５Ｇ内に収容されている。そして、第１位置決め部材としての一対の位置決めピン６０がクラッド４の第１端面４ａを挟んで第１コア端面３ａに対して光軸調整されて外装部材５Ｇの第１分割外装部材１０Ｂに立設されている。同様に、第２位置決め部材としての一対の位置決めピン６１がクラッド４の第２端面４ｂを挟んで第２コア端面３ｂに対して光軸調整されて外装部材５Ｇの第２分割外装部材１１Ｂに立設されている。さらに、バネ部材３５が外装部材５Ｇの第１および第２フランジ部５ｃ、５ｄに取り付けられている。
また、外部部品１５Ｃは、フランジ部１６ａがコア端面１７ａを挟んで形成されている点を除いて上記実施の形態１における外部部品１５Ａと同様に構成されている。

この実施の形態１０では、一方の外部部品１５Ｃがピン挿入穴１９に一対の位置決めピン６０を挿入しつつ光路変換コネクタ２０Ｈに宛われ、バネ部材３５をフランジ部１６ａに嵌着して取り付けられる。これにより、一方の外部部品１５Ｃのコア端面１７ａと光路変換デバイス２Ｃの第１コア端面３ａとが光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。
同様に、他方の外部部品１５Ｃがピン挿入穴１９に一対の位置決めピン６１を挿入しつつ光路変換コネクタ２０Ｈに宛われ、バネ部材３５をフランジ部１６ａに嵌着して取り付けられる。これにより、他方の外部部品１５Ｃのコア端面１７ａと光路変換デバイス２Ｃの第２コア端面３ｂとが光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。

そこで、一方の外部部品１５Ｃのコア端面１７ａから光路変換デバイス２Ｃの第１コア端面３ａに入射した光は、第１および第２ミラー面４ｆ、４ｇでそれぞれ９０°光路を変換されて第２コア端面３ｂから他方の外部部品１５Ｃのコア端面１７ａに入射される。

このように、この実施の形態１０によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、光路をクランク状に変換できる光路変換コネクタ２０Ｈを実現できる。

実施の形態１１．
図３０はこの発明の実施の形態１１に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図、図３１はこの発明の実施の形態１１に係る光路変換デバイスを示す断面図である。
図３０及び図３１において、光路変換デバイス２Ｄは、光を伝播する複数本のコア３が２次元的に配列されて、コア３より小さな屈折率を有するクラッド４内に埋設されて構成されている。クラッド４は第１端面４ａ、第２端面４ｂおよび第１端面４ａと第２端面４ｂとの間に位置する第１および第２ミラー面４ｆ、４ｇを有している。各コア３は、第１端面４ａから第１ミラー面４ｆに至り、第１ミラー面４ｆで９０°曲げられて第２ミラー面４ｇに至り、第２ミラー面４ｇで９０°曲げられて第２端面４ｂに至るコ字状に構成されている。そして、コア３の第１コア端面３ａが第１端面４ａに２×ｎのマトリクス状に露出し、第２コア端面３ｂが第２端面４ｂに２×ｎのマトリクス状に露出している。

また、外装部材５Ｈは、第１および第２分割外装部材１０Ｃ、１１Ｃに分割構成されている。そして、光路変換コネクタ２０Ｉは、第１および第２分割外装部材１０Ｃ、１１Ｃの収容凹部１０ｇ、１１ｆ内に光路変換デバイス２Ｄを納め、第１および第２分割外装部材１０Ｃ、１１Ｃをボルト（図示せず）等により締着固定して組み立てられる。この時、光路変換デバイス２Ｄは、クラッド４の第１端面４ａおよび第２端面４ｂを露出するように外装部材５Ｈ内に収容されている。そして、第１位置決め部材としての一対の位置決めピン６０がクラッド４の第１端面４ａを挟んで第１コア端面３ａに対して光軸調整されて外装部材５Ｈの第２分割外装部材１１Ｃに立設されている。同様に、第２位置決め部材としての一対の位置決めピン６１がクラッド４の第２端面４ｂを挟んで第２コア端面３ｂに対して光軸調整されて外装部材５Ｈの第２分割外装部材１１Ｃに立設されている。さらに、バネ部材３５が外装部材５Ｈの第１および第２フランジ部５ｃ、５ｄに取り付けられている。

この実施の形態１１では、一方の外部部品１５Ｃがピン挿入穴１９に一対の位置決めピン６０を挿入しつつ光路変換コネクタ２０Ｉに宛われ、バネ部材３５をフランジ部１６ａに嵌着して取り付けられる。これにより、一方の外部部品１５Ｃのコア端面１７ａと光路変換デバイス２Ｄの第１コア端面３ａとが光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。
同様に、他方の外部部品１５Ｃがピン挿入穴１９に一対の位置決めピン６１を挿入しつつ光路変換コネクタ２０Ｉに宛われ、バネ部材３５をフランジ部１６ａに嵌着して取り付けられる。これにより、他方の外部部品１５Ｃのコア端面１７ａと光路変換デバイス２Ｄの第２コア端面３ｂとが光軸を一致させて密着状態に維持され、光接続される。

そこで、一方の外部部品１５Ｃのコア端面１７ａから光路変換デバイス２Ｄの第１コア端面３ａに入射した光は、第１および第２ミラー面４ｆ、４ｇでそれぞれ９０°光路を変換されて第２コア端面３ｂから他方の外部部品１５Ｃのコア端面１７ａに入射される。

このように、この実施の形態１１によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、光路をコ字状に変換できる光路変換コネクタ２０Ｉを実現できる。

なお、上記実施の形態１乃至８では、加工性の容易さおよび強度が得られることから第１および第２ピン挿入穴６ａ、６ｂを外装部材に形成するものとしているが、上記実施の形態９と同様に、光路変換デバイス２、２Ａに直接形成するようにしてもよい。この場合、外部部品１５Ａのコア端面の光軸と第１コア端面３ａとの光軸とが高精度に一致し、かつ、外部部品１５Ｂの光電変換素子２１の光軸と第２コア端面３ｂとの光軸とが高精度に一致し、接続による損失が低減される。
また、上記各実施の形態では、光電変換素子２１からなる外部部品１５Ｂが第２コア端面３ｂに光接続されるものとしているが、光導波路からなる外部部品１５Ａを第２コア端面３ｂに光接続するようにしてもよい。この場合、光導波路からなる２つの外部部品１５Ａが光路変換コネクタを介して光接続されることになる。

また、上記各実施の形態では、コア３の第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂがクラッド４の第１端面４ａおよび第２端面４ｂに２行ｎ列（但し、ｎは２以上の整数）のマトリックス状（２次元的）に配列されているものとしているが、第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂの配列状態は２次元的に配列されていればよく、行数および列数は必要に応じて適宜設定されるものである。また、第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂの配列ピッチも、等ピッチである必要はなく、必要に応じて適宜設定されるものである。さらに、第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂは完全なマトリックス状に配列されている必要はなく、各列の個数が異なってもよい。つまり、例えば３行１０列のマトリックス状の配列において、ある１列に１個、もう１列に２個、残りの列に３個のコア端面が配列されてもよい。

また、上記各実施の形態では、コア３の第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂがクラッド４の第１端面４ａおよび第２端面４ｂに２行ｎ列（但し、ｎは２以上の整数）のマトリックス状（２次元的）に配列されているものとしているが、本発明は、コア３の第１コア端面３ａおよび第２コア端面３ｂがクラッド４の第１端面４ａおよび第２端面４ｂに１次元的に配列されているものにも適用できることはいうまでもないことである。
また、上記各実施の形態では、第１および第２コア端面３ａ、３ｂの配列数と外部部品のコア端面１７ａおよび光電変換素子２１の配列数が同数として説明しているが、第１および第２コア端面３ａ、３ｂの配列数と外部部品のコア端面１７ａおよび光電変換素子２１の配列数とが必ずしも一致する必要はないことはいうまでもないことである。
また、本発明においては、２次元的に配列されたコア３内を伝播するモードはシングルモードでも、マルチモードでもよい。

この発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタの構成を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタに適用される光路変換デバイスを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタに適用される光路変換デバイスを示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタに光接続される外部部品を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続状態を示す斜視図である。 本発明に適用される光路変換デバイスの第１の製造方法を説明する斜視図である。 本発明に適用される光路変換デバイスの第２の製造方法を説明する斜視図である。 この発明の実施例１に係る光路変換デバイスの製造方法を示す斜視図である。 この発明の実施例２に係る光路変換デバイスの製造方法を示す斜視図である。 この発明の実施例３に係る光路変換デバイスの製造方法を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態４に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態４における外部部品の構成を説明する側面図である。 この発明の実施の形態４における外部部品の構成を説明する側面図である。 この発明の実施の形態４における光路変換デバイスと外部部品との接続構造を説明する側面図である。 この発明の実施の形態４における光路変換デバイスと外部部品との接続構造を説明する側面図である。 この発明の実施の形態４における光路変換デバイスと外部部品との接続構造を説明する側面図である。 この発明の実施の形態４における光路変換デバイスと外部部品との接続構造を説明する側面図である。 この発明の実施の形態５に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態６に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態７に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態８に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態９に係る光路変換コネクタの製造方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態９に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１０に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１０に係る光路変換デバイスを示す断面図である。 この発明の実施の形態１１に係る光路変換コネクタと外部部品との光接続方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１１に係る光路変換デバイスを示す断面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ、２０Ｈ、２０Ｉ 光路変換コネクタ、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２５ 光路変換デバイス、３ コア、３ａ 第１コア端面、３ｂ 第２コア端面、４ クラッド、４ａ 第１端面、４ｂ 第２端面、４ｃ、４ｆ、４ｇ ミラー面、４ｄ、４ｅ 光路変換デバイス位置決め用溝（被係合部）、５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ、５Ｇ、５Ｈ 外装部材、６ａ 第１ピン挿入穴（第１位置決め部材）、６ｂ 第２ピン挿入穴（第２位置決め部材）、９、２４、３５ バネ部材（弾性固定部材）、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 第１分割外装部材、１０ｅ 光路変換デバイス位置決め用突起（係合部）、１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 第２分割外装部材、１１ｄ 光路変換デバイス位置決め用突起（係合部）、１２ 収容穴（光路変換デバイス挿入穴）、１３ 窓（光路変換デバイス挿入穴）、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 外部部品、１７ａ コア端面、１９ ピン挿入穴（被位置決め部材）、３２ マイクロレンズ、３３ 取付座。

Claims (5)

1. 第１コアおよび第２コアを光路とする光路変換デバイスと位置決め部材を有する外装部材とを一体的に備えた光路変換コネクタの製造方法であって、
   平板状の基板に第１屈折率材を塗布し、第１クラッド層を形成する工程と、
   上記第１屈折率材より屈折率の高い第２屈折率材を塗布し、上記第１クラッド層上に第１コア層を形成する工程と、
   上記第１コア層をパターニングして、互いに平行なｍ本(但し、ｍは２以上の整数）の上記第１コアおよび互いに平行、かつ該第１コアに直交するｍ本の上記第２コアを、対となる該第１コアと該第２コアとの交差部が直線上に位置するように上記第１クラッド層上に形成する工程と、
   上記第１クラッド層上に上記第１屈折率材を塗布して第２クラッド層を形成し、上記第１コアおよび上記第２コアが上記第１および第２クラッド層に埋設された導波路体を作製する工程と、
   ｍ本の上記第１コアおよびｍ本の上記第２コアがそれぞれ平行となり、上記第１コアと上記第２コアとの上記交差部が位置する上記直線がそれぞれ積み重ね方向に一致するように、上記導波路体をｎ枚（但し、ｎは２以上の整数）積み重ねる工程と、
   積み重ねられた上記ｎ枚の導波路体を貼り合わせてｍ本の上記第１コアおよび上記第２コアが直交する光路をもつ導波路ユニットを作製する工程と、
   積み重ね方向に一致する上記直線の位置で上記導波路ユニットをダイシングして単一面からなるミラー面を形成して、上記光路変換デバイスを作製する工程と、
   上記光路変換デバイスを上記位置決め部材を備えた上記外装部材に収容する工程と、
   を備えた光路変換コネクタの製造方法。
2. 上記第２屈折率材の屈折率は、上記第１屈折率材の屈折率より０．０１〜５．０％大きいことを特徴とする請求項１記載の光路変換コネクタの製造方法。
3. 上記第１および第２屈折率材の少なくとも一方はフッ素化ポリイミドであることを特徴とする請求項１記載の光路変換コネクタの製造方法。
4. 上記位置決め部材は、一対のピン挿入穴であることを特徴とする請求項１記載の光路変換コネクタの製造方法。
5. 上記基板は、石英ガラス、酸化ガラス、ハロゲン化ガラスのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の光路変換コネクタの製造方法。

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