JPH0442803Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔概要〕 考案の技術分野 本考案は、光フアイバと球レンズの結合構造に
関し、 光フアイバと球レンズ相互間の光軸調整を不要
とし、しかも構成が簡単で安価なレンズホルダを
用いた光フアイバ結合構造の提供をすることを目
的とし、 レンズホルダを貫通する同一内径のフエルール
挿入孔の一方には光フアイバを軸中心に保持する
フエルールが嵌合挿入され、該フエルール挿入孔
の他方開口端面には該フエルール挿入孔の端部周
縁に球レンズの球面を接触させることにより、光
フアイバの光軸と球レンズの中心とを一致させる
ようにし、かつ上記レンズホルダには内面が球レ
ンズの周囲に接触しないレンズ収容凹所が形成さ
れている構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本考案は、光フアイバと球レンズの結合構造に
関する。

近年、光フアイバは光通信装置、光学測定器等
に多く活用され、このために光フアイバを光接続
する光コネクタ等の光部品の開発が盛んである。

光フアイバからの広がり出射光を平行光束とし
て、しかも光フアイバの軸方向に進行する光束に
集光変換するためのレンズが可逆的に用いられて
いる。しかしながら、この光フアイバとレンズと
の光軸位置合わせの正確なことが必要である。こ
の位置を一致ささせるための位置合わせ調整は困
難なことであり、しかも複雑な設備と熟練度なら
びに時間を要する。

〔従来の技術〕

第２図は、光フアイバとレンズとの光結合のた
めの位置調整が必要なことを説明するための位置
関係図である。

第２図において、光フアイバ２からの広がり出
射光を平行光束とし、しかも光フアイバ２の軸方
向に進行する光束に集束変換するためには、光フ
アイバ２の端部先端の光軸上にレンズ１を配置す
る。このとき、レンズ１の焦点位置に光フアイバ
２の端面が位置するようにレンズ１との距離ｄが
調整設定される。また、光フアイバ２とレンズ１
の相互の軸ずれΔXが無いように調整設定される
ことが必要とされる。

上記位置決めを行うために光フアイバとレンズ
相互の位置を設定し固定するレンズホルダを使用
した従来例を第３図と第４図に示す。

第３図はレンズホルダにレンズを圧入固定する
ようにした断面図、第４図はレンズホルダ間に介
在されるリング状スペーサにレンズを当接させ、
位置決めするようにした断面図である。

第３図において、球レンズ１は光フアイバ２の
端面と対向するようにレンズホルダ３にその何れ
もが保持固定される。光フアイバ２は、その先端
部がステンレス鋼等の金属スリーブまたはセラミ
ツクス等のスリーブでなるフエルール２１の中心
に精密かつ正確に穿けられた光フアイバ挿通孔に
挿入され、先端面を一致させて接着剤で接着固定
されている。一方、レンズホルダ３は、ステンレ
ス鋼等の金属からなる円筒形状で、その一方には
フエルール２１を隙間が殆ど無い状態に密に嵌合
し得るフエルール挿入孔３１と、他方には球レン
ズ１を精密に圧入保持し得る凹所であるレンズ挿
入孔３２とが形成されている。

レンズホルダ３のレンズ挿入孔３２にはその開
口端から球レンズ１を圧挿入して、図示状態に固
定保持ささせる。次いでフエルール挿入孔３１に
はその開口端からフエルール２１を挿入し、軸方
向焦点位置に位置決めして、接着剤等を用い固定
する。このようにしてレンズホルダ３によりレン
ズ１と光フアイバ２との光軸が一致するように保
持され、レンズ１との距離はフエルール２１をフ
エルール挿入孔３１内で進退させることにより設
定される。

第４図において、第３図と同符号で示される球
レンズ１、光フアイバ２、フエルール２１、レン
ズホルダのフエルール挿入孔３１は第３図と同様
であつて、これらの説明は省略する。ここで、レ
ンズホルダ３のレンズ収容凹所であるレンズ挿入
孔３２の内径は、球レンズ１よりも大径で球レン
ズ１との周囲には隙間が確保される。

そうして、フエルール２１はフエルール挿入孔
３１とレンズ挿入孔３２との境界段差部にその端
面が一致する所迄挿入されている。リング形のス
ペーサ４をレンズ挿入孔３２に挿入し、このスペ
ーサ４の孔の端面周縁に球レンズ１の球面を接す
るように当接させて接着剤等でレンズホルダ３に
固定する。スペーサ４により、球レンズ１と光フ
アイバ２の端面間の距離が所定間隔となるように
設定される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来構造の第３図のものにおいては、フエ
ルール挿入孔３１とレンズ挿入孔３２の相互の軸
心を一致させることが必要であり、これらの直径
の相違により２段階の加工となることから、どう
しても僅かなずれを生じ、第２図におけるΔXが
零に近いものを得るのが困難であつた。また、第
４図のものにおいては、相互の間隔は設定可能で
あるものの、軸心を一致させるためにはスペーサ
４をフエルール２１の端面上に添つて微動させ位
置決めすることが必要であり、微動装置付きの光
学測定装置と熟練した操作とを必要とするのみな
らず、設定後のスペーサ４の固定が困難なもので
あつた。

本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなされた
ものであつて、球レンズと光フアイバとの光軸調
整を不要とし、しかも構成が簡単で安価なレンズ
ホルダによる光フアイバと球レンズの結合構造の
提供をすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するための本考案の構成要旨と
するところは、レンズホルダを貫通する同一内径
のフエルール挿入孔の一方には光フアイバを軸中
心に保持するフエルールが嵌合挿入され、該フエ
ルール挿入孔の中心軸に対し直交面をなすように
形成される該フエルール挿入孔の他方開口端面に
は該フエルール挿入孔の端部周縁に球レンズの球
面を接触させることにより、光フアイバの光軸と
球レンズの中心とを一致させるようにし、かつ上
記レンズホルダには内面が球レンズの周囲に接触
しないレンズ収容凹所が形成されていることを特
徴とする光フアイバと球レンズの結合構造にあ
る。

〔作用〕

上記球レンズと光フアイバの結合構造によれば
光フアイバはフエルールの軸中心に正確に保持さ
れている。一方、レンズホルダを貫通する同一内
径のフエルール挿入孔はフエルールを密に嵌合す
るように一直線上に加工仕上げられているので、
当然に、両側の開口端面の軸心は一致している。
従つて、この開口端面の同心円上に当接し着座さ
れる球レンズは、その中心がフエルール挿入孔の
軸心の延長線上に自動的に位置することになる。
即ち、球レンズと光フアイバとの両軸心が一致す
る。光フアイバはフエルールをフエルール挿入孔
内に進退させることによつて、その端面を焦点位
置に位置決めすることができる。

〔実施例〕

第１図は、本考案の一実施例を説明するための
図であつて、同図、ａは断面図、ｂはスペーサを
用いた場合の断面図である。なお、全図を通じて
同一符号を付した部分は同一対象部分を示す。

本考案は、基本的に球レンズ１と光フアイバ２
およびレンズホルダ３からなる。そうして、光フ
アイバ２は従来と同様に、その先端部がステンレ
ス鋼等の金属スリーブ、またはセラミツクス等の
スリーブでなるフエルール２１の中心に、精密か
つ正確に穿けられた光フアイバ挿通孔に挿入され
先端面を端面と一致させて接着剤で接着固定され
て、端面は光学的な鏡面に研磨仕上げが施されて
いる。

レンズホルダ３は、ステンレス鋼等の金属から
なる円筒形状で、一方には、球レンズ１の外径よ
りも小径で光路を遮らないように設定された真円
形で、かつ、フエルール２１が隙間の殆ど無い状
態に精密に嵌合し得るフエルール挿入孔３１と、
他方には、レンズ収容凹所であるレンズ挿入孔３
２が形成されている。このレンズ挿入孔３２は、
球レンズ１の外径よりも大径で、球レンズ１の周
囲には僅かな隙間が形成されるように設定されて
いる。また、レンズ挿入孔３２側のフエルール挿
入孔３１の開口端面はフエルール挿入孔３１の中
心軸に対して正確な直交面をなすように形成され
ている。

以上の構成で、まず、球レンズ１をレンズホル
ダ３のレンズ挿入孔３２に挿入し、その球面部分
を、フエルール挿入孔３１の開口端面の端部周縁
３３に同心円に接触させる。このように着座させ
た状態で軸方向に押圧し、位置が動かないように
してレンズ挿入孔３２と球レンズ１との隙間部分
を半田、或いは接着剤等で接着固定する。

次いで、第１図ａに示されるように、光フアイ
バ２を、レンズホルダ３のフエルール挿入孔３１
の開口端部より、フエルール端面側から挿入し、
端面が球レンズ１の焦点位置と一致するような位
置に孔内を進退させて位置決めし、適宜固定手段
（溶接、接着等）により固定する。なお、球レン
ズ１の表面および光フアイバ２の端面は予め公知
な光学的無反射膜が被着されており、光学的反射
損失が生じないように配慮されている。

第１図ｂは、レンズホルダ３に球レンズ１を挿
入固定するところまでは前述と同様である。同図
ｂにおいては、次いで、フエルール挿入孔３１の
開口端部より円筒形のパイプ形スペーサ５を挿入
し、その後、光フアイバ２をレンズホルダ３のフ
エルール挿入孔３１の開口端部より、フエルール
端面側から挿入して、スペーサ５の先端が球レン
ズ１の面に接する状態に押し込み、フエルール２
１をレンズホルダ３に同様手段で固定する。

スペーサ５の長さは球レンズ１の焦点位置に光
フアイバ２の端面が一致するように設定されてい
るので、フエルール２１を孔内で進退させて位置
調整する作業を無くすことができる。また、スペ
ーサ５の孔内径寸法は光路を遮蔽することのない
ような十分の大きさに定められている。

上記本考案の実施例ではレンズホルダ３につい
てステンレス鋼としたが、これに限らず、比較的
熱膨張係数の小さい他の金属とすることができる
ものである。

本考案の球レンズと光フアイバの結合構造は、
光フアイバ同士光結合の光コネクタ、光発光・受
光素子と光フアイバとの光結合器、光フアイバに
よる光合・分波器、光スイツチ、その他の光装置
に適用することができる。当然に、光フアイバか
らの信号光出射または、光フアイバへの信号光入
射の何れにも可逆的に適用し得ることは云うまで
もないことである。

〔考案の効果〕

以上詳述のように、本考案の球レンズと光フア
イバの結合構造によれば、フエルール挿入孔の開
口端面周縁に球レンズの球面を接触させることに
より、球レンズの球面を孔周縁に対して同心円上
として位置合わせし、自動的に光フアイバとの両
軸心を一致させることができるので、無調整です
べての光軸が光フアイバの軸心に一致するといつ
た実用上の効果は顕著なものである。また、製造
の容易さによるコストダウンにきわめて有効なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は
球レンズと光フアイバとの光結合のための位置関
係を示す位置関係図、第３図は従来の球レンズを
レンズホルダに圧入固定するようにした断面図、
第４図は球レンズをリング形スペーサに嵌めフエ
ルール端面上に位置合わせするようにした従来の
断面図、である。 図において、１と球レンズ、２は光フアイバ、
３は球レンズ、５はスペーサ、２１はフエルー
ル、３１はフエルール挿入孔、３２はレンズ挿入
孔、３３は周縁部、をそれぞれ示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レンズホルダ３を貫通する同一内径のフエルー
   ル挿入孔３１の一方には光フアイバ２を軸中心に
   保持するフエルール２１が嵌合挿入され、該フエ
   ルール挿入孔３１の中心軸に対し直交面をなすよ
   うに形成される該フエルール挿入孔３１の他方開
   口端面には該フエルール挿入孔３１の端部周縁３
   ３に球レンズ１の球面を接触させることにより、
   光フアイバ２の光軸と球レンズ１の中心とを一致
   させるようにし、かつ上記レンズホルダ３には内
   面が球レンズ１の周囲に接触しないレンズ収容凹
   所３２が形成されていることを特徴とする光フア
   イバと球レンズの結合構造。