JPS6288377A - Ｌｅｄコリメ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＬＥＤより発光した拡散光全平行ビームとし
て出射するＬＥＤコリメーターに関するものであり、特
に単心双方同党通信において利用が期待さ九るものであ
る。

Ｂ〔発明の概要〕 本発明は、ＬＥＤより発光した拡散光音光学レンズによ
って集光し、光学レンズを通ったあとに合成樹脂製の第
一の絞りと金属製の第二の絞り勿もうけることによって
、ＬＥＤからの発光光全効率よく平行光に直接変換する
ＬＥＤコリメーターを提供するものである。

Ｃ〔従来の技術〕 従来、ＬＥＤ’ｌｚ元ファイバ元通アイバー通信場合に
、ＬＥＤからの発光光を元ファイバーに入射させる手段
としで、第３図に示すようなものが一般的であった。第
３図において、６はＬＥＤ、７は元ファイバー、８は光
フアイバー７孕保持したフェルールである。すなわち、
位置決めされた元ファイバー７にＬＢＤ　６ｆ近づけ、
光ファイバー７に入党した光ｉｋモニターする。ＬＥＤ
６’ｉｉ３次元的に動かし、モニター光量がもつとも大
きく１つ走ところでＬＥＤ６′ｋｐ着剤で枠（図示せず
）に固定するのである。

Ｄ〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、従来の方法でに元ファイバー７に入党す
る光量は、ＬＢＤ６より空間に放射する光量の一部であ
り、非常に結合効率が悪い。なおかつ調節作業が必要な
ため、このＬＩＩＥＤと７アイハ一ケ結合する装＆（一
般にＬＥＤ七ジュールという）はかｙｉニジ筒価なもの
となる。しかるに、実際の光通信システムにおいて、第
４図や第５図に示すような形で使われることが多い。第
４図は偏光ビームスプリッター？用いた単心双方向光通
信の例であジ、９はＬＥＤ、ｊＯ〜１２は元ファイバー
、１６は光分岐器、１７は偏光ビームスプリッタ−１１
６〜１５は光分岐器１６を構成するコリメータ一部であ
る。ＬＥＤ９より発光した元は、光分岐器１６ケ介し伝
送用元ファイバー１１に入射する。伝送用元ファイバー
１１ケ通って逆方向から進んできた光は偏光ビームスプ
リッタ−１７で反射し、元ファイバー１２１Ｃ入射する
。その後、ＰＩＮフォトダイオードなどの受光素子（図
示せず）に入射し、電気信号に変えられるのである。

また第５図は光合分波器音用いた単心双方向光通信の例
である。同じ名称には第４図と同じ番号をつけである。

１８は光合分波器、１９は波長選択フィルター、２０は
全反射ミラーである。ＬＥＤ９より発光した波長入の元
は、光合分波器を介し伝送用元ファイバー１１に入射す
る。伝送用元ファイバー１１全通って逆方向から進んで
きた元は波長選択フィルター１９及び全反射ミラー２０
で反射し、光ファイバー１２に入射する。その後、ＰＩ
Ｎフォトダイオードなどの受光素子（図示せず）に入射
し、電気信号に変えられるのである。

以上のような例の場合、単心双方向光通信の伝送距離ケ
大きくするためには、伝送用光ファイバー１１に入射す
る元のパワーが大きくなければならない。ところが、Ｌ
ＥＤ９と元ファイバー１０との結合効率が悪いため、光
分岐器１６及び光合分波器１８に入射する光景そのもの
が弱く、光分岐器１６及び光合分波器１８での内部損失
もあり、伝送用元ファイバー１１に入射する光のパワー
が小さいという問題点があった。

ＥＣ問題点を解決するための手段〕 そこで本発明においては、光分岐器及び光合分波器がコ
リメーターによって構成されていることに着目し、ＬＥ
Ｄからの発光光を元ファイバーに入射させｌいで、光学
レンズにより集光し、かつ光学レンズ通過後に、筒状を
した合成樹脂製の第一の絞ジと、筒状全しだ金鵬製の第
二の絞ｒ）ｋ配置し、各部品をスリーブによって心出し
を行いつつ保持する構造とすることによって、平行光と
して空間に放出するようにした。

Ｆ〔実施例〕 本発明の実施例を第１図及び第２図により説明する。第
１図におりて、ＬＥＤ　１の発光部は光学レンズ２のほ
ぼ焦点に位置している。光学レンズ２の半径′（ｉｌ−
ｒとすれば、焦点の位ｔは光学レンズ２の端よジだいた
いηのところなので、ＬＥＤｌから発光した拡散光のう
ちかなりの元が光学レンズ２全通る。また光学レンズ２
を通った元のうち、スリーブ５の円筒軸に対し大きな角
度ケ持った光線は、合成樹脂製ケした第一の絞り５に入
射し吸収される。そこで吸収しきれずに残った元は金属
製をした第二の絞ジ４に入射し、−ｍは第二の絞り４で
吸収され、一部は反射し結局第一の絞リ３で吸収される
。結果、ＬＥＤコリメーターより出射した元は、スリー
ブ５の円筒軸に対しほぼ平行な光線のみとなる。

第２図において、第一の絞りは内面が前記光学レンズか
ら離れるに従って広がったテーパー形状葡なしている。

この第一の絞りの内面がテーパー形状であることの特徴
は、第２図の矢印に示すように、スリーブ５の円筒軸に
対し大きな角度會持った光線が第一の絞り６′で反射し
たのち、多少補正されスリーブ５の円筒軸に対する角夏
が小さくなって出射することである。故に、よりパワー
の大きい光ケ平行元となして出射させることが可能であ
る。

第二の絞り４０九葡通過する穴の大きさは、ＬＥＤコリ
メーターの用途により変えればよい。

第６図に、第二の絞り４の穴の大きさの決め方の一例ケ
示す。光学レンズ２１と元ファイバー２２とで、受は側
のコリメーター系ヲナしている。その受は側のコリメー
ター系において形成されるビーム径に第二の絞り４の穴
の大きさケ合わせればよいのである。そうすることによ
り、有効となる元のみ絞り？通過し、ノイズ源となる光
は元からカットされ、迷光’（ｆ−なくすことができる
。

以上述べた第一の絞ジ５及び第二の絞り４，４′がない
と、光学レンズ２を通過した光は光学レンズ２の収差等
の影響により、か７２り広がった光束となりコリメータ
ーとしての機能紫果たさないことになる。

次に本発明によるＬＥＤコリメーターの応用例全第７図
により説明する。第７図は第４図と同様偏光ビームスプ
リッタ−を用いた単心双方同党通信の例である。２３は
本発明によるＬＥＤコリメーター、２４は偏光ビームス
プリッタ−５２５は光学レンズ、２６は伝送用元ファイ
バー、２７はＰＩＮフォトダイオードなどの受光素子で
ある。

ＬＥＤコリメーター２３より出射した平行光は、偏光ビ
ームスプリッタ−２４、及び光学レンズ２５全介し、伝
送用元ファイバー２６に入射する。また伝送用光フアイ
バ−２６紫通って逆方向から進んで来た光は偏光ビーム
スプリッタ−２４で反射し、゛受光素子２７に入射する
。このような系全伝送用元ファイバー２６の両側にもう
けることにより、一本の光ファイバーで双方向の通信が
可能となる。この際、重要なことは、ＬＥＤコリメータ
ー２３より出射して元が、受光素子２７に入射しないこ
とである。このように広がった光束はノイズ源となるの
で、記述したような絞りが必要となるのである。

光学レンズ２に球レンズを使うことにより、元軸合せが
容易で安価な光学系が実現できるというメリットがある
。

Ｇ〔発明の効果〕 以上説明したように、不発明によれば、ＬＦｉＤからの
発光元全効率よく平行光に直接変換するＬＥＤコリメー
ターを提供することができる。その結果、光分岐器や元
金波器などコリメーター系音用いた光部品に有効に活用
することができ、特に単心双方向光通信システムにおい
て絶大な効果？発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例？示す図、第６図は
従来の元ファイバー結合装置ｖ示−ｒｂ、ＷＪ４図及び
第５図は光通信システムの例、第６図は本発明による第
二の絞りの穴の大きさの決め万全説明する図、第７図は
本発明によるＬＥＤコリメーターの応用例？示す図であ
る。 １・・・・・・ＬＥＤ　　　　　　２・・・・・・光学
レンズ３．６′・・・・・・第一の絞ジ　４・・・・・
・第二の絞り５・・・・・・スリーブ 以　　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）ＬＥＤより発光した光を集光するための光
   学レンズと （ｂ）該光学レンズのほぼ焦点に発光面が位置出しされ
   ているＬＥＤと、 （ｃ）前記光学レンズから見て前記ＬＥＤと反対側に位
   置し、前記光学レンズを通つたあとの光束を絞るための
   筒状をした合成樹脂製の第一の絞りと、 （ｄ）前記光学レンズから見て前記第一の絞りより遠方
   に位置し、筒状をした金属製の第二の絞りと、 （ｅ）上記各部品を心出しを行いつつ保持するスリープ
   よりなることを特徴とするＬＥＤコリメーター。
2. （２）光学レンズは球レンズであることを特徴とする特
   許請求の範囲第一項に記載のＬＥＤコリメーター。
3. （３）第一の絞りは、内面が前記光学レンズから離れる
   に従つて広がつたテーパー形状であることを特徴とする
   特許請求の範囲第一項及び第二項に記載のＬＥＤコリメ
   ーター。