CN103827713A - 光耦合构件和使用该光耦合构件的光连接器、以及光耦合构件用保持构件 - Google Patents

光耦合构件和使用该光耦合构件的光连接器、以及光耦合构件用保持构件 Download PDF

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Abstract

抑制成本上升且简单地对透镜和光纤进行定位。提供一种光耦合构件，包括：光纤（13）；保持件（11），其保持自形成于一端的插入孔（11a）插入的光纤（13）；以及准直透镜（12）等的透镜，其容纳在形成于保持件（11）的另一端的容纳部（11c），使透镜和光纤（13）的端面中的至少一者与通过在保持件（11）的容纳部（11c）附近的外周设凹陷部（11e）而形成于容纳部（11c）附近的抵接面（11e1、11e2）抵接而对透镜和光纤（13）进行定位，其特征在于，在与光纤（13）的插入方向正交的同一平面上设有多个凹陷部（11e）。

Description

光耦合构件和使用该光耦合构件的光连接器、以及光耦合构件用保持构件
技术领域
本发明涉及在将来自发光元件的光会聚且入射到光纤、将自光纤射出的光会聚到受光元件的情况下使用的光耦合构件和使用该光耦合构件的光连接器、以及光耦合构件用保持构件。
背景技术
光耦合构件在使自光源射出的光在光纤内传播且根据需要地射出到空中时、或将在空中传播的光入射到光纤内时使用。在这样的光耦合构件中，为了抑制传播损失，需要恰当地进行光纤的端面和透镜的定位。以往以来，作为进行这种光纤的端面和透镜的定位方法，公知有将作为独立构件的间隔件插入到保持构件内的方法（例如参照专利文献1）、在保持构件自身设置间隔部的方法（例如参照专利文献2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-241094号公报
专利文献2：日本实开平5-38606号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来，对使用光纤在设备之间或设备内进行大容量通信进行了研究。在使用于这样的用途的光耦合构件中，在形状方面要求其尺寸较小，在设备方面要求即使反复拔插也能维持光纤和透镜之间的位置关系。
对这样的光耦合构件中的光纤的端面和透镜的定位，可考虑应用专利文献1或专利文献2的方法。然而，关于将独立构件的间隔件插入到保持构件内的作业、在保持构件自身设置间隔部的作业，存在这样的问题：光耦合构件的尺寸越小则作业越困难，导致其作业所需的成本上升。
本发明即是鉴于这样的问题点而做成的，其目的在于提供能够抑制成本的上升且能够简单地对透镜和光纤进行定位的光耦合构件、和使用该光耦合构件的光连接器以及光耦合构件用保持构件。
用于解决问题的方案
本发明的光耦合构件包括：光纤；保持构件，其用于保持自形成于一端的插入孔插入的上述光纤；以及透镜，其容纳在形成于上述保持构件的另一端的容纳部，该光耦合构件使上述透镜的端面和上述光纤的端面中的至少一者与通过在上述保持构件的容纳部附近的外周设凹陷部而形成的抵接面抵接而对上述透镜和上述光纤进行定位，其特征在于，在与上述光纤的插入方向正交的同一平面上设有多个上述凹陷部。
根据上述光耦合构件，使透镜和光纤中的至少一者与通过在保持构件设置凹陷部而形成的抵接面抵接而对透镜和光纤进行定位，因此，能够以凹陷部为基准地定位透镜和/或光纤。由此，相比于以往的将独立构件的间隔件插入到保持构件内的情况、在保持构件自身设置间隔部的情况，能够提高作业效率。其结果，能够抑制成本上升且能够简单地对透镜和光纤进行定位。特别是，由于在与光纤的插入方向正交的同一平面上设有多个凹陷部，因此，能够使透镜和/或光纤分别在多个位置与抵接面抵接。其结果，能够以更高精度对透镜和/或光纤进行定位。
在上述光耦合构件中，优选的是，将与上述光纤相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成20°以下，使上述光纤的端面的一部分与上述抵接面抵接。这样，通过将与光纤相对的抵接面的角度设定为相对于与光纤的插入方向正交的平面成20°以下，在光纤由芯材、包覆该芯材的包层、以及根据需要包覆该包层而进行加强的加强层构成、且它们的端面配置于同一平面上的光纤（例如塑料光纤）的情况下，通过使光纤的端面与抵接面抵接，能够容易地确保它们的位置精度。因此，最优选的是，抵接面的角度为0°，但只要在20°以下就能够确保期望的位置精度。
另外，在上述光耦合构件中，优选的是，将与上述光纤相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成30°以上且80°以下，使构成上述光纤的加强层的一部分与上述抵接面抵接，在比该抵接部靠上述透镜侧的位置配置构成上述光纤的芯材和包层的端面。通常，在玻璃光纤上设有包覆包层的加强层，在插入到保持构件的情况下，玻璃光纤的端部的加强层剥离，而成为芯材和包层的端面自加强层的平面突出的状态。在使用这样的玻璃光纤的情况下，通过上述这样地将与光纤相对的抵接面的角度设定为相对于与光纤的插入方向正交的平面成30°以上且80°以下，特别是，能够使光纤顺利地插入到被抵接面包围的狭窄间隙中，且能够容易地确保插入时的光纤与抵接面的位置精度。
而且，在上述光耦合构件中，优选的是，将与上述光纤相对的上述抵接面的角度、和与上述透镜相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成不同的角度。这样，通过将凹陷部中的与透镜相对的抵接面的角度、和与光纤相对的抵接面的角度设定为成不同的角度，能够有效地对形状不同的透镜和光纤进行定位。
而且，在上述光耦合构件中，优选的是，将与上述透镜相对的上述抵接面设为倾斜面，将上述倾斜面相对于与上述光纤的插入方向正交的平面所成的角度设定为0°以上且45°以下，使上述透镜的一部分与上述倾斜面抵接。该情况下，由于能够在支承透镜中的光纤侧的一部分的状态下进行定位，因此能够提高透镜的位置精度。
而且，在上述光耦合构件中，优选的是，对与上述透镜相对的上述抵接面施加去除加工。这样，通过对与透镜相对的抵接面的表面施加去除加工，能够将凹陷部中的与透镜相对的抵接面平滑化，因此，能够防止透镜的损伤，并且能够提高透镜的位置精度。另外，作为去除加工方法，可列举切削加工、冲压（加压）加工、磨削加工、能量束加工等。
本发明的光连接器的特征在于，连接上述的任一方式的光耦合构件。根据该光连接器，能够获得利用上述的光耦合构件获得的作用效果。
本发明光耦合构件用保持构件包括：保持体，其保持光纤；容纳部，其设于上述保持体的一端，用于容纳透镜；以及插入孔，其设于上述保持体的另一端，用于供上述光纤插入，该光耦合构件用保持构件使上述透镜和上述光纤的端面中的至少一者与通过在上述保持构件的上述容纳部的附近的外周设凹陷部而形成的抵接面抵接而对上述透镜和上述光纤进行定位，其特征在于，在与上述光纤的插入方向正交的同一平面上设有多个上述凹陷部。
根据上述光耦合构件用保持构件，由于通过在保持体的容纳部的附近设置凹陷部而形成有使透镜和光纤中的至少一者抵接而进行定位的抵接面，因此，能够以凹陷部为基准地对透镜和/或光纤进行定位。由此，相比于以往的将独立构件的间隔件插入到保持构件内的情况、在保持构件自身设置间隔部的情况，能够提高作业效率。其结果，能够抑制成本的上升且能够简单地对透镜和光纤进行定位。特别是，由于在与光纤的插入方向正交的同一平面上设有多个凹陷部，因而能够使透镜和/或光纤分别在多个位置与抵接面抵接，因此，能够以更高的精度对透镜和/或光纤进行定位。
在上述光耦合构件用保持构件中，优选的是，将与经由上述插入孔插入的上述光纤相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成20°以下。这样，通过将与光纤相对的抵接面的角度设定为相对于与光纤的插入方向正交的平面成20°以下，在光纤利用由芯材、包覆该芯材的包层、根据需要地包覆该包层而进行加强的加强层构成、且它们的端面配置于同一平面上的光纤（例如塑料光纤）构成的情况下，通过使光纤的端面与抵接面抵接，能够容易地确保它们的位置精度。
另外，在上述光耦合构件用保持构件中，优选的是，将与经由上述插入孔插入的上述光纤相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成30°以上且80°以下。通常，在玻璃光纤上设有包覆包层的加强层，在将光纤插入到保持体内的情况下，端部的加强层剥离，而成为芯材和包层的端面自加强层的平面突出的状态。即使在应用这样的玻璃光纤的情况下，如上述所示，通过将与光纤相对的抵接面的角度设定为相对于与光纤的插入方向正交的平面成30°以上且80°以下，特别是，能够使光纤顺利地插入到被抵接面包围的狭窄间隙中，且能够容易确保插入时的光纤与抵接面的位置精度。
另外，在上述光耦合构件用保持构件中，优选的是，将与经由上述插入孔插入的上述光纤相对的上述抵接面的角度、和与容纳在上述容纳部的上述透镜相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成不同的角度。这样，通过将凹陷部中的与透镜相对的抵接面的角度、和与光纤相对的抵接面的角度设定为不同的角度，能够有效地对形状不同的透镜和光纤进行定位。
另外，在上述光耦合构件用保持构件中，优选的是，将与容纳在上述容纳部的上述透镜相对的上述抵接面设为倾斜面，将上述倾斜面相对于与上述光纤的插入方向正交的平面所成的角度设定为0°以上且45°以下。该情况下，由于在对透镜中的光纤侧的一部分进行了支承的状态下对该透镜进行定位，因此，能够提高透镜的位置精度。
另外，在上述光耦合构件用保持构件中，优选的是，对与容纳在上述容纳部的上述透镜相对的上述抵接面施加去除加工。该情况下，由于对与透镜相对的抵接面的表面施加了去除加工，由此能够将凹陷部中的与透镜相对的抵接面平滑化，因此，能够防止透镜的损伤，并且能够提高透镜的位置精度。
发明的效果
采用本发明，由于使透镜和光纤中的至少一者与通过在保持构件设置凹陷部而形成的抵接面抵接而进行定位，因此，能够以凹陷部为基准地对透镜和/或光纤进行定位。由此，相比于以往的将独立构件的间隔件插入到保持构件内的情况、在保持构件自身设置间隔部的情况，能够提高作业效率。其结果，能够抑制成本上升且能够简单地对透镜和光纤进行定位。
附图说明
图1是示意性表示连接作为本发明的光耦合构件的光准直器的光连接器的侧剖视图。
图2是本发明的第1实施方式的光准直器的侧视图。
图3是图2所示的A-A处的剖视图。
图4是图3所示的双点划线B内的放大图。
图5是本发明的第2实施方式的光准直器的侧视图。
图6是图5所示的F-F处的剖视图。
图7是图6所示的双点划线G内的放大图。
图8是本发明的第3实施方式的光准直器的侧视图。
图9是图8所示的J-J处的剖视图。
图10是图9所示的双点划线K内的放大图。
图11是光耦合构件的主要部分周围的放大图。
图12是第1变形例的光准直器的侧视图。
图13是图12所示的L-L处的剖视图。
图14是图13所示的双点划线M内的放大图。
图15是第2变形例的光准直器的侧视图。
图16是图15所示的N-N处的剖视图。
图17是图16所示的双点划线O内的放大图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。首先，说明连接作为本发明的光耦合构件的光准直器的光连接器。图1是示意性表示连接作为本发明的光耦合构件的光准直器的光连接器的侧剖视图。另外，在图1中，为了便于说明，作为射出到光准直器的光源，说明半导体激光芯片和在该半导体激光芯片的光轴上包括有光学透镜的光连接器，但光连接器的结构不限定于此，能够适当变更。
如图1所示，本发明的光准直器连接的光连接器100包括半导体激光单元105，该半导体激光单元105通过在壳体102的安装台103上配置半导体激光芯片101并且在该半导体激光芯片101的光轴上配置光学透镜104而成。另外，光连接器100包括适配器108，该适配器108的开口部106安装于壳体102的侧面102a，用于保持自插入口107插入的光准直器10的保持件11。
在半导体激光单元105中，自半导体激光芯片101射出的激光利用光学透镜104成为平行光，而被导向开口部106。而且，来自该光学透镜104的平行光利用光准直器10的准直透镜12会聚，而入射到光纤13内。然后，这样入射的光在光纤13内传播。
在本实施方式的光连接器100中，当光准直器10被插入到适配器108的规定位置为止时，能够对光学透镜104和准直透镜12进行对位。然后，在该状态下，设计为来自半导体激光芯片101的激光能够恰当地入射到光纤13内。以下，说明与这样的光连接器100连接的本实施方式的光准直器10的结构。
第1实施方式
图2是本发明的第1实施方式的光准直器10的侧视图。图3是图2所示的A-A处的剖视图。如图2所示，第1实施方式的光准直器10包括：保持件11，其作为保持构件具有大致圆筒形状；准直透镜12，其保持于该保持件11的一端部；以及光纤13，其自设于保持件11的另一端部的插入孔11a插入。另外，在本实施方式的光准直器10中，作为光纤13，优选插入塑料光纤。
保持件11例如由金属材料形成。作为构成保持件11的金属材料，特别是从加工性方面来看，优选由奥氏体系不锈钢形成。
另外，保持件11通过对树脂材料、陶瓷材料施加成型加工而形成。作为树脂材料，例如能够使用聚丙烯（PP）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚缩醛（POM）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚醚砜（PES）、聚苯醚（PPE）、聚酰胺-酰亚胺（PAI）、聚醚酰亚胺（PEI）等。通过对这些树脂材料施加注射成型、挤压成型以及冲压成型等各种成型而形成保持件11。
另外，作为陶瓷材料，例如能够使用氧化锆、氧化铝、氮化硅、碳化硅等。通过对这些陶瓷材料施加注射成型、挤压成型以及冲压成型等各种成型而形成保持件11。而且，作为构成保持件11的材料，还能够使用玻璃和微晶玻璃等。
如图3所示，在保持件11的靠准直透镜12侧的端部设有开口部11b。在该开口部11b的内侧设有容纳准直透镜12的容纳部11c。该容纳部11c的尺寸设为略小于准直透镜12的直径，且能够供准直透镜12压入。为了防止准直透镜12的表面的损伤，容纳部11c设为能够将准直透镜12整体容纳在容纳部11c的内侧的尺寸。
另外，在保持件11的内部设有直径略大于光纤13的外径的通孔11d。该通孔11d设为与插入孔11a连通，并且与容纳部11c连通。而且，在保持件11的外周面设有多个凹陷部11e。这些凹陷部11e设于容纳部11c与通孔11d之间。另外，如后述详细说明，这些凹陷部11e用于对准直透镜12和光纤13进行定位。例如，在保持件11由金属材料形成的情况下，这些凹陷部11e通过自其外周部利用工具等施加加压加工而形成。
准直透镜12例如由玻璃材料形成，由具有球形状的球透镜构成。如图3所示，准直透镜12以在被容纳于保持件11的容纳部11c内的状态下自开口部11b面向适配器108的开口部106、且面向插入于通孔11d的光纤13的顶端部的方式配置。
光纤13例如由塑料光纤构成，由贯穿其中心地设置的芯材13a、包覆该芯材13a的包层13b、以及包覆该包层13b而进行加强的加强层13c构成。在光纤13的与准直透镜12相对的端面上，芯材13a、包层13b以及加强层13c配置在同一平面上。即，在与准直透镜12相对的端面上，芯材13a、包层13b以及加强层13c对齐配置。
另外，光纤13经由插入孔11a插入到通孔11d中。以光纤13的顶端部在准直透镜12的附近与准直透镜12的球面相对配置的状态被固定。在该情况下，光纤13例如利用涂布在光纤13与通孔11d的内周面之间的粘接剂固定于保持件11。另外，关于光纤13固定于保持件11并不限定于此，能够应用任意的固定方法。
在第1实施方式的光准直器10中，光纤13例如由折光指数渐变（GI）型光纤构成。光纤13以折射率在与光纤轴线垂直的截面中连续变化的方式构成。此外，芯材13a和包层13b例如由将C-H键的H取代为F而成的全氟取代光学树脂构成。这样，通过由全氟取代光学树脂并以GI型光纤构成光纤13，能够实现高速且大容量通信。
在具有这种结构的第1实施方式的光准直器10中，为了抑制成本上升并简便地进行准直透镜12和光纤13的定位而利用设于保持架11的凹陷部11e。具体而言，使准直透镜12和光纤13的一部分与通过在保持件11设置凹陷部11e而形成于保持件11内的容纳部11c的附近的抵接面抵接，来对准直透镜12和光纤13进行定位。由此，不需要用于对准直透镜12和光纤13定位的间隔件等结构，从而能够抑制成本上升并简便地进行准直透镜12和光纤13的定位。
在此，使用图4说明第1实施方式的光准直器10的保持件11中的准直透镜12和光纤13的定位方法。图4是图3所示的双点划线B内的放大图。如图4所示，在凹陷部11e中，在与准直透镜12相对的部分上形成有抵接面11e1，供准直透镜12的一部分抵接，另一方面，在与光纤13相对的部分上形成有抵接面11e2，供除构成光纤13的芯材13a以外的包层13b和/或加强层13c的一部分抵接。在这样抵接的状态下，准直透镜12和光纤13分别被定位于保持件11的规定位置。
如图4所示，凹陷部11e相对于与光纤13的插入方向正交的平面（例如，与图4所示的光纤13的端面平行地配置、且经过凹陷部11e的中心的平面C），将与准直透镜12相对的抵接面11e1的角度、和与光纤13相对的抵接面11e2的角度设定为成不同的角度。这样，通过将凹陷部11e中的与准直透镜12相对的抵接面11e1的角度、和与光纤13相对的抵接面11e2的角度设定为成不同的角度，能够有效地对形状不同的准直透镜12和光纤13进行定位。
在保持件11由金属材料形成的情况下，这样的凹陷部11e例如通过使用顶端部形状不同的锥形的工具施加加压加工而设置。通过利用这样的工具进行加压加工，凹陷部11e以加压加工时的中心轴线为基准地将与准直透镜12相对的部分（抵接面11e1）的形状、和与光纤13相对的部分（抵接面11e2）的形状设定为不对称的形状。
此外，在第1实施方式的光准直器10中，在保持件11的同一圆周上（换言之，在保持件11的内侧面的与光纤13的插入方向正交的同一平面上）设有多个（在本实施方式中为三个）这样的凹陷部11e。通过这样在同一圆周上设置多个凹陷部11e，能够在多个位置分别与准直透镜12和光纤13抵接，因此能够以更高精度进行准直透镜12和光纤13的定位。
凹陷部11e的与准直透镜12相对的抵接面11e1构成倾斜面。该倾斜面以相对于与图4中用箭头所示的光纤13的插入方向正交的平面（例如，图4所示的与光纤13的端面平行地配置且通过凹陷部11e的基端部的平面D）所成的角度θ1成0°以上且45°以下的方式设置。通过这样将准直透镜12侧的抵接面11e1的角度θ1设定为相对于与光纤13的插入方向正交的平面D成0°以上且45°以下，能够在对准直透镜12的靠光纤13侧的一部分进行了支承的状态下对该准直透镜12进行定位，因此，能够提高准直透镜12的位置精度。
此外，在第1实施方式的光准直器10中，在凹陷部11e中的与准直透镜12相对的抵接面11e1的表面上施加有利用切削加工、冲压（加压）加工、磨削加工、能量束加工进行的去除加工。通过这样对与准直透镜12相对的抵接面11e1的表面施加去除加工，能够将凹陷部11e的与准直透镜12的抵接面11e1平滑化。其结果，能够防止准直透镜12的损伤，并且能够进一步提高准直透镜12的位置精度。另外，关于该去除加工，在以下所示的第2实施方式、第3实施方式的光准直器20、30中也同样进行。
另一方面，凹陷部11e的与光纤13相对的抵接面11e2构成倾斜面。倾斜面以相对于与光纤13的插入方向正交的平面（例如，与图4所示的光纤13的端面平行地配置的平面E）的角度θ2成20°以下的方式设置。这样，抵接面11e2的角度设定为相对于平面E成20°以下。由此，如上所述，在光纤13由芯材13a、包层13b以及加强层13c配置于同一平面上的光纤（例如塑料光纤）构成的情况下，通过使该光纤13的端面与抵接面11e2抵接，能够容易确保芯材13a、包层13b以及加强层13c的位置精度。
如以上所说明的那样，在第1实施方式的光准直器10中，使准直透镜12的一部分和光纤13的一部分与通过在保持件11设置凹陷部11e而形成的抵接面11e1、11e2抵接而对准直透镜12和光纤13进行定位。由此，由于能够以凹陷部11e为基准地对准直透镜12和光纤13进行定位，相比于以往的将独立构件的间隔件插入到保持件11内的情况、在保持件11自身设置间隔部的情况，能够提高作业效率。其结果，能够抑制成本上升且能够简单地对准直透镜12和光纤13进行定位。
另外，在第1实施方式的光准直器10的保持件11中，利用凹陷部11e对准直透镜12和光纤13进行定位，另一方面，利用涂布在光纤13与通孔11d的内周面之间的粘接剂等将光纤13固定。在该情况下，由于通孔11d具有固定光纤13所需的充分的长度，因此，在使光纤13定位的状态下能够使其坚固地固定。因此，在使用光纤13在设备之间或设备内进行大容量通信的用途中，即使在反复进行拔插的情况下，也能够维持光纤13与准直透镜12之间的位置关系。
另外，在以上的说明中，说明了使准直透镜12的一部分和光纤13的一部分与通过在保持件11设置凹陷部11e而形成的抵接面11e1、11e2抵接而对准直透镜12和光纤13进行定位的情况。然而，关于准直透镜12和光纤13的定位方法并不限定于此且能够适当地变更。例如，可以不使准直透镜12和光纤13这两者与抵接面11e1、11e2抵接，而是使准直透镜12或光纤13中的一者与抵接面11e1或11e2抵接，使另一者在保持件11的除抵接面11e1（抵接面11e2）以外的部分进行定位。但是，在该情况下，其前提是使用于将另一者定位的部分与抵接面11e1（抵接面11e2）之间的关系设定为一定的位置关系。即，在本发明的光准直器10中，还包含使准直透镜12或光纤13中的一者与通过设置凹陷部11e而形成的抵接面11e1、11e2抵接的构思。
第2实施方式
第2实施方式的光准直器在插入的光纤的结构不同这一点、以及用于根据该光纤的结构将其定位的凹陷部的形状不同这一点上与第1实施方式的光准直器10不同。以下，以与第1实施方式的光准直器10的不同点为中心地说明第2实施方式的光准直器的结构。
图5是本发明的第2实施方式的光准直器20的侧视图。图6是图5所示的F-F处的剖视图。图7是图6所示的双点划线G内的放大图。另外，在图5～图7中，对与图2～图4所示的第1实施方式的光准直器10共同的结构表示相同的附图标记并省略说明。
插入于第2实施方式的光准直器20内的光纤15例如由玻璃光纤构成。光纤15由以下部件构成：芯材15a，其贯通光纤15的中心地设置；包层15b，其包覆该芯材15a；以及加强层15c，其进一步包覆该包层15b。光纤15例如由玻璃材料构成。
如图6所示，光纤15在与准直透镜12相对的端面去除了加强层15c的包覆，包层15b和芯材15a向准直透镜12侧突出。即，在与准直透镜12相对的端面上，芯材15a和包层15b成为比由加强层15c构成的端面向准直透镜12侧突出的状态。
在保持件11的容纳部11c与通孔11d之间设有用于对准直透镜12和光纤15进行定位的凹陷部11f。该凹陷部11f根据上述的光纤15的结构具有与第1实施方式的凹陷部11e不同的形状。具体而言，与光纤15相对的部分的形状与第1实施方式的凹陷部11e不同。另外，关于该凹陷部11f的形状如下所述。
在此，说明具有这样的凹陷部11f的光准直器20在保持件11中对准直透镜12和光纤15定位的定位方法。如图7所示，在凹陷部11f中，在与准直透镜12相对的部分形成有抵接面11f1，供准直透镜12的一部分抵接。另一方面，在凹陷部11f中，在与光纤15相对的部分形成有抵接面11f2，供构成光纤15的加强层15c的一部分抵接。该情况下，芯材15a和包层15b比加强层15c与抵接面11f2的抵接位置靠准直透镜12侧地突出配置。在这样抵接的状态下，准直透镜12和光纤15分别被定位在保持件11的规定位置。
如图7所示，凹陷部11f中的与准直透镜12相对的抵接面11f1构成倾斜面。该倾斜面与构成第1实施方式的凹陷部11e的抵接面11e1的倾斜面具有相同的结构。另外，该倾斜面以相对于与图7中箭头所示的光纤15的插入方向正交的平面（例如图7所示的与光纤15的端面平行地配置且通过凹陷部11f的基端部的平面H）所成的角度θ3成0°以上且45°以下的方式设置。通过这样将靠准直透镜12侧的抵接面11f1的角度θ3设定为相对于与光纤15的插入方向正交的平面H成0°以上且45°以下，能够在对具有球形状的准直透镜12的靠光纤15侧的一部分进行了支承的状态下对该准直透镜12进行定位，因此，能够提高准直透镜12的位置精度。
另一方面，凹陷部11f中的与光纤15相对的抵接面11f2构成倾斜面。该倾斜面11f2以相对于与光纤13的插入方向正交的平面（例如，图7所示的与光纤13的加强层15c的端面平行地配置的平面I）所成的角度θ4成30°以上且80°以下的方式设置。通过这样将与光纤15相对的抵接面11f2的角度设定为相对于与光纤15的插入方向正交的平面I成30°以上且80°以下，如上所示，在光纤15由芯材15a、包层15b以及加强层15c构成、且由芯材15a和包层比加强层15c的平面突出地配置的光纤（例如玻璃光纤）构成的情况下，能够顺利地插入光纤15，并且能够容易确保准直透镜12和光纤15的位置精度。
如以上说明的那样，在第2实施方式的光准直器20中，使准直透镜12的一部分和光纤15的一部分与通过在保持件11形成凹陷部11f而形成的抵接面11f1、11f2抵接而将准直透镜12和光纤15定位。由此，能够以凹陷部11f为基准地定位准直透镜12和光纤15，因此，相比于以往的将独立构件的间隔件插入到保持件11内的情况、在保持件11自身设置间隔部的情况，能够提高作业效率，能够抑制成本上升且能够简单地对准直透镜12和光纤15进行定位。
另外，第2实施方式的光准直器20在凹陷部11f将与准直透镜12相对的抵接面11f1的角度、和与光纤15相对的抵接面11f2的角度设定为成不同的角度这一点、以及在保持件11的同一圆周上设有多个这一点与第1实施方式的光准直器10相同。因此，在第2实施方式的光准直器20中也能够获得由这些凹陷部11f的结构产生的效果。
第3实施方式
第3实施方式的光准直器在凹陷部的结构不同这一点与第1实施方式的光准直器10不同。以下，以与第1实施方式的光准直器10的不同点为中心地说明第3实施方式的光准直器的结构。
图8是本发明的第3实施方式的光准直器30的侧视图。图9是图8所示的J-J处的剖视图。图10是图9所示的双点划线K内的放大图。另外，在图8～图10中，对与图2～图4所示的第1实施方式的光准直器10共同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
在第3实施方式的光准直器30中，如图8和图9所示，凹陷部11g在容纳部11c与通孔11d之间设于保持件11的整个周面。即，凹陷部11g以在容纳部11c与通孔11d之间的保持件11上构成圆环状的凹部的方式设置。
在此，说明具有这样的凹陷部11g的光准直器30的保持件11中的准直透镜12和光纤13的定位方法。如图10所示，在凹陷部11g中，在与准直透镜12相对的部分形成有抵接面11g1，供准直透镜12的一部分抵接。另一方面，在凹陷部11g中，在与光纤13相对的部分形成有抵接面11g2，供构成光纤13的包层13b和／或加强层13c的一部分抵接。在这样抵接的状态下，准直透镜12和光纤13分别被定位于保持件11的规定位置。
凹陷部11g中的与准直透镜12相对的抵接面11g1构成倾斜面。该倾斜面与第1实施方式的凹陷部11e的构成抵接面11e1的倾斜面相同，以相对于与图10中箭头所示的光纤13的插入方向正交的平面（例如图10所示的与光纤13的端面平行地配置且通过凹陷部11g的基端部的平面L）所成的角度θ5成0°以上且45°以下的方式设置。通过这样将靠准直透镜12侧的抵接面11g1的角度θ5设定为相对于与光纤13的插入方向的中心轴线L正交的面成0°以上且45°以下，能够在对具有球形状的准直透镜12的靠光纤13侧的一部分进行了支承的状态下对该准直透镜12进行定位，因此，能够提高准直透镜12的位置精度。
另一方面，凹陷部11g中的与光纤13相对的抵接面11g2构成倾斜面。该倾斜面与第1实施方式的凹陷部11e的构成抵接面11e2的倾斜面相同，以相对于与光纤13的插入方向正交的平面（例如，图10所示的与光纤13的端面平行地配置的平面M）所成的角度θ6成20°以下的方式设置。通过这样将抵接面11g2的角度设定为相对于平面M成20°以下，如上所述，在光纤13由芯材13a和包层13b配置于同一平面上的光纤（例如塑料光纤）构成的情况下，通过使光纤13的端面与抵接面11g2抵接，能够容易确保它们的位置精度。因此，抵接面11g2的角度最优选为0°，但只要是在20°以下就能够确保期望的位置精度。
如以上说明的那样，在第3实施方式的光准直器30中，使准直透镜12的一部分和光纤13的一部分与通过在保持件11设置凹陷部11g而形成的抵接面11g1、11g2抵接而对准直透镜12和光纤13定位。由此，能够以凹陷部11g为基准地定位准直透镜12和光纤13，因此，相比于以往的将独立构件的间隔件插入到保持件11内的情况、在保持件11自身设置间隔部的情况，能够提高作业效率，能够抑制成本上升且能够简单地对准直透镜12和光纤13进行定位。
另外，第3实施方式的光准直器30在凹陷部11g将与准直透镜12相对的抵接面11g1的角度、和与光纤13相对的抵接面11g2的角度设定为不同的角度这一点与第1实施方式的光准直器10相同。因此，第3实施方式的光准直器30也能够获得由该凹陷部11g的结构产生的效果。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更地实施。在上述实施方式中，关于附图所示的大小、形状等并不限定于此，在发挥本发明的效果的范围内能够适当变更。另外，在不偏离本发明的目的的范围内能够适当变更地实施。
例如，在上述实施方式中，作为光耦合构件的一例子，使用将平行光会聚且入射到光纤内、或将自光纤射出的光设为平行光的光准直器10（20、30）进行了说明。然而，本发明的光耦合构件并不限定于光准直器。本发明的光耦合构件以将来自发光元件的光会聚且入射到光纤内、或将自光纤射出的光会聚到受光元件为前提，能够应用于任意结构的光耦合构件。
图11是本发明的光耦合构件的主要部分周围的放大图。另外，在图11中，对与图3相同的结构标注相同的附图标记，并省略详细的说明。图11A表示上述第1实施方式的光准直器10的准直透镜12周围的放大图。图11B表示与上述第1实施方式～第3实施方式的光准直器10、20、30不同结构的光耦合构件40的透镜41周围的放大图。
在图11B所示的光耦合构件40中，容纳于保持件11的容纳部11c内的透镜41的结构与上述第1实施方式的光准直器10的准直透镜12不同。透镜41将自受光/发光元件42射出的光（非平行光的射出光）会聚且入射到光纤13内、或将自光纤13射出的光不设为平行光地会聚到受光/发光元件42内。另外，设于保持件11的凹陷部11e等的结构与上述第1实施方式的光准直器10的凹陷部11e相同。
具有这样的透镜41的光耦合构件40，也能够使透镜41的一部分和光纤13的一部分与通过在保持件11设置凹陷部11e而形成的抵接面11e1、11e2抵接而对透镜41和光纤13定位。由此，能够以凹陷部11e为基准地定位透镜41和光纤13，因此，相比于以往的将独立构件的间隔件插入到保持件11内的情况、在保持件11自身设置间隔部的情况，能够提高作业效率。其结果，能够抑制成本上升且能够简单地对透镜41和光纤13进行定位。
另外，在上述实施方式中，表示了将任一保持件11内的准直透镜12与光纤13（15）之间的距离构成得相对较短的光准直器10（20、30）。然而，准直透镜12与光纤13（15）之间的距离能够根据准直透镜12的聚光特性、与受光/发光元件之间的位置关系等主要原因而适当变更。
以下，说明将保持件11内的准直透镜12与光纤13之间的距离构成得相对较长的情况下的光准直器（光耦合构件）50、60。另外，以下为了便于说明，参照光准直器进行说明，但也能够应用于图11B所示的那样的光耦合构件。
图12是本发明的第1变形例的光准直器50的侧视图。图13是图12所示的L-L处的剖视图。图14是图13所示的双点划线M内的放大图。另外，图15是本发明的第2变形例的光准直器60的侧视图。图16是图15所示的N-N处的剖视图。图17是图16所示的双点划线O内的放大图。另外，在图12～图17中，对与图3相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。
在图12～图14所示的光准直器50中，在光纤13的插入方向上分开一定距离地设有凹陷部11h（11h1、11h2）。凹陷部11h1设于靠开口部11b侧的位置，凹陷部11h2设于靠插入孔11a侧的位置。在同一圆周上（换言之，保持件11的内侧面中的与光纤13的插入方向正交的同一平面上）分别设有多个（图12～图14所示的例子中为四个）凹陷部11h（11h1、11h2）。凹陷部11h1用于准直透镜12的定位。另一方面，凹陷部11h2用于光纤13的定位。更具体而言，通过设置凹陷部11h1而形成于保持件11内的靠开口部11b侧的抵接面11h3用于准直透镜12的定位。另一方面，靠插入孔11a侧的抵接面11h4用于光纤13的定位。
另一方面，在图15～图17所示的光准直器60上设有沿光纤13的插入方向延伸一定长度的凹陷部11i。在同一圆周上（换言之，保持件11的内侧面中的与光纤13的插入方向正交的同一平面上）上设有多个（图15～图17所示的例子中为两个）凹陷部11i。凹陷部11i应用于准直透镜12和光纤13的定位。更具体而言，通过设置凹陷部11i而形成于保持件11内的靠开口部11b侧的抵接面11i1用于准直透镜12的定位，靠插入孔11a侧的抵接面11i2用于光纤13的定位。
通过在保持件11的外周设如图12～图17所示的凹陷部11h、11i，能够将准直透镜12与光纤13之间的距离构成地相对较长。另外，能够适当变更设于保持件11的凹陷部11h的个数（沿光纤13的插入方向设置的凹陷部11h的个数）、凹陷部11i的长度。通过在保持件11设置这样的凹陷部11h、11i，在准直透镜12的聚光特性、与受光/发光元件之间的位置关系等不同的各种环境下，能够适当地会聚自发光元件、光纤13射出的光。
而且，在上述实施方式中，说明了光准直器10（20、30）所包括的准直透镜12由玻璃材料构成的情况，但关于准直透镜12的结构并不限定于此，能够适当变更。例如，可以由塑料材料构成准直透镜12，其形状也不限定于球形透镜。
另外，在上述第1实施方式中，以塑料光纤作为光纤13的一例子进行了说明，但第1实施方式的光准直器10所适用的光纤13并不限定于塑料光纤。只要是靠准直透镜12侧的端面配置于同一平面上的结构，就可以应用玻璃光纤。
而且，在上述第2实施方式中，以玻璃光纤作为光纤15的一例子进行了说明，但第2实施方式的光准直器20所适用的光纤15并不限定于玻璃光纤。例如，只要是靠准直透镜12侧的端面的一部分突出地配置的结构，还可以应用塑料光纤。例如，作为这样的塑料光纤，还可相当于形成有包覆包层的外周的包覆层，仅芯材和包层自包覆层的端面突出地配置的情况。
而且，在上述第1实施方式中，说明了保持件11大致具有圆筒形状的情况，但保持件11的结构并不限定于圆筒形状而且能够适当变更。在一端部形成有准直透镜12的容纳部11c，另一方面，另一端部形成有光纤13的插入孔11a的前提下，能够采用任意的形状。例如，还包含具有方筒形状（即，与光纤13的插入方向正交的界面被设为四边形的筒形状）的保持件11。
假设，将具有方筒形状的保持件11应用于第1实施方式的光准直器10的情况下，在保持件11的内侧面中的与光纤13的插入方向正交的同一平面上设有多个凹陷部11e。与应用于第2实施方式的光准直器20的情况下的凹陷部11f相同。另外，在将具有方筒形状的保持件11应用于第3实施方式的光准直器30的情况下，在保持件11的内侧面中的与光纤13的插入方向正交的同一平面上以环形状设有凹陷部11g。
而且，在上述实施方式中，说明了将本发明具体化为光准直器10（20、30）以及连接光准直器10（20、30）的光连接器的情况。然而，本发明并不限定于此，作为由上述光准直器10（20、30）所具有的保持件11构成的光耦合构件用保持构件也能够成立。该情况下，光耦合构件用保持构件例如包括：保持体，其由保持件11的整体构成；容纳部11c，其设于该保持体的一端且用于容纳透镜（例如在光准直器用保持构件的情况下为准直透镜12）；插入孔11a，其设于保持体的另一端且用于插入光纤13（15）；以及抵接面11e1、11e2（抵接面11f1、11f2、抵接面11g1、11g2），其通过在保持体的容纳部11c的附近的外周设凹陷部11e（凹陷部11f、凹陷部11g）而形成于容纳部11c附近，且用于使透镜和光纤13（15）的端面中的一者抵接而对透镜和光纤13（15）进行定位。
采用本发明的光耦合构件用保持构件，通过设置用于使透镜和光纤13（15）中的至少一者与设于容纳部11c的附近的凹陷部11e（11f、11g）的一部分抵接而对透镜和光纤13（15）进行定位的抵接面11e1、11e2（抵接面11f1、11f2、抵接面11g1、11g2），能够以凹陷部11e（11f、11g）为基准地定位透镜和/或光纤13（15）。由此，相比于以往的将独立构件的间隔件插入到保持构件内的情况、在保持构件自身设置间隔部的情况，能够提高作业效率。其结果，能够抑制成本上升且能够简单地对透镜和光纤13（15）进行定位。
本申请基于2011年9月28日申请的日本特愿2011-212867和2011年10月18日申请的日本特愿2011-229140。其内容全部包含在本申请中。

Claims (13)

1.一种光耦合构件，该光耦合构件包括：光纤；保持构件，其用于保持自形成于一端的插入孔插入的上述光纤；以及透镜，其容纳在形成于上述保持构件的另一端的容纳部，该光耦合构件使上述透镜和上述光纤的端面中的至少一者与通过在上述保持构件的容纳部附近的外周设凹陷部而形成的抵接面抵接而对上述透镜和上述光纤进行定位，其特征在于，
在与上述光纤的插入方向正交的同一平面上设有多个上述凹陷部。
2.根据权利要求1所述的光耦合构件，其特征在于，
将与上述光纤相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成20°以下，使上述光纤的端面的一部分与上述抵接面抵接。
3.根据权利要求1所述的光耦合构件，其特征在于，
将与上述光纤相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成30°以上且80°以下，使构成上述光纤的加强层的一部分与上述抵接面抵接，在比该抵接部靠上述透镜侧的位置配置有构成上述光纤的芯材和包层的端面。
4.根据权利要求2或3所述的光耦合构件，其特征在于，
将与上述光纤相对的上述抵接面的角度、和与上述透镜相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成不同的角度。
5.根据权利要求1所述的光耦合构件，其特征在于，
将与上述透镜相对的上述抵接面设为倾斜面，将上述倾斜面相对于与上述光纤的插入方向正交的平面所成的角度设定为0°以上且45°以下，使上述透镜的一部分与上述倾斜面抵接。
6.根据权利要求1所述的光耦合构件，其特征在于，
对与上述透镜相对的上述抵接面施加去除加工。
7.一种光连接器，其特征在于，
该光连接器连接权利要求1所述的光耦合构件。
8.一种光耦合构件用保持构件，包括：保持体，其保持光纤；容纳部，其设于上述保持体的一端，用于容纳透镜；以及插入孔，其设于上述保持体的另一端，用于供上述光纤插入，该光耦合构件用保持构件使上述透镜和上述光纤的端面中的至少一者与通过在上述保持体的上述容纳部的附近的外周设凹陷部而形成的抵接面抵接而对上述透镜和上述光纤进行定位，其特征在于，
在与上述光纤的插入方向正交的同一平面上设有多个上述凹陷部。
9.根据权利要求8所述的光耦合构件用保持构件，其特征在于，
将与经由上述插入孔插入的上述光纤相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成20°以下。
10.根据权利要求8所述的光耦合构件用保持构件，其特征在于，
将与经由上述插入孔插入的上述光纤相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成30°以上且80°以下。
11.根据权利要求9或10所述的光耦合构件用保持构件，其特征在于，
将与经由上述插入孔插入的上述光纤相对的上述抵接面的角度、和与容纳在上述容纳部的上述透镜相对的上述抵接面的角度设定为相对于与上述光纤的插入方向正交的平面成不同的角度。
12.根据权利要求8所述的光耦合构件用保持构件，其特征在于，
将与容纳在上述容纳部的上述透镜相对的上述抵接面设为倾斜面，将上述倾斜面相对于与上述光纤的插入方向正交的平面所成的角度设定为0°以上且45°以下。
13.根据权利要求8所述的光耦合构件用保持构件，其特征在于，
对与容纳在上述容纳部的上述透镜相对的上述抵接面施加去除加工。
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