DE19704341A1 - Lichtemittierender Modul - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf lichtemittierende Module und betrifft im spezielleren einen lichtemittierenden Modul, der einen Lichtwellenleiter beinhaltet, der eine in einem Winkel schräg geschnittene Eintritts-Endfläche aufweist, um zu verhindern, daß Licht von einer Lichtquelle durch die Eintritts-Endfläche reflektiert wird und zu der Lichtquelle zurückkehrt.

Ein herkömmlicher lichtemittierender Modul, der einen Lichtwellenleiter mit einer in einem Winkel schräg geschnittenen Eintritts-Endfläche aufweist (wobei dieser im folgenden auch als "schräg geschnittener Lichtwellenleiter" bezeichnet wird), um Licht an einer Rückkehr zu hindern, ist z. B. in den japanischen geprüften Patentveröffentlichungen Nr. 4-66323, 5-56483 und 6-64218 offenbart.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 zu sehen ist, in der ein Beispiel des herkömmlichen lichtemittierenden Moduls gezeigt ist, ist eine Laserdiode 1 durch einen Laserdiodenhalter 1a gehaltert, und eine Linse 2 sowie ein Linsentubus 3 sind durch einen Linsenhalter 2a gehaltert. Eine Abdeckung 4, ein Quetschhülsenhalter 5 und eine Gummiabdeckung 6 sind entlang der Austrittsrichtung der Linse 2 angebracht. Der Kopf bzw. das Ende eines Lichtwellenleiters 7 ist mit einer Quetschhülse 8 versehen, die sich mit dem Quetschhülsenhalter 5 in Eingriff befindet. Das Ende des Lichtwellenleiters 7 sowie der Quetschhülse 8 sind in einem Winkel bzw. schräg geschnitten.

Bei Verwendung eines solchen schräg geschnittenen Lichtwellenleiters 7 wird Licht durch die Oberfläche des Kerns des Lichtwellenleiters 7 gebrochen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Damit sich das Licht entlang der Achse des Kerns fortpflanzt, muß ein Einfallswinkel θ in bezug auf den Lichtwellenleiter 7 einen Wert aufweisen, der sich folgendermaßen berechnen läßt:
sin (θ + θ_F) = n · sinθ_F ∴ θ = {sin^-1(n · sinθ_F)} - θ_F (1)

wobei θ_F einen Schnittwinkel darstellt und n den Brechungsindex des Kerns darstellt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Laserdiode 1 in bezug auf eine zu der optischen Achse der Linse 2 senkrechten Richtung exzentrisch angeordnet, und der Lichtwellenleiter 7 ist entlang einer umgekehrten Richtung exzentrisch angeordnet.

Bei dem herkömmlichen lichtemittierenden Modul, bei dem der vorstehend beschriebene, schräg geschnittene Lichtwellenleiter 7 verwendet wird, sind die Laserdiode 1 und der Lichtwellenleiter 7 in zueinander gegenläufigen Richtungen in bezug auf die optische Achse der Linse 2 exzentrisch angeordnet. Dabei bestimmen beide Richtungen den Außendurchmesser des lichtemittierenden Moduls, wodurch es schwierig ist, die Größe des lichtemittierenden Moduls zu verringern. Im spezielleren erstreckt sich bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel der Linsenhalter 2a bis zu der Position der Laserdiode 1, und die Dicke eines Bereichs A des Linsenhalters 2a ist geringer als die Dicke der übrigen Bereiche, so daß der Bereich A gegenüber Vibrationen und Stößen schwach ausgebildet ist. Wenn man die Dicke des Bereichs A erhöht, nimmt wiederum der Außendurchmesser beträchtlich zu.

Der Quetschhülsenhalter 5 ist in bezug auf den Linsenhalter 2a exzentrisch, so daß der Durchmesser des Quetschhülsenhalters 5 reduziert werden muß, damit der Quetschhülsenhalter 5 nicht gegen die Abdeckung 4 stößt. Ein reduzierter Durchmesser des Quetschhülsenhalters 5 führt jedoch zu einer Verminderung der Kontaktfläche zwischen dem Quetschhülsenhalter 5 und dem Linsenhalter 2a, woraus sich eine instabile Festlegung (Verschweißen) der beiden Elemente ergibt.

Ferner wird die Gummiabdeckung 6 verwendet, um ein Lösen derselben durch Biegen des Lichtwellenleiters 7 zu verhindern. Da die Quetschhülse 8 auch in bezug auf die Gummiabdeckung 6 exzentrisch ist, muß der Innendurchmesser der Gummiabdeckung 6 vergrößert werden, wodurch die Gummiabdeckung 6 ihre Funktion zur Verhinderung einer Lösung nur in unzulänglicher Weise erfüllt.

In Anbetracht der vorstehend genannten Probleme des herkömmlichen Moduls besteht daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines lichtemittierenden Moduls, dessen Größe sich selbst bei Verwendung eines schräg geschnittenen Lichtwellenleiters reduzieren läßt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das vorstehend genannte Ziel erreicht durch Schaffung eines lichtemittierenden Moduls, bei dem eine Laserdiode, eine Linse und ein Lichtwellenleiter mit einer in einem Winkel schräg geschnittenen Endfläche koaxial angeordnet sind, wobei die Linse eine Blendenöffnung aufweist, die in der zu der optischen Achse senkrechten Richtung in bezug auf die Endfläche des Lichtwellenleiters exzentrisch angeordnet ist, so daß von der Endfläche des Kerns des Lichtwellenleiters gebrochenes Licht sich in Axialrichtung fortpflanzt.

Zur Bildung der Blendenöffnung läßt sich die Formgebung der Linse verändern, oder es kann eine Schicht, wie z. B. eine Lichtabschirmschicht, auf der Oberfläche der Linse ausgebildet werden. Die Verwendung einer Öffnung in dem Linsenhalter zum Haltern der Linse ist jedoch effektiver. Dabei läßt sich durch einfaches Verlagern der Position der für den Linsenhalter erforderlichen Öffnung von der optischen Achse der Linse weg die Blendenöffnung exzentrisch anordnen.

Wie vorstehend erläutert wurde, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Laserdiode, die Linse und der Lichtwellenleiter mit einer schräg geschnittenen Endfläche koaxial angeordnet, und die Linse besitzt eine Blendenöffnung, die in der zu der optischen Achse senkrechten Richtung in bezug auf die Endfläche des Lichtwellenleiters exzentrisch angeordnet ist, so daß von der Endfläche des Kerns des Lichtwellenleiters gebrochenes Licht sich in Axialrichtung fortpflanzt. Mit dieser Anordnung läßt sich somit der Außendurchmesser des lichtemittierenden Moduls auch bei Verwendung eines schräg geschnittenen Lichtwellenleiters reduzieren, so daß sich mit dieser Anordnung eine wirksame Verringerung der Größe des lichtemittierenden Moduls erzielen läßt.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht unter Darstellung eines lichtemittierenden Moduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht zur Erläuterung einer Öffnung bei einer in Fig. 1 gezeigten Linse;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht unter Darstellung eines Beispiels eines herkömmlichen lichtemittierenden Moduls;

Fig. 4 eine Ansicht zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem schrägen Winkel und einem Eintrittswinkel an einer Eintritts-Endfläche eines schräg geschnittenen Lichtwellenleiters.

Unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen wird nun ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Laserdiode 1 an einer zentralen Stelle durch einen Laserdiodenhalter 1a gehaltert, und sowohl eine Linse 2 als auch ein Linsentubus 3 sind an einer zentralen Stelle durch einen Linsenhalter 2a in ähnlicher Weise gehaltert. Eine Abdeckung 4, ein Quetschhülsenhalter 5 und eine Gummiabdeckung 6 sind in bezug auf die Austrittsseite der Linse 2 koaxial angeordnet. Der Kopf bzw. das Ende eines Lichtwellenleiters 7 ist mit einer Quetschhülse 8 versehen, an der der Quetschhülsenhalter 5 angreift. Das Ende des Lichtwellenleiters 7 und der Quetschhülse 8 sind in einem Winkel bzw. schräg geschnitten ausgebildet.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Beispiel sind die Laserdiode 1 und der Lichtwellenleiter 7 in bezug auf die optische Achse 2 in zueinander entgegengesetzten Richtungen exzentrisch angeordnet, um die Gleichung (1) zu erfüllen. Im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel besitzt das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eine Anordnung, bei der die Laserdiode 1, die Linse 2 und der Lichtwellenleiter 7 koaxial angeordnet sind und eine auf der Austrittsseite des Linsenhalters 2a ausgebildete Öffnung 2b exzentrisch zu der optischen Achse der Linse 2 angeordnet ist, um dadurch die Gleichung (1) zu erfüllen. Diese Öffnung 2b bildet eine Blendenöffnung A an der Linse 2, und wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Blendenöffnung A auf der Linse 2 exzentrisch angeordnet, so daß sie der senkrechten Richtung in bezug auf die Endfläche des schräg geschnittenen Lichtwellenleiters 7 gegenüberliegend positioniert ist. Selbst wenn die Laserdiode 1, die Linse 2 und der Lichtwellenleiter 7 koaxial angeordnet sind, pflanzt sich das von der Endfläche des Kerns des Lichtwellenleiters 7 gebrochene Licht somit in der Axialrichtung fort, so daß sich der Außendurchmesser des lichtemittierenden Moduls reduzieren läßt.

Da ein die Laserdiode 1 in dem Linsenhalter 2a umgebender Bereich derart ausgebildet werden kann, daß er eine gleichmäßige, große Dicke aufweist, besitzt der lichtemittierende Modul Festigkeit gegen Vibrationen und Stöße, ohne daß er gleichzeitig einen übermäßig großen Außendurchmesser besitzt. Ferner können der Quetschhülsenhalter 5 und der Linsenhalter 2a koaxial angeordnet werden, und auf diese Weise läßt sich die Kontaktfläche zwischen dem Quetschhülsenhalter 5 und dem Linsenhalter 2a vergrößern, so daß der Quetschhülsenhalter 5 nicht gegen die Abdeckung 4 stößt, wodurch sich der Linsenhalter 2a und der Quetschhülsenhalter 5 in stabiler Weise vorzugsweise durch Verschweißen festlegen lassen. Ferner kann die Quetschhülse 8 koaxial in bezug auf die Gummiabdeckung 6 angeordnet werden, so daß die Gummiabdeckung 6 keinen übermäßig großen Innendurchmesser aufweisen muß, so daß aufgrund dieser Ausbildungsart der Gummiabdeckung 6 ein Abtrennen derselben verhindert werden kann.

Hinsichtlich der Art des lichtemittierenden Moduls sind ein Leiterenden- bzw. Anschlußfaser-Typ, bei dem der Lichtwellenleiter 7 in der in Fig. 1 gezeigten Weise festgelegt ist, sowie ein Aufnahme-Typ bekannt, bei dem der Lichtwellenleiter 7 in lösbarer Weise festgelegt ist. Die vorliegende Erfindung kann auch bei dem letzteren Aufnahme-Typ eines lichtemittierenden Moduls Verwendung finden.

Claims (2)

1. Lichtemittierender Modul, dadurch gekennzeichnet, daß eine Laserdiode (1), eine Linse (2) und ein Lichtwellenleiter (7) mit einer in einem schrägen Winkel geschnittenen Endfläche koaxial zueinander angeordnet sind, und daß die Linse (2) eine Blendenöffnung (A) aufweist, die in der zu der optischen Achse senkrechten Richtung in bezug auf die Endfläche des Lichtwellenleiters (7) exzentrisch angeordnet ist, so daß von der Endfläche des Kerns des Lichtwellenleiters (7) gebrochenes Licht sich in Axialrichtung fortpflanzt.

2. Lichtemittierender Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Linsenhalter (2a) zum Haltern der Linse (2) vorgesehen ist, wobei die Blendenöffnung (A) an der Linse (2) durch eine in dem Linsenhalter (2a) gebildete Öffnung (2b) exzentrisch angeordnet ist.