JP2003232963A - レンズ交換型コリメータを備えた機能性光結合モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズを迅速且つ平易に交換可能であり、小
型且つ耐久性に優れたレンズ交換型コリメータ、及びこ
のレンズ交換型コリメータを備える小型の機能性光結合
モジュールを提供する。 【解決手段】 光ファイバを保持するフェルールから成
る光ファイバ・ユニット、コリメートするレンズ・ユニ
ット、及び光ファイバ・ユニットとレンズ・ユニットと
の位置合わせを行う一体化手段として、レンズ・ユニッ
ト７に設けられた貫通孔８を貫通するガイドピン、更に
はクリップ、ラッチ等を設ける。更に、このレンズ交換
型のコリメータと光機能部品を組み合わせた機能性光結
合モジュールを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信等に用いら
れるレンズ交換型のコリメータと、このコリメータを備
えた光ビームに対して所定の作用を及ぼす光機能部品を
備える光結合モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の光結合モジュール１０
０の概略図である。なお、光結合モジュール１００は、
光機能部品として可変光減衰器を備えるが、説明を容易
にするため、光の減衰を行う光吸収フィルタ１０１のみ
を記載し、これを駆動させる駆動部等の記載は省略して
いる。

【０００３】光吸収フィルタ１０１は、図面上縦方向に
厚さ勾配を有する光吸収材であり、光ファイバと接続さ
れたコリメータ１０２−１から出射される光ビーム１０
３の直角方向に配置され、矢印Ａ又はＢの方向に移動さ
れ、光ビーム１０３の吸収率を変化させることにより光
ビームの減衰を行う。光吸収フィルタ１０１により減衰
された光ビーム１０３は、コリメータ１０２−２に入射
される。

【０００４】コリメータの並列化においては、例えばシ
リコン基板上やガラス基板上にファイバ・ガイド用のV
字型溝を設け、そこにＳＭ（シングル・モード）ファイ
バ先端にＧＩ（グレーデッド・インデックス）ファイバ
を所定長融着接続してレンズ機能を付与した光ファイバ
・コリメータを配置することが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のコリメータ、光機能部品、これらを備える
光結合モジュールを、ＤＷＤＭ（Dense Wavelength Div
ision Multiplexing：狭帯域波長分割多重）通信方式で
用いるにあたっては、以下の問題点が存在する。

【０００６】まず、ＤＷＤＭ通信の各波長で従来の光機
能部品を使用する場合、その数は１００を超えると予想
される。この場合、１個の光機能部品の大きさからし
て、装置全体が非常に大きな容積を占有してしまうこと
となる。ＡＷＧ（Array Wave Guide Grating）光合分波
器に付いても、単一のチップ上に各種部品が集積化され
ているとはいえ、現状では数ｃｍの大きさがあり、これ
にもまた容積の問題が存在する。

【０００７】また、半導体製造技術を用いて製作された
チップ上にファイバ・ガイドを並列に設けた光コネクタ
の場合、ファイバ・ガイドに光ファイバを取り付ける作
業は困難を伴う。また、組立時における光ファイバの折
損、付加損失等の発生を防止するためにチップから取り
出された光ファイバの取り回しを慎重に行う必要があ
る。

【０００８】また、前述の光ファイバの折損、付加損失
等の発生を恒久的に防止するには、筐体等の保護部材を
設けることにより空気中の塵等から部品を保護する必要
があり、このため、製造工程がより複雑化し、製造設備
もより大型化するという問題点がある。このような問題
点は、ＡＷＧ光合分波器にも存在し、各導波路と光ファ
イバとの接続作業及び光ファイバの取り回しは困難を伴
う。

【０００９】また、前述のＶ字型溝に光ファイバを配置
する場合、基板上にＶ字型溝の終端部から外部に向けて
レンズ固定用の貫通孔を設ける必要がある。この場合、
光ファイバ及びレンズの配置の都合上、レンズのサイズ
は、Ｖ字型溝のピッチ以下に制限される。さらに、レン
ズの寸法精度が不精確であると光ビームの光軸の位置、
方向に偏移が生じ、所定の機能を発揮することが不可能
となる。

【００１０】上記の問題点は、前述のＳＭファイバの先
端にＧＩファイバを融着した光ファイバ・コリメータを
用いるにあたっては発生しないが、この光ファイバ・コ
リメータには以下の問題点がある。光機能部品は、その
種類によって光学特性が異なり、例えばレーザ発光素子
の場合、レーザ発光素子の光学特性と、レンズの光学特
性が一致していないと光結合が適切に行われず、所定の
効果が得られない。したがって、光機能部品を別のもの
へ交換する場合、同時にレンズもその光機能部品の光学
特性と一致したものへ交換する必要がある。

【００１１】しかし、光ファイバ・コリメータは、前述
のとおり、レンズと光ファイバは融着されているため、
レンズのみを交換することが不可能である。レンズを交
換する場合は、光ファイバと再度の融着をする必要があ
る。これは、保護部材の取り外し、光ファイバの光軸合
わせ等の煩雑な作業を伴い、コスト、設備、及び作業効
率面で当業者に多大な負担を強いるものであり、事実上
実施不可能である。

【００１２】このような事情に鑑み、本発明は、レンズ
を迅速且つ容易に交換可能であり、小型且つ耐久性に優
れたレンズ交換型コリメータ、及びこのレンズ交換型コ
リメータを備える機能性光結合モジュールを提供するこ
とをその目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以下に本発明の態様を開
示する。

【００１４】発明の第１の態様は、下記の部材を備える
ことを特徴とする機能性光結合モジュールである。 （ａ）１本以上の光ファイバを保持するフェルールから
成る光ファイバ・ユニットと、（ｂ）前記光ファイバ・
ユニットに接触可能な１個以上のコリメート・レンズを
保持するレンズ・ユニットを１個以上備えるレンズ部
と、（ｃ）前記レンズ・ユニットと接触可能であり、前
記光ファイバから入射される光ビームに所定の作用を及
ぼす光機能部品と、（ｄ）前記光ファイバ部、前記レン
ズユニット、及び前記光機能部品を一体化し、互いの位
置合わせを行う一体化手段。上記機能性光結合モジュー
ルは小型で剛性の優れた光結合モジュールを提供する。

【００１５】発明の第２の態様は、前記光機能部品が、
光減衰器であることを特徴とする機能性光結合モジュー
ルである。

【００１６】発明の第３の態様は、前記光機能部品が、
面発光レーザ装置であることを特徴とする機能性光結合
モジュールである。

【００１７】発明の第４の態様は、前記光ファイバ・ユ
ニットは、第１及び第２の光ファイバ・ユニットを備
え、前記レンズ・ユニットは第１及び第２のレンズ・ユ
ニットを備え、前記第１の光ファイバ・ユニット、第１
レンズ・ユニット、前記光機能部品、第２レンズ・ユニ
ット、第２光ファイバ・ユニットの順に配列されている
ことを特徴とする機能性光結合モジュールである。上記
モジュールはレンズ・ユニット、機能性光機能部品を容
易に交換できるため、種々の光機能モジュールを提供で
きる。

【００１８】発明の第５の態様は、前記コリメート・レ
ンズから出射される光ビームは、広がり角度±2度以内
の並行光線であり、該平行光線に対して所定の作用を及
ぼす前記光機能部品の厚みは、前記コリメート・レンズ
の焦点距離の２倍以下であることを特徴とする機能性光
結合モジュールである。

【００１９】発明の第６の態様は、前記コリメート・レ
ンズは、レンズ中心に対して屈折率が略２乗分布をとる
ことを特徴とする機能性光結合モジュールである。

【００２０】発明第７の態様は、前記コリメート・レン
ズが、レンズの片側又は両側の端部に無反射コーティン
グが施されていることを特徴とする機能性光結合モジュ
ールである。

【００２１】発明の第８の態様は、前記コリメート・レ
ンズは、グレーデッド・インデックス・ファイバ製であ
ることを特徴とする機能性光結合モジュールである。

【００２２】発明の第９の態様は、前記一体化手段は、
前記光ファイバ・ユニットに固定され、前記レンズ・ユ
ニット、前記光機能部品、又は他のレンズ・ユニット及
び他の光ファイバ・ユニットのフェルールのそれぞれに
設けられた貫通孔に嵌合するガイドピンから成ることを
特徴とする機能性光結合モジュールである。

【００２３】発明の第１０の態様は、前記一体化手段
は、さらに前記光ファイバ・ユニット及び前記レンズ・
ユニット、前記光機能部品を密着させるクリップ部材を
備えることを特徴とする機能性光結合モジュールであ
る。

【００２４】発明の第１１の態様は、前記一体化手段
は、さらに、前記光ファイバ・ユニットのフェルールの
一方に設けられ、前記レンズ・ユニット、前記光機能部
品、又は他の光ファイバ・ユニットのフェルールに設け
られた係合部と係合するラッチ部材を備えることを特徴
とする機能性光結合モジュールである。

【００２５】発明の第１２の態様は、機能性光結合モジ
ュール用の下記の部材を備えることを特徴とするレンズ
交換型コリメータである。 （ａ）１本以上の光ファイバを保持するフェルールから
成る光ファイバ・ユニットと、（ｂ）前記光ファイバ・
ユニットに接して配設される１個以上のコリメート・レ
ンズを備えたレンズ・ユニットと、（ｃ）前記光ファイ
バ・ユニットと前記レンズ・ユニットとを一体化し、互
いの位置合わせを行う一体化手段。上記レンズ交換型コ
リメータは、前記機能性光結合モジュール用部品として
利用される物である。

【００２６】発明の第１３の態様は、前記コリメート・
レンズから出射される光ビームは、広がり角度±2度以
内の並行光線であることを特徴とするレンズ交換型コリ
メータである。

【００２７】発明の第１４の態様は、前記コリメート・
レンズは、屈折率が略２乗分布をとることを特徴とする
レンズ交換型コリメータである。

【００２８】発明の第１５の態様は、前記コリメート・
レンズは、片側又は両側の端部に無反射コーティングが
施されていることを特徴とするレンズ交換型コリメータ
である。

【００２９】発明の第１６の態様は、前記コリメート・
レンズは、グレーデッド・インデックス・ファイバ製で
あることを特徴とするレンズ交換型コリメータである。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いつつ本発明のレ
ンズ交換型コリメータ及び機能性光結合モジュールにつ
いての説明を行う。なお、以下の実施の形態は、あくま
でも本発明の説明のためのものであり、本発明の範囲を
制限するものではない。したがって、当業者であれば、
これらの各要素又は全要素を含んだ各種の実施の形態を
採用することが可能であるが、これらの実施の形態も本
発明の範囲に含まれる。

【００３１】（第１の実施形態）図１（ａ）は、本発明
の第１の実施形態にかかるレンズ交換型コリメータ１の
構成を示す斜視図である。レンズ交換型コリメータ１
は、光ファイバ・テープ心線（以下光ファイバと略す）
２、光ファイバ２を保持するフェルール３とから成る光
ファイバ・ユニット４、例えば４個のコリメート・レン
ズ５、コリメート・レンズ５を保持するレンズ・ユニッ
ト７、及び光ファイバ・ユニット４とレンズ・ユニット
７とを一体化する一体化手段を備える。

【００３２】一体化手段は、フェルール３に設けられ、
レンズ・ユニット７の貫通孔８を貫通するガイドピン９
から成る。フェルールは光ファイバを固定して保持する
プラスチック、セラミクス等で構成したブロックであ
る。

【００３３】光ファイバ・ユニット４は、サブミクロン
単位（±０．１μｍ）の高位置精度を有するＭＴ（Mech
anically Transferable）コネクタを基に製作したもの
であり、図１（ａ）では、例えば４本の光ファイバ１０
を並列化した状態で保持する場合を示すが、これに限定
されず、例えば、光ファイバ１０を１本のみを保持する
構成の他、複数段に配置された複数本の光ファイバ１０
を並列化した状態で保持する構成とすることも可能であ
る。また、光ファイバ・ユニットは、ハウジングやクリ
ップを備えるＭＰＯやＭＴ−ＲＪコネクタ等を基に製作
することも可能である。

【００３４】コリメート・レンズ５は、その屈折率が略
２乗分布をとり、出射される光ビームが広がり角度±２
度以内の平行光線となるように調製することができる。
このように光ビームを平行光線とすることにより、複数
個のレンズ交換型コリメータ１を対向配置させ、これら
の間で光ビームを送受させる際の光の損失を最低限に抑
制することが可能である。

【００３５】また、コリメート・レンズ５は、片側又は
両側に反射による光の損失を防止するための無反射コー
ティングが施されており、前述の光損失の防止をより確
実にすることが可能である。また、図１においては、コ
リメート・レンズ５は、所定の長さで切断したＧＩファ
イバ製とすることができるが、必ずしもこれに限定され
ない。

【００３６】レンズ・ユニット７は、レンズを所定の間
隔で例えば合成樹脂に埋め込んで固定したものであり、
光ファイバ・ユニット４と同じくサブミクロン単位の高
位置精度を有し、コリメート・レンズ５の保持位置は、
光ファイバ１０との間で光の損失を最低限に抑制して光
ビームを送受できるように厳密に調整されている。その
ため、レンズの位置と光ファイバ心線の先端距離は必要
により適時調整されている。

【００３７】また、貫通孔８とガイドピン９の位置は、
コリメート・レンズ５と光ファイバ１０の最適位置を保
持するように厳密に調整されている。そして、図２
（ｂ）に示すように貫通孔８をガイドピン９が貫通し、
光ファイバ・ユニット４とレンズ・ユニット７とが一体
化されることによりコリメート・レンズ５と光ファイバ
１０は厳密に位置合わせされ、両者はこの最適位置で確
実に保持される。

【００３８】また、ガイドピン９は、さらに貫通孔８と
同様の貫通孔を備える図示しない光機能部品、別のレン
ズ・ユニット、及び別の光ファイバ・ユニットを一体化
するに足る長さを有する。従来、光機能部品を用いる
際、その種類によって光学特性が異なり、これと一致す
る光学特性をもつコリメート・レンズと交換する必要が
あり当業者に多大な負担を強いている点は前述した。

【００３９】これに対して、本発明のレンズ交換型コリ
メータ１は、前述のとおり、貫通孔及びガイドピンによ
りレンズ・ユニットの着脱及びレンズ・ユニット（コリ
メート・レンズ）と光ファイバ・ユニット（光ファイ
バ）の位置決めを正確に行える。従って、本発明のレン
ズ交換型コリメータ１は、それぞれ異なる光学特性をも
つレンズを備えるレンズ・ユニットを複数個用意してお
き、このレンズ・ユニットを交換することにより、種々
の光機能部品に対応したレンズへの交換作業を平易且つ
迅速に行うことができ、上記の問題点を解消可能であ
る。

【００４０】（第２の実施の形態）図２（ａ）は、本発
明の第２の実施形態にかかる機能性光結合モジュール１
１の構成を示す斜視図である。機能性光結合モジュール
１１は、図１で示した本発明の第１の実施形態にかかる
レンズ交換型コリメータ１を２個用いたものである。

【００４１】機能性光結合モジュール１１は、図１の光
ファイバ・ユニット４と同様の光ファイバ・ユニット４
−１及び４−２から成る光ファイバ部と、図１のレンズ
・ユニット７と同様のレンズ・ユニット７−１及び７−
２から成るレンズ部と、レンズ・ユニット７−１及び７
−２と接触可能であり、所定の作用を及ぼした光ビーム
をレンズ・ユニット７−１又は７−２のコリメート・レ
ンズ５へ入射させる光機能部品１１と、光ファイバ・ユ
ニット４−１、レンズ・ユニット７−１、光機能部品１
２、レンズ・ユニット７−２、及び光ファイバ・ユニッ
ト４−２を一体化し、互いの位置合わせを行う一体化手
段と備える。

【００４２】一体化手段は、光ファイバ・ユニット４−
１のフェルールに設けられ、レンズ・ユニット７−１、
光機能部品１２に設けられた貫通孔８を貫通し、光ファ
イバ・ユニット４−２のフェルールに設けられた穴部１
３に挿入されるガイドピン９から成る。

【００４３】また、本実施の形態では、一体化手段が前
記のガイドピン９に加えてクリップ部材１４を備える場
合を示している。クリップ部材１４は、レンズ・ユニッ
ト４−１及び４−２其々のフェルールに圧力を加えるこ
とにより光ファイバ・ユニット４−１、レンズ・ユニッ
ト７−１、光機能部品１２、レンズ・ユニット７−２、
光ファイバ・ユニット４−２の位置を固定させる。これ
により、ガイドピン９によって行われた位置決め及び状
態保持をより確実にすることが可能である。

【００４４】図２（ｂ）は、上記の一体化手段により光
ファイバ・ユニット４−１、レンズ・ユニット７−１、
光機能部品１２、レンズ・ユニット７−２、及び光ファ
イバ・ユニット４−２が一体化された状態、つまり２個
のレンズ交換型コリメータによって光機能部品１２が狭
持された状態を示す斜視図である。

【００４５】また、本実施の形態においては、光機能部
品１２は、例えば光の減衰量を自由に変更可能な可変光
減衰器１２である場合を示している。可変光減衰器１２
は、ＭＥＭＳ技術を用いて製作され、その厚みは、コリ
メート・レンズの焦点距離により規定される。本実施の
形態にかかるコリメート・レンズ５（図１）の作動距離
は例えば約５００μｍであり、これを備えるレンズ・ユ
ニット７−１と７−２が理論的に最も小さな損失で光ビ
ームを送受可能な距離、つまりレンズ・ユニット７−１
と７−２の対向距離は、コリメート・レンズの作動距離
の２倍である約１ｍｍとなる。従って、可変光減衰器１
２の厚みは１ｍｍとなっている。

【００４６】図３（ａ）は、可変光減衰装置１２の概要
図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の可変光減衰装置
１２の拡大図である。可変光減衰装置１２は、例えば櫛
歯型アクチュエータ１５（１５−１、１５−２）と、駆
動用バネ１６と、遮光板１７を備え、これらの部材は互
いに接合されている。櫛歯型アクチュエータ１５（１５
−１、１５−２）は、静電力で駆動し、駆動用１６バネ
との反発力を利用して遮光板１７を移動させ、光の遮断
面積を変化させることにより光ビーム１０３の減衰量を
変化させる。

【００４７】この可変光減衰装置１２は、図１に示した
レンズ・ユニット７−１と７−２との間で送受される光
ビーム１０３に対して正確に減衰作用を及ぼすように寸
法、遮光板１６の位置等が厳密に調整されている。な
お、図示しないが、遮光板１７の先端部形状を四角形に
代えて任意の多角形状、例えば逆V字型とすることもで
きる。このような形状では光減衰量の偏波依存性を小さ
くすることができる。

【００４８】（第３の実施形態）図４（ａ）は、本発明
の第３の実施形態にかかる光結合モジュール１８の構成
を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の全て
の部材が一体化された状態を示す斜視図である。機能性
光結合モジュール１８は、図２に示した本発明の第２の
実施形態にかかる機能性光結合モジュール１１の一体化
手段に変更を加えたものである。

【００４９】図２の機能性光結合モジュール１１の一体
化手段は、光ケーブル・ユニット４−２に設けられた穴
部１３にガイドピン９が挿入される構成をとっていた。
これに対して、機能性光結合モジュール１８の一体化手
段は、図２の穴部１３に代えて光ファイバ・ユニット４
−３のフェルールに設けらえた貫通孔８を貫通するガイ
ドピン９と、貫通したガイドピン９を固定することによ
り全体を固定するキャップ状の固定部材１９とを備える
構成をとる。

【００５０】また、ガイドピン９にねじ山を設け、この
ねじ山に対応しためねじを固定部材１９の内面に設ける
ことにより、ガイドピンと固定部材をより強く係合させ
る構成とすることも可能である。

【００５１】なお、前述のとおり、本実施の形態にかか
る機能性光結合モジュール１８の光ファイバ・ユニット
４−３には貫通孔８が設けられ、一方、図２の機能性光
結合モジュール１１の光ファイバ・ユニット４−１には
穴部１３が設けられている点から、それぞれ異なった番
号を付与し、両者を区別したが、両者の相違点は上記の
点のみであり、その他の機能・構成等は同一である。ま
た、機能性光結合モジュール１８の光ファイバ・ユニッ
ト４−３以外の部材の機能・構成等も図２の機能性光結
合モジュール１１の場合と同様である。

【００５２】（第４の実施形態）図５（ａ）は、本発明
の第４の実施形態にかかる光結合モジュール２０の構成
を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の全て
の部材が一体化された状態を示す斜視図である。機能性
光結合モジュール２０は、図２に示した本発明の第２の
実施の形態にかかる機能性光港内機能性光結合モジュー
ル１１の一体化手段に変更を加えたものである。

【００５３】図２の機能性光結合モジュール１１及び図
４の機能性光結合モジュール１８の一体化手段は、クリ
ップ部材１４を備える構成としていたが、機能性光結合
モジュール２０の一体化手段は、クリップ部材１４に代
えて光ファイバ・ユニット４−４に設けられたラッチ部
材２１を備える。ラッチ部材２１は、光ファイバ・ユニ
ット４−５に設けられ、内部に溝を備える係合部２２と
係合することにより光ファイバ・ユニット４−４、レン
ズ・ユニット７−１、光機能部品１２、レンズ・ユニッ
ト７−２、光ファイバ・ユニット４−５を密着させる。

【００５４】なお、光ファイバ・ユニット４−４の機能
・構成等は、ラッチ部材２１が設けられている点以外は
図２の光ファイバ・ユニット４−１と同一であり、光フ
ァイバ・ユニット４−５の機能・構成等は、係合部２２
が設けられている点以外は図２の光ファイバ・ユニット
４−２と同一である。また、機能性光結合モジュール２
０の光ファイバ・ユニット４−４及び４−５以外の部材
の機能・構成等も図２の機能性光結合モジュール１１の
場合と同様である。

【００５５】また、本図の光機能部品２０は、ラッチ部
材２１を光ファイバ・ユニット４−４に設け、係合部２
２を光ファイバ・ユニット４−５に設ける構成としてい
るが、ラッチ部材２１を光ファイバ・ユニット４−５に
設け、係合部材２２を光ファイバ・ユニット４−４に設
ける構成とすることも可能である。

【００５６】また、本実施の形態にかかるラッチ部材２
１及び係合部２２は、図２の機能性光結合モジュール１
１及び図４の機能性光結合モジュール１８に設けること
も可能である。

【００５７】（第５の実施形態）図６（ａ）は、本発明
の第５の実施形態にかかる機能性光結合モジュール２３
の構成を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）
の全ての部材が一体化された状態を示す斜視図である。
光機能モジュール２３は、図２から図５で示した本発明
の第２から第４の実施の形態にかかる機能性光結合モジ
ュール１１、１８、及び２０が、図１で示した本発明の
第１の実施形態にかかるレンズ交換型コリメータ１を２
個備えるのに対し、１個のレンズ交換型コリメータ１を
備える構成としたものである。

【００５８】機能性光結合モジュール１１は、光ファイ
バ・ユニット４−６から成る光ファイバ部と、レンズ・
ユニット７−３から成るレンズ部と、レンズ・ユニット
７−３と接触可能であり、所定の作用を及ぼした光ビー
ムをレンズ・ユニット７−３のコリメート・レンズ５へ
入射させる光機能部品２４と、光ファイバ・ユニット４
−６、レンズ・ユニット７−３、及び光機能部品２４を
一体化し、互いの位置合わせを行う一体化手段と備え
る。

【００５９】光ファイバ・ユニット４−６は、図１の光
ファイバ・ユニット４に変更を加えたものであり、例え
ば縦５×横１２で配列された６０本の光ファイバ１０を
保持しているが、光ファイバ１０の数量以外の構成・機
能等は光ファイバ・ユニット４と同様である。

【００６０】レンズ・ユニット７−３は、図１のレンズ
・ユニット７に変更を加えたものであり、例えば縦５×
横１２で配列された６０個のコリメート・レンズ５を保
持しているが、コリメート・レンズ５の数量以外の構成
・機能等はレンズ・ユニット４と同様である。

【００６１】一体化手段は、光ファイバ・ユニット４−
６のフェルールに設けられ、レンズ・ユニット７−３の
レンズ・ユニットに設けられた貫通孔８を貫通し、光機
能部品２４に設けられた穴部１３に挿入されるガイドピ
ン９から成る。

【００６２】また、本実施形態では、一体化手段が前記
のガイドピン９に加えてクリップ部材２５を備える場合
を示している。クリップ部材２５は、光ファイバ・ユニ
ット４−６のフェルール及び光機能部品２４其々に圧力
を加えることにより光ファイバ・ユニット４−６、レン
ズ・ユニット７−３、及び光機能部品２４を密着させ
る。これにより、ガイドピン９によって行われた位置決
め及び状態保持をより確実にすることが可能である。

【００６３】また、本実施形態においては、光機能部品
２４は、複数個のレーザ発光素子が２次元的配列された
面発光レーザ装置２４である場合を示している。

【００６４】図７（ａ）は、面発光レーザ装置２４の構
成を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の装
置本体２６の正面拡大図である。面発光レーザ装置２４
は、レーザの発振及び照射を行う装置本体２６、及びス
ペーサ２７を備える。装置本体２６は、例えば正面にGa
As等の半導体の積層薄膜から構成された６０個のレーザ
発光素子２８を備え、これらのレーザ発光素子２８は、
前述のコリメート・レンズ５や光ファイバ１０と同じく
例えば縦５×横１２で配列されている。

【００６５】スペーサ２７は、装置本体２６とレンズ・
ユニット７−３（図６）との間に位置し、レーザ発光素
子２８がレンズ・ユニット７−３へ向けてレーザ・ビー
ムを照射する際、このレーザ・ビームが伝播する空間を
設けるためのものであり、ガイドピン９（図６）が貫通
する貫通孔８を備え、これにより容易且つ迅速に着脱交
換が可能である。また、スペーサ２７の厚さは、レーザ
・ビームの光特性によって規定され、一例としては２５
０μｍのものが挙げられる。

【００６６】これまでレーザ発光素子を２次元的に配置
したレーザ装置は作製されてはいたが、コリメート・レ
ンズと光ファイバとの光結合を低い損失で行うことが困
難であり、そのためレーザ発光素子を２次元的に配置す
ることが実用化されていなかった。

【００６７】これに対して本実施の形態の面発光レーザ
装置２４では、異なる厚みをもつスペーサを複数個用意
しておき、レーザの光特性に適合したスペーサに交換す
ることにより上記の問題を解消可能である。これに加え
て、スペーサ２７は、前述のように着脱交換を容易且つ
迅速に行うことが可能である点と、第１の実施の形態で
述べたレンズ交換型コリメータ１の簡便性とにより更な
る作業効率の改善が実現できる。

【００６８】上記のような面発光レーザ装置２４は、装
置本体２６とスペーサ２７の寸法調整及び位置決めを含
め、コリメート・レンズ（図６）に対して正確にレーザ
・ビームを入射できるようにコリメート・レンズ及びレ
ンズ・ブロック７−３（図６）との寸法調整及び位置等
が厳密に調整されている。なお、本実施に形態において
は、装置本体２６とスペーサ２７は別個の部材である場
合を示したが、これに限定されず、両者を一体構造とす
ることも可能である。

【００６９】（第６の実施形態）図８（ａ）は、本発明
の第５の実施形態にかかる機能性光結合モジュール２９
の構成を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）
の全ての部材が一体化された状態を示す斜視図である。
機能性光結合モジュール２９は、調整手段に対して図４
に示す第３実施形態にかかる機能性光結合モジュール１
８の場合と同様の変更を加えたものである。

【００７０】つまり、機能性光結合モジュール２９は、
図７の穴部１３に代わる貫通孔８を面発光レーザ装置２
６に設け、貫通孔８を貫通したガイドピン９をキャップ
状の固定部材１９で固定する構成としたものであり、面
発光レーザ装置２６の機能・構成等は、貫通孔８を設け
た点を除いて図６及び図７の面発光レーザ装置２４と同
様であり、その他の部材の機能・構成等についても図６
の機能性光結合モジュール２３の場合と同様である。

【００７１】また、ガイドピン９にねじを設け、このね
じに対応しためねじを固定部材１９に設けることによ
り、ガイドピンと固定部材をより強く係合させる構成と
することも可能である。

【００７２】（第７の実施形態）図９（ａ）は、本発明
の第５の実施形態にかかる機能性光結合モジュール３０
の構成を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）
の全ての部材が一体化された状態を示す斜視図である。
機能性光結合モジュール３０は、調整手段に対して図５
の第４の実施形態にかかる機能性光結合モジュール２０
の場合と同様の変更を加えたものである。

【００７３】つまり、機能性光結合モジュール３０は、
図６及び図８のクリップ部材２５に代わるラッチ部材３
１を光ファイバ・ブロック４−７に設け、さらに、内部
に溝を備える係合部３２を面発光レーザ装置２４−２に
設け、ラッチ部材３１を係合部３２と係合させることに
より光ファイバ・ブロック４−７、レンズ・ユニット７
−３、及び面発光レーザ装置２４−２を密着させる構成
としたものである。

【００７４】なお、光ファイバ・ブロック４−７の機能
・構成等は、ラッチ部材３１を設けた点を除いて図６及
び図８の光ファイバ・ブロック４−６と同様であり、面
発光レーザ装置２４−２の機能・構成等は、係合部材３
２を設けた点を除いて図６及び図７の面発光レーザ装置
２４と同様であり、その他の部材の機能・構成等につい
ても図６の機能性光結合モジュール２３及び図９の機能
性光結合モジュール２９の場合と同様である。

【００７５】また、本図の光機能部品３０は、ラッチ部
材３１を光ファイバ・ユニット４−７に設け、係合部３
２を面発光レーザ装置２４−２に設ける構成としている
が、ラッチ部材３１を面発光レーザ装置２４−２に設
け、係合部３２を光ファイバ・ユニット４−７に設ける
構成とすることも可能である。また、本実施の形態にか
かるラッチ部材３１及び係合部３２は、図６の機能性光
結合モジュール２３及び図８の機能性光結合モジュール
２９に設けることも可能である。

【００７６】なお、上記の実施形態のおいては、機能性
光結合モジュールが備えるレンズ交換型コリメータは、
１個又は２個である場合を示したが、これに限定され
ず、３個以上のレンズ交換型コリメータを備える構成と
することも可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
レンズ交換型コリメータに、この光ファイバを保持する
フェルールとから成る光ファイバ部、コリメート・レン
ズと、このコリメート・レンズを保持するレンズ・ユニ
ット、及び両者を一体化し、互いの位置合わせを行う一
体化手段を設け、さらに、光ファイバ・ユニットとレン
ズ・ユニットを自由に着脱可能な構成とした。

【００７８】また、機能性光結合モジュールを、上記の
レンズ交換型コリメータと、このレンズ交換型コリメー
タと正確に一体化する光機能部品を備え、この光機能部
品も自由に着脱できる構成とした。

【００７９】また、光ファイバ部の光ファイバは、フェ
ルール部材に保持されているため折損の危険性がなく、
さらに、複数の光ファイバが単一のフェルールに並列化
配置されているため機能性光結合モジュール自体の小型
化も実現されている。

【００８０】上記の点から、レンズだけでなく光機能部
品も迅速且つ平易に交換可能であり、小型且つ耐久性に
優れたレンズ交換型コリメータ、及びこのレンズ交換型
コリメータを備える小型の機能性光結合モジュールを提
供することが可能となった。

【００８１】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかるレ
ンズ交換型コリメータの構成を示す斜視図である。
（ｂ）は、図１（ａ）の全ての部材が一体化された状態
を示す斜視図である。

【図２】（ａ）は、本発明の第２の実施形態にかかる機
能性光結合モジュールの構成を示す斜視図である。
（ｂ）は、図２（ａ）の全ての部材が一体化された状態
を示す斜視図である。

【図３】（ａ）は、可変光減衰装置の概要図である。
（ｂ）は、図３（ａ）に示す可変光減衰装置の拡大図で
ある。

【図４】（ａ）は、本発明の第３の実施形態にかかる機
能性光結合モジュールの構成を示す斜視図である。
（ｂ）は、図４（ａ）の全ての部材が一体化された状態
を示す斜視図である。

【図５】（ａ）は、本発明の第４の実施形態にかかる機
能性光結合モジュールの構成を示す斜視図である。
（ｂ）は、図５（ａ）の全ての部材が一体化された状態
を示す斜視図である。

【図６】（ａ）は、本発明の第５の実施形態にかかる機
能性光結合モジュールの構成を示す斜視図である。
（ｂ）は、図６（ａ）の全ての部材が一体化された状態
を示す斜視図である。

【図７】（ａ）は、面発光レーザ装置の構成を示す斜視
図である。（ｂ）は、図７（ａ）の装置本体の拡大図で
ある。

【図８】（ａ）は、本発明の第６の実施形態にかかる機
能性光結合モジュールの構成を示す斜視図である。
（ｂ）は、図８（ａ）の全ての部材が一体化された状態
を示す斜視図である。

【図９】（ａ）は、本発明の第７の実施形態にかかる機
能性光結合モジュールの構成を示す斜視図である。
（ｂ）は、図９（ａ）の全ての部材が一体化された状態
を示す斜視図である。

【図１０】従来の光結合モジュール１００の概略図であ
る。

【符号の説明】

１ レンズ交換型コリメータ ２ 光ファイバ・テープ心線（光ファイバ） ３ フェルール ４ 光ファイバ・ユニット ５ コリメート・レンズ ７ レンズ・ユニット ８ 貫通孔 ９ ガイドピン １０ 光ファイバ １１、１８、２０、２３、２９、３０ 機能性光結合モ
ジュール １２ 可変光減衰装置 １３ 穴部 １４、２５ クリップ部材 １５ 櫛歯型アクチュエータ １６ 駆動用バネ １７ 遮光板 １９ 固定部材 ２１、３１ ラッチ部材 ２２、３２ 係合部 ２４ 面発光レーザ装置 ２５ 面発光レーザ本体 ２６ レーザ装置本体 ２７ スペーサ ２８ レーザ発光素子 １００ 従来の光結合モジュール １０１ 従来の光吸収フィルタ １０２ 従来のコリメータ １０３ 光ビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椎野 雅人 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 風味 創 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 BA12 BA32 CA09 CA12 CA21 DA03 DA05 DA11 DA17 DA18 DA31

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の部材を備えることを特徴とする機
   能性光結合モジュール。 （ａ）１本以上の光ファイバを保持するフェルールから
   成る光ファイバ・ユニットと、 （ｂ）前記光ファイバ・ユニットに接触可能な１個以上
   のコリメート・レンズを保持するレンズ・ユニットを１
   個以上備えるレンズ部と、 （ｃ）前記レンズ・ユニットと接触可能であり、前記光
   ファイバから入射される光ビームに所定の作用を及ぼす
   光機能部品と、 （ｄ）前記光ファイバ部、前記レンズ・ユニット、及び
   前記光機能部品を一体化し、互いの位置合わせを行う一
   体化手段。
2. 【請求項２】 前記光機能部品が、光減衰器であること
   を特徴とする請求項１記載の機能性光結合モジュール。
3. 【請求項３】 前記光機能部品が、面発光レーザ装置で
   あることを特徴とする請求項１記載の機能性光結合モジ
   ュール。
4. 【請求項４】 前記光ファイバ・ユニットは、第１及び
   第２の光ファイバ・ユニットを備え、前記レンズ・ユニ
   ットは第１及び第２のレンズ・ユニットを備え、前記第
   １の光ファイバ・ユニット、第１レンズ・ユニット、前
   記光機能部品、第２レンズ・ユニット、第２光ファイバ
   ・ユニットの順に配列されていることを特徴とする請求
   項１記載の機能性光結合モジュール。
5. 【請求項５】 前記コリメート・レンズから出射される
   光ビームは、広がり角度±2度以内の並行光線であり、
   該平行光線に対して所定の作用を及ぼす前記光機能部品
   の厚みは、前記コリメート・レンズの焦点距離の２倍以
   下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに
   記載の機能性光結合モジュール。
6. 【請求項６】 前記コリメート・レンズは、レンズ中心
   に対して屈折率が略２乗分布をとることを特徴とする請
   求項１から５のいずれかに記載の機能性光結合モジュー
   ル。
7. 【請求項７】 前記コリメート・レンズは、片側又は両
   側の端部に無反射コーティングが施されていることを特
   徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の機能性
   光結合モジュール。
8. 【請求項８】 前記コリメート・レンズは、グレーデッ
   ド・インデックス・ファイバ製であることを特徴とする
   請求項１から７のいずれか１項に記載の機能性光結合モ
   ジュール。
9. 【請求項９】 前記一体化手段は、前記光ファイバ・ユ
   ニットに固定され、前記レンズ・ユニット、前記光機能
   部品、又は他のレンズ・ユニット及び他の光ファイバ・
   ユニットのフェルールのそれぞれに設けられた貫通孔に
   嵌合するガイドピンから成ることを特徴とする請求項１
   から８のいずれかに記載の機能性光結合モジュール。
10. 【請求項１０】 前記一体化手段は、さらに前記光ファ
    イバ・ユニット及び前記レンズ・ユニット、前記光機能
    部品を密着させるクリップ部材を備えることを特徴とす
    る請求項１から９に記載の機能性光結合モジュール。
11. 【請求項１１】 前記一体化手段は、さらに、前記光フ
    ァイバ・ユニットのフェルールの一方に設けられ、前記
    レンズ・ユニット、前記光機能部品、又は他の光ファイ
    バ・ユニットのフェルールに設けられた係合部と係合す
    るラッチ部材を備えることを特徴とする請求項１から１
    ０のいずれかに記載の機能性光結合モジュール。
12. 【請求項１２】 機能性光結合モジュール用の下記の部
    材を備えることを特徴とするレンズ交換型コリメータ。 （ａ）１本以上の光ファイバを保持するフェルールから
    成る光ファイバ・ユニットと、 （ｂ）前記光ファイバ・ユニットに接して配設される１
    個以上のコリメート・レンズを備えたレンズ・ユニット
    と、 （ｃ）前記光ファイバ・ユニットと前記レンズ・ユニッ
    トとを一体化し、互いの位置合わせを行う一体化手段。
13. 【請求項１３】 前記コリメート・レンズから出射され
    る光ビームは、広がり角度±2度以内の並行光線である
    ことを特徴とする請求項１２に記載のレンズ交換型コリ
    メータ。
14. 【請求項１４】 前記コリメート・レンズは、屈折率が
    略２乗分布をとることを特徴とする請求項１２又は１３
    に記載のレンズ交換型コリメータ。
15. 【請求項１５】 前記コリメート・レンズは、片側又は
    両側の端部に無反射コーティングが施されていることを
    特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載のレン
    ズ交換型コリメータ。
16. 【請求項１６】 前記コリメート・レンズは、グレーデ
    ッド・インデックス・ファイバ製であることを特徴とす
    る請求項１５から１５のいずれか１項に記載のレンズ交
    換型コリメータ。
17. 【請求項１７】 前記一体化手段は、前記フェルールに
    固定され、前記レンズ・ユニットに設けられた貫通孔を
    貫通するガイドピンから成ることを特徴とする請求項１
    ２から１６の何れかに記載のレンズ交換型コリメータ。