JP2020098335A - 軸方向に調整された非回転バレルファイバーコリメータ - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバー端部とレンズアセンブリとの間の距離を調整するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】光ファイバー位置決め装置は、ネジ山付きバレル１と、レンズアセンブリ６と、ネジ山付き調整ノブ３とを含むことができる。ネジ山付きバレルは、光ケーブルを受け入れるように構成することができ、ネジ山付きバレルとレンズアセンブリとの間の距離は、ネジ山を介して内側バレルに係合する調整ノブを回すことで調整することができる。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１８年１２月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／７７９，２３９号明細書の優先権を主張し、その開示は、全体が参照により本明細書に組み込まれる。

コリメーションとは、放射又は粒子の発散ビーム（例えば、光線）を平行ビームに変換するプロセスである。ファイバーオプティクスの分野では、ファイバーコリメータを使用して自由空間ビーム又は光源を光ファイバーに連結することができる。代替的に、又は追加的に、ファイバーコリメータを使用して２本のファイバー間で光線を連結することができる。

ファイバーオプティクス用途に適した様々なコリメートレンズが市販されている。例えば、７４−ＵＶ及び７４−ＶＩＳコリメートレンズを含む、Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社から入手可能な７４シリーズコリメートレンズは、ＳＭＡ終端光ファイバー及びその他のサンプリングオプティクスと連結して放射（光）の発散ビームを平行ビームに変換することができる。各レンズの直径は５ｍｍで、焦点距離は１０ｍｍで、紫外−可視又は可視−近赤外波長で反応する。コリメートレンズの焦点は、光源のファイバーバレルの止めネジを緩め、光源のコリメートレンズの内側バレルを摺動させることで調整できる。

Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社の別の市販の光ファイバーコリメートレンズは、ＳＥ−１１２６８９である。これは、ＳＭＡコネクタを有する光ファイバーを石英コリメートレンズに連結するために使用することができる。このアセンブリには、ＳＭＡファイバーポートを有する分光計や光源に接続できるように、焦点を調整したり取り外したりできる、ネジ山付きＳＭＡバレルが含まれている。

しかし、ある媒体から別の媒体に光を効果的に連結するには、光学系の正確なアライメントが不可欠である。光の適切なコリメーションを確実に行うために、光源をコリメートレンズから１焦点距離の分だけ離して配置することができる。光学セットアップの部材のそれぞれを正確に位置制御するための、改良されたファイバーコリメータ技術が必要である。

本明細書では、光ファイバー端部とレンズアセンブリとの間の距離を調整するためのシステム及び方法が開示されている。例示的な実施形態において、開示された主題は、１つの軸方向において調整可能であり且つ回転が防止される内側バレルを含むファイバー位置決め装置を提供する。

ある実施形態において、ファイバー位置決め装置は、ネジ山付きバレルと、レンズアセンブリと、ネジ山付き調整ノブとを含むことができる。ネジ山付きバレルは、光ケーブルを受け入れるように構成することができ、ネジ山付きバレルとレンズアセンブリとの間の距離は、ネジ山を介して内側バレルに係合する調整ノブを回すことで調整することができる。

ある実施形態において、ファイバー位置決め装置は、ネジ山付きバレルが回転するのを防止する留め具を受け入れることができる機械加工溝を更に含むことができる。

ある実施形態において、留め具は、止めネジ、ボルト、又はダボのいずれかであり得る。

ある実施形態において、レンズアセンブリは、コリメートレンズを含むことができる。

ある実施形態において、システムは真空用途に適合している。

レンズアセンブリと光ファイバーとの間の距離を調整する方法も説明されている。ある実施形態において、例示的な方法は、ネジ山を介してバレルと係合する刻み付き外側アジャスターを使用してネジ山付きバレルを移動させることを含む。ネジ山付きバレルは、光ケーブルを受け入れるように構成することができる。

ある実施形態において、方法は、ネジ山付きバレルが回転するのを留め具によって防止することを更に含むことができる。

ある実施形態において、方法は、調整ノブが回転するのを係止ナットによって防止することを更に含むことができる。

本開示に組み込まれており且つその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、開示された主題の原理を説明するのに役立つ。

図１は、開示された主題の幾つかの実施形態に係る、軸方向に調整された非回転バレルファイバーコリメータの斜視図である。 図２は、開示された主題の幾つかの実施形態に係る、軸方向に調整された非回転バレルファイバーコリメータの断面図である。 図３は、開示された主題の幾つかの実施形態に係る、軸方向に調整された非回転バレルファイバーコリメータの組み立て斜視図である。

図面を通して、特に言及しない限り、同じ参照符号及び文字は、例示された実施形態の類似の特徴、要素、構成部品、又は部分を示すために使用される。更に、開示された主題は、図を参照して詳細に説明されるが、これは例示的な実施形態に関連して行われる。

開示された主題は、ファイバーコリメータ装置を提供し、光ファイバー端部を位置決めするための方法が本明細書で議論される。本明細書で説明するファイバー位置決め装置は、１つの軸方向に沿って調整可能であり且つ回転が防止される内側バレルを含むことができる。これにより、ファイバー端部からレンズアセンブリまでの距離を正確に軸方向に調整して焦点を調整できるだけでなく、光ファイバーケーブルがプロセス中に回らないようにすることもできるようになる。従って、距離を調整する際に、光ファイバーケーブルの緩みを回避することができる。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、開示された主題を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する際、正確に軸方向に調整という用語は、実質的に最小限に実行可能な増分での１つの軸に沿った部品の動きを指す。本明細書で使用する際、「及び／又は」という用語は、列挙された関連する項目の１つ又は複数のありとあらゆる組み合わせを含む。本明細書で使用する際、単数形（不定冠詞及び定冠詞）で書かれているものは、文脈によって明確に示されない限り、複数形及び単数形を含むことを意図している。本明細書で使用する際、「備える」及び／又は「備えている」という用語は、述べられた機能、工程、操作、要素、及び／又は構成部品の存在を特定するが、１つ又は複数の他の機能、工程、操作、要素、構成部品、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除しないことが更に理解されるであろう。

本明細書で使用する際、「レンズアセンブリ」という用語は、１つ又は複数のレンズを指す。ある実施形態において、「レンズアセンブリ」は、単一のレンズを指す。ある実施形態において、「レンズアセンブリ」は、２つ以上のレンズを指す。

特に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。更に、一般的に使用される辞書が定義している用語等の用語は、関連技術及び本開示の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想化された意味又は過度に形式的な意味では解釈されないことが理解されるであろう。

図１は、開示された主題の幾つかの実施形態に係る、軸方向に調整された非回転バレルファイバーコリメータの斜視図である。この装置は、光ファイバーケーブルを受け入れるように構成されたネジ山付きバレル１を含む。ある非限定的な実施形態において、ネジ山付きバレルは、約１／４インチの直径を有し且つインチ当たり２８個のネジ山を有し得る。他の非限定的な実施形態において、ネジ山付きバレルは、インチ当たり２８個を超えるネジ山を有し得る。

ネジ山付きバレル１は、留め具２を受け入れるための機械加工溝も有している。ある非限定的な実施形態において、留め具２は、止めネジ、ボルト、ダボ、又は、バレルが回転するのを防止することができる他の任意の適切な留め具であり得る。ネジ山付きバレル１は、ネジ山付き調整ノブ３に係合している。軸方向の調整は、回転方向に応じてネジ山付きバレルを前後に動かす調整ノブ３を回すことにより行うことができる。１つの非限定的な実施形態において、調整ノブ３は、それをハウジング４に係止する止めネジ５によって所定位置に固定することができる。ハウジング４は、保持リング７によりレンズ６を所定位置に固定する。保持リング７は、ねじ込み式又はスナップ式に嵌め込むことができる。光ファイバーで使用される部品に適した任意の材料を使用して、ネジ山付きバレル１、調整ノブ３、ハウジング４、レンズ６、保持リング７、及び係止ナット８を作成することができる。ある非限定的な実施形態において、レンズは石英レンズであり得る。他の非限定的な実施形態において、ハウジング及び保持リングはステンレス鋼を備えることができる。

図２は、本開示の幾つかの実施形態に係る、軸方向に調整された非回転バレルファイバーコリメータの断面である。ネジ山付きバレル１の軸に沿って留め具２を受け入れるチャネル９を示している。ネジ山付きバレル１は、表面１２で外側ノブ３に取り付けられている。１１は、ネジ山付きバレル１がハウジング４のネジ山無し表面に対して摺動する点を示している。

図３は、本開示の幾つかの実施形態に係る、軸方向に調整された非回転バレルファイバーコリメータの組み立て斜視図である。ネジ山付きバレル１は、調整ノブ３の内側にある。

ある非限定的な実施形態において、ファイバー端部とレンズアセンブリとの間の距離は、調整ノブを回すことで調整することができる。外側ノブ３を回すと、ネジ山付きバレル１がその軸に沿って移動し、ファイバーの端部からレンズまでの距離が変化する。正確に軸方向に調整を行うと、光ファイバーの端部をレンズの焦点に位置決めすることにより、適切にコリメートされた光を簡単に生成することができる。追加的に、又は代替的に、正確に軸方向に調整を行うと、自由空間ビーム又は光源を光ファイバーに連結することができる。

これは、外側ノブ（３）を回してバレル（１）をその軸に沿って移動させ、ファイバーの先端からレンズまでの距離を変更することで実現できる。これをすることにより、使用者はレンズの焦点にファイバーの先端を配置することができる。重要なのは、ネジ山付きバレルを軸方向に調整することにより、ネジ山付きバレルに取り付けられている光ファイバーの緩みが回避されることである。

ある非限定的な実施形態において、軸方向の動きは、止めネジ５を締めて外側ノブ３の動きを制限することにより係止することができる。更に、ネジ山付きバレル１は、表面１２のハウジングボアによって更に拘束され、その後表面１０の係止ナットによって所定位置に係止されて、光ファイバーをより安定させることができる。この堅固な光学セットアップは、安定した光信号に不可欠である。

別の非限定的な実施形態において、ネジ山付きバレルは、チャネル９を提供するための機械加工溝を有する。図２に示すように、チャネルに止めネジ５を取り付けることができる。このチャネルにより、バレルの溝を介したガス放出が可能になるため、装置が真空用途に適合する。追加的に、又は代替的に、外側ノブ３は、ガスを逃がすための穴を有し得る。

別の非限定的な実施形態において、ネジ山付きバレル３は、アセンブリをモータと共に使用することを可能にし、フィードバックを介して制御されるモータを使用して自動調整を可能にするために、プーリに置き換えることができる。

本明細書の説明は、開示された主題の原理を単に示しているにすぎない。記載された実施形態に対する様々な修正及び変更は、本明細書の教示に鑑みて当業者には明らかであろう。従って、本明細書の開示は、開示された主題の範囲における例示であって、限定することを意図するものではない。更に、開示された主題の原理は、様々な構成にて実施することができ、本明細書で提示された特定の実施形態に限定する意図は一切ない。

図示及び請求される様々な実施形態に加えて、開示された主題は、本明細書で開示及び請求される特徴の他の組み合わせを有するその他の実施形態にも向けられる。故に、本明細書で提示された特定の特徴は、開示された主題が本明細書で開示されている特徴の任意の適切な組み合わせを含むように、開示された主題の範囲内で他の方法にて互いに組み合わせることができる。開示された主題の特定の実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的で提示したものである。網羅的であること、又は開示された主題を開示された実施形態に限定することは意図していない。

開示された主題の要旨又は範囲から逸脱することなく、開示された主題のシステム及び方法に様々な修正及び変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。従って、開示された主題は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内にある修正及び変形を含むことが意図されている。

Claims (5)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングにその第１部分で調整可能に連結されたネジ山付きバレルと、
   前記ハウジングにその第２部分で連結され、前記ネジ山付きバレルから第１距離に位置決めされたレンズアセンブリと、
   前記ハウジングに連結され、前記ネジ山付きバレル前記レンズアセンブリとの間の距離を前記第１距離から第２距離に変更するように構成されたネジ山付き調整ノブと、
   前記ネジ山付きバレルに連結された係止ナットと、
   を備える、ファイバー位置決め装置。
2. 前記ネジ山付きバレルが、光ケーブルを受け入れるように構成されている、請求項１に記載のファイバー位置決め装置。
3. 前記ネジ山付きバレルが機械加工溝を含み、前記ネジ山付きバレルが回転するのを防止する留め具を更に備える、請求項１に記載のファイバー位置決め装置。
4. 前記留め具が、止めネジ、ボルト、又はダボのいずれかである、請求項３に記載のファイバー位置決め装置。
5. 前記レンズアセンブリがコリメートレンズ又はレンズアセンブリを含む、請求項１に記載のファイバー位置決め装置。