JP2804723B2 - 光回路素子の光学部品組付け方法とそれに用いられる治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光アイソレータ、光サ
ーキュレータ等の光回路素子の光学部品組付け方法とそ
れに用いられる治具に係わり、特に光学部品の組付け作
業性と組付け精度の向上を図るのに好適な光回路素子の
光学部品組付け方法とそれに用いられる治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】光回路素子は、光ファイバなどを用いて
構成された光伝送路の途中に設置されて、光信号の分配
や伝送方向の制御などを行う回路部品であって、光伝送
路の普及とともに近年急速に用いられるようになってき
ている。

【０００３】一例として、光アイソレータは、ファラデ
ー素子の偏波面回転作用（ファラデー効果）を利用し
て、伝搬方向が異なる光を選択的に透過させ、あるいは
阻止するための光回路素子である。従来一般的に採用さ
れているバルク形構造を有する光アイソレータの構成を
図４に示す。光アイソレータ１は、ファラデー素子２、
磁性体３、偏光子４及び偏光子ホルダ（以下、ホルダと
称する）５からなっている。ファラデー素子２は中空円
筒状の磁性体３の内部に支持されており、磁性体３の磁
界が印加されることによって、入射する光の偏波面を４
５゜回転させる作用をなす。磁性体３の軸方向両側に
は、それぞれホルダ５が取り付けられる。ホルダ５の内
部には、それぞれ偏光子４が収容されている。偏光子４
は、その偏光面が光軸に関して互いに４５゜ずれるよう
に配置されている。

【０００４】このような一般的な光アイソレータ１の製
造工程は、磁性体３にファラデー素子２を取り付ける工
程と、ホルダ５に偏光子４を取り付ける工程と、それら
の工程の後、ファラデー素子２が組み込まれた磁性体３
の両側に偏光子４が組付けられたホルダ５をその偏光面
が光軸回りに互いに４５゜ずれて配置されるように取り
付ける工程とからなる。

【０００５】図５は、図４のホルダ５に偏光子４を取り
付ける作業の一例を示す説明図である。ここでは、中空
円筒状のホルダ５の内部に偏光子４を組付けるのに、ホ
ルダ５の孔部に嵌合する円柱状の突起部８ａを有する取
付治具８が用いられている。すなわち、まず突起部８ａ
にホルダ５を嵌合挿通させ、次にその突起部８ａの上面
に偏光子４を載置して、しかる後偏光子４とホルダ５と
の接合作業を行うのである。接合手段としては、有機接
着、ハンダ接合、ガラス接合などが用いられる。なお、
偏光子４などの光学部品は、入射光がその入射方向に直
接反射することを避けるために、光軸に対して傾斜させ
て取り付けることが一般的に行われている。したがっ
て、このような場合には、前記治具８の突起部８ａ上面
も、ホルダ５の軸線に対して傾斜させて設けられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の光回
路素子の光学部品組付け方法にあって、本願出願人は、
先に光学部品を支持する保持部材の構造として、図６に
示すような分割形のものを提案している。図６の例は、
中空円筒状の部材をその軸線に沿って半割り状に分割し
たものである。このような分割形の保持部材５は、前記
一体形のものよりも小さくできるので、例えば前述した
光アイソレータ１の小型化及び軽量化に有用であるとと
もに、偏光子４などの光学部品を組付ける際には単に保
持部材５の上に載置すればよいので、一般的に一体形の
ものよりも組付けが容易になる利点を有している。

【０００７】図６に示すホルダ５は、いずれも偏光子４
を位置決めするための段部５ａを有しており、偏光子４
の固定作業の際には、偏光子４をこの段部５ａに当てれ
ば所定の位置に一義的に位置決めされるものである。な
お、このような組付け方法は、前記磁性体３とファラデ
ー素子２との組付けにあっても同様である。

【０００８】しかしながら、このような分割形のホルダ
５を用いた場合でも、ファラデー素子２、偏光子４など
の光学部品を位置決め用の段部５ａに当接させたまま保
持させておかなければならないため、組付け作業の簡素
化が十分達成されたとは言えず、光学部品の組付け精度
の点でも均一の水準を確保することは難しかった。

【０００９】また、このような段部５ａを有する部品を
製作することは、段部５ａのない部品を製作する場合と
比較して製造コストの点で不利であった。この問題点を
解決するには、段部５ａのない分割形の保持部材を採用
すればよいが、そうすると位置決めする部位がなくなる
ので、組付け作業ごとに組付け位置、傾斜角を調整しな
ければならず、一定の品質を維持することが一層困難に
なってしまう。

【００１０】この発明は上記の事情を考慮してなされた
ものであり、その目的は、光学部品の組付け作業性及び
組付け精度を高めることを可能とする光回路素子の光学
部品組付け方法とそれに用いられる治具を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明に係る光回路素子の光学部品組付け方法
は、ファラデー素子と偏光子とを含む光学部品とその光
学部品を光軸に沿って配置するための磁性部材を含む保
持部材とからなる光回路素子の光学部品組付け方法にお
いて、前記保持部材の形状寸法に合わせて保持部材固定
手段に凹設されている凹所にその保持部材を嵌合配置す
る工程と、前記保持部材固定手段に配置された前記保持
部材に接着剤等の接合材を付加する工程と、前記光学部
品の形状寸法に合わせて貫通形成された開口部を有する
光学部品案内手段を、前記開口部が前記保持部材の直上
に配置されるように位置決め手段によって位置決めする
とともに、締結手段によって前記保持部材固定手段に固
設する工程と、前記光学部品を前記光学部品案内手段の
開口部に上方から挿入し、前記保持部材の所定の位置に
配設する工程とを備えたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明に係る光回路素子の光学部品
組付けに用いられる治具は、光学部品の保持部材を固定
配置するための保持部材固定手段とその光学部品と前記
保持部材とを相対的に位置決めするための光学部品案内
手段とからなり、前記保持部材固定手段は光学部品を嵌
合配置するための凹所と前記光学部品案内手段の位置決
めのために設けられた第一の係合部と、光学部品案内手
段を固定するための第一の締結部とを備え、前記光学部
品案内手段は前記光学部品を挿通するための開口部と前
記保持部材固定手段の第一の係合部と係合する第二の係
合部と前記保持部材固定手段の第一の締結部と係合する
第二の締結部とを備えていることを特徴とする。

【００１３】ここで、好ましくは、前記光学部品案内手
段が前記保持部材固定手段に対して位置決めされた状態
で、前記光学部品案内手段に形成された開口部の長手方
向軸線が前記保持部材固定手段に配置された保持部材の
中心軸軸線に対して傾斜するようにすることである。

【００１４】また好ましくは、前記光学部品案内手段に
形成された開口部の縁辺が前記光学部品の光学面から離
隔された切欠部を有するように構成することである。

【００１５】

【作用】以上の構成によれば、光回路素子の光学部品
は、保持部材固定手段に固定された保持部材に対して、
前記保持部材固定手段と締結手段によって締結された光
学部品案内手段の開口部に上方から挿通することで正確
に位置決めされ、その位置決めされた状態が保たれる。

【００１６】また、前記の構成を有する本発明の治具に
よれば、第一及び第二の係合部によって保持部材固定手
段と光学部品案内手段との位置決めを行い、その状態で
第一及び第二の締結部によって保持部材固定手段に光学
部品案内手段を固定すれば、光学部品を案内手段の開口
部の上方から落とし込むだけで保持部材に対する光学部
品の位置決めが完了する。

【００１７】ここで、前記光学部品案内手段が前記保持
部材固定手段に対して位置決めされた状態で、前記光学
部品案内手段の開口部の長手方向軸線が保持部材の中心
軸軸線に対して傾斜するようにすれば、光学部品は光軸
に対して所定の傾斜を有するようになる。

【００１８】また、前記光学部品案内手段の開口部縁辺
に、前記光学部品の光学面に臨んで切欠部を設ければ、
光学部品の光学面が開口部の縁辺と接触しないようにす
ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき添付図面を参
照して詳細に説明する。図１は本発明に係る光回路素子
の光学部品組付け方法を示す説明図である。この組付け
方法に使用される組付け治具は、大別して保持部材固定
手段であるベース１０と光学部品案内手段であるプレー
ト２０とからなる。

【００２０】ベース１０には、光学部品保持部材として
のホルダ５を収容してその位置を固定させる凹所１２が
設けられている。この凹所１２の形状はホルダ５が嵌合
するように形成されており、かつ後述するプレート２０
がベース１０の表面と密着するように、収容されたホル
ダ５がベース１０の表面上に突出しない深さに形成され
ている。すなわち、図１にあっては、凹所１２はほぼ半
円状の断面を有するホルダ５を収容するためにこの断面
形状に合わせて穿設されているが、ホルダ５の形状が異
なれば、それに応じて凹所１２の穿設形状も異なるので
ある。

【００２１】ベース１０の両端部には、第一の係合部と
しての円柱状のピン１４が突設されている。このピン１
４についても、その形状は図１に示す円柱状の他、角柱
状等、種々の形状を採用してよい。

【００２２】プレート２０は、偏光子４を固定保持する
のに十分な剛性が確保できる厚さを有した薄板である。
プレート２０の端部には、第二の係合部としての一対の
孔部２４が貫通形成されている。この孔部２４には前記
ベース１０のピン１４が挿通され、プレート２０がベー
ス１０に対して相対的に移動しないように固定する作
用、つまり位置決めの作用をなしている。プレート２０
がその孔部２４とベース１０のピン１４との係合によっ
て相対的に位置決めされた状態で、プレート２０に形成
されている開口部２２はベース１０の凹所１２の直上に
位置するように設計される。すなわち、開口部２２はそ
の開口幅と開口長さとが偏光子４の形状寸法に対応して
形成されており、プレート２０がベース１０に位置決め
された状態で、凹所１２に収容されたホルダ５の直上に
位置するようになっている。

【００２３】なお、本実施例にあっては、開口部２２の
縁辺部の一部が偏光子４の表面から離隔するように切欠
かれて逃げ部２２ａが形成されている。この逃げ部２２
ａは偏光子４の光学面（光が入出射する面）の光が通過
する有効部分が開口部２２の縁辺に接触して傷つくこと
を防止する。

【００２４】また、偏光子４を挿通させる開口部２２の
長手方向軸線はホルダ５の光軸方向に直交していない。
したがって、偏光子４は光軸に対して傾斜した状態でホ
ルダ５に取り付けられることとなる。これは偏光子４の
光学面に入射する光が入射方向に直接反射して光源に対
して外乱を与えることを防ぐためである。

【００２５】ベース１０に対してピン１４と孔部２４と
を介して位置決めされたプレート２０は、ベース１０に
形成された第一の締結部としてのネジ孔１６とプレート
２０に形成された第二の締結部である孔２６に挿通され
たネジ２８とによって固定される。なお、ベース１０と
プレート２０とを相対的に固定するには、必ずしも本実
施例のような螺合による必要はなく、ベース１０とプレ
ート２０とを図示しないバイスなどの締め具で挟み込む
ようにするなど、他の手段を採用してよい。

【００２６】このような治具を構成するベース１０、プ
レート２０の材料は、金属材料、セラミックス等の焼結
材料、樹脂材料等の材料から任意に選定することができ
る。特にプレート２０は、偏光子４を固定保持するのに
十分な剛性を確保できる厚さを有した薄板で、例えばス
テンレス鋼板などが好適である。

【００２７】次に、本実施例の作用について説明する。
この実施例にしたがってホルダ５に偏光子４を組付ける
には、次のようにする。 （工程１） ベース１０の凹所１２に、偏光子４が収容
される切欠部５ｂが上方になるようにホルダ５を嵌合し
載置する。 （工程２） 偏光子４を固接するための有機接着剤、ハ
ンダ剤、ガラス剤などの接合材を切欠部５ｂにあらかじ
め付加する。 （工程３） ピン１４が孔部２４に挿通するように、プ
レート２０をベース１０上に載せ、ネジ２８を孔２６を
通してネジ孔１６にねじ込み、プレート２０をベース１
０に対して固定する。 （工程４） 偏光子４をプレート２０の開口部２２の上
方からほぼ垂直に挿通させ、その直下に位置しているホ
ルダ５の切欠部５ｂに載置する。

【００２８】工程４が完了した状態を示しているのが、
図２である。図２（ａ）は凹所１２の部分断面図、図２
（ｂ）は図２（ａ）の上面図である。なお、図示の煩雑
さを避けるために、図２（ａ）にあって偏光子４につい
ては断面を取っていない。これらの図に示されているよ
うに、ホルダ５はベース１０に穿設された凹所１２に嵌
合しており、その切欠部５ｂは上方を向いている。切欠
部５ｂの直上にはプレート２０の開口部２２が位置して
おり、偏光子４をこの開口部２２に落とし込むだけで、
偏光子４はホルダ５の切欠部５ｂに位置決めされるとと
もに、開口部２２の縁辺部によって支持されるので、他
の固定するための手段は不要である。また、切欠部５ｂ
には有機接着剤などの接合材３０があらかじめ塗布して
あるので、切欠部５ｂに配置した偏光子４を放置してお
けば、ホルダ５との接合は完了する。

【００２９】なお、上記実施例にあっては偏光子４をホ
ルダ５に取り付ける例を示したが、分割形の磁性体にフ
ァラデー素子を取り付ける際にも本発明の方法及びそれ
に用いられる治具を適用できることはいうまでもない。
すなわち、本発明による光学部品組付け方法の一実施例
を用いて、偏光子４とホルダ５との組立品、及びファラ
デー素子２と磁性体３との組立品を構成し、それらを円
筒ケース６と組合せて図３に示すような光アイソレータ
７を構成することができるのである。

【００３０】

【発明の効果】以上実施例によって詳細に説明したよう
に、本発明に係る光回路素子の光学部品組付け方法とそ
れに用いられる治具によれば、偏光子などの光学部品
は、保持部材固定手段に固定された光学部品保持部材に
対して光学部品案内手段に形成された開口部を介して正
確に位置決めされ、しかもその状態が保持されるので、
光学部品の位置決め作業が簡単となり、組付け作業が簡
素化されるとともに組付け精度の向上が図られる。

【００３１】また、前記光学部品案内手段が前記保持部
材固定手段に対して位置決めされた状態で、前記光学部
品案内手段に形成された開口部の長手方向軸線が前記保
持部材固定手段に配置された保持部材の中心軸軸線に対
して傾斜するようにすれば、光学部品に光軸に対する傾
斜が付与され、光学部品に入射する入射光が入射方向に
直接反射することがなく、入射光に対する外乱が防止さ
れる。

【００３２】さらに、前記光学部品案内手段に形成され
た開口部の縁辺が前記光学部品の光学面から離隔された
切欠部を有するように構成すれば、光学部品の光学面、
特に光が通過する有効部分が開口部の縁辺に接触して傷
つくことがなく、光の散乱などの損失が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学部品組付け方法の一実施例を
示す説明図である。

【図２】図１の工程完了状態を示す部分断面図である。

【図３】本発明方法の一実施例によって組み立てた光ア
イソレータの断面図である。

【図４】一般的なバルク形光アイソレータの構成を示す
断面図である。

【図５】従来の光学部品組付け方法の一例を示す説明図
である。

【図６】分割形光学部品保持部材の一例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ ベース（保持部材固定手段） １２ 凹所 １４ ピン（第一の係合部） １６ ネジ孔（第一の締結部） ２０ プレート（光学部品案内手段） ２２ 開口部 ２２ａ 切欠部 ２４ 孔部（第二の係合部） ２６ 孔（第二の締結部） ２８ ネジ（第二の締結部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 元次 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (72)発明者 大谷 光司 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−323167（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−122409（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−38676（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/00 G02B 7/18 G02B 27/28 G02F 1/09

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファラデー素子と偏光子とを含む光学部
   品(4) と該光学部品(4) を光軸に沿って配置するための
   磁性部材を含む保持部材(5) とからなる光回路素子の光
   学部品組付け方法において、前記保持部材(5) の形状寸
   法に合わせて保持部材固定手段(10)に凹設されている凹
   所(12)に該保持部材(5) を嵌合配置する工程と、前記保
   持部材固定手段(10)に配置された前記保持部材(5) に接
   着剤等の接合材(30)を付加する工程と、前記光学部品
   (4) の形状寸法に合わせて貫通形成された開口部(22)を
   有する光学部品案内手段(20)を、前記開口部(22)が前記
   保持部材(5) の直上に配置されるように位置決め手段(1
   4,24) によって位置決めするとともに、締結手段(16,2
   6,28)によって前記保持部材固定手段(10)に固設する工
   程と、前記光学部品(4) を前記光学部品案内手段(20)の
   開口部(22)に上方から挿入し、前記保持部材(5) の所定
   の位置に配設する工程とを備えたことを特徴とする光回
   路素子の光学部品組付け方法。
2. 【請求項２】 ファラデー素子と偏光子とを含む光学部
   品(4) と該光学部品(4) を光軸に沿って配置するための
   磁性部材を含む保持部材(5) とからなる光回路素子の光
   学部品組付けに用いられる治具であって、前記光学部品
   (4) の保持部材(5) を固定配置するための保持部材固定
   手段(10)と該光学部品(4) と前記保持部材(5) とを相対
   的に位置決めするための光学部品案内手段(20)とからな
   り、前記保持部材固定手段(10)は前記光学部品(4) を嵌
   合配置するための凹所(12)と前記光学部品案内手段(20)
   の位置決めのために設けられた第一の係合部(14)と、該
   光学部品案内手段(20)を固定するための第一の締結部(1
   6)とを備え、前記光学部品案内手段(20)は前記光学部品
   (4) を挿通するための開口部(22)と前記保持部材固定手
   段(10)の第一の係合部(14)と係合する第二の係合部(24)
   と前記保持部材固定手段(10)の第一の締結部(14)と係合
   する第二の締結部(26,28) とを備えていることを特徴と
   する光回路素子の光学部品組付けに用いられる治具。
3. 【請求項３】 前記光学部品案内手段(20)が前記保持部
   材固定手段(10)に対して位置決めされた状態で、前記光
   学部品案内手段(20)に形成された開口部(22)の長手方向
   軸線が前記保持部材固定手段(10)に配置された保持部材
   (5) の中心軸軸線に対して傾斜していることを特徴とす
   る請求項２に記載の光回路素子の光学部品組付けに用い
   られる治具。
4. 【請求項４】 前記光学部品案内手段(20)に形成された
   開口部(22)の縁辺が前記光学部品(4) の光学面から離隔
   された切欠部(22a) を有することを特徴とする請求項２
   に記載の光回路素子の光学部品組付けに用いられる治
   具。