JP4866961B2 - 光コリメータ及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光コリメータ用保持部材 - Google Patents

Description

本発明は、平行光を集光して光ファイバに入射したり、光ファイバから出射する光を平行光にしたりする場合に使用される光コリメータ及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光コリメータ用保持部材に関する。

光コリメータは、光源から出射される光を光ファイバ内で伝搬させ、必要に応じて空中に出射させる際、或いは、空中を伝搬する光を光ファイバ内に入射させる際に使用される。このような光コリメータにおいては、光ファイバの端面とコリメータレンズとの位置決めを行う必要がある。従来、このような光ファイバの端面とコリメータレンズとの位置決めを行う方法として、別部材のスペーサを保持部材内に挿入する方法や（例えば、特許文献１参照）、保持部材自体にスペーサ部を設ける方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２４１０９４号公報 実開平５−３８６０６号公報

近年、光ファイバを用いて機器間若しくは機器内での大容量通信を行うことが検討されている。このような用途で使用される光コリメータにおいては、形状面においてその寸法が小さいこと、機器面において抜き差しが繰り返されても光ファイバとコリメータレンズとの位置関係が維持されることが要求される。

このような光コリメータにおける光ファイバの端面とコリメータレンズとの位置決めにも、特許文献１又は特許文献２による方法を適用することが考えられる。しかしながら、別部材のスペーサを保持部材内に挿入する作業や保持部材自体にスペーサ部を設ける作業は、光コリメータの寸法が小さくなるほど困難となり、その作業に要するコストが上昇するという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズと光ファイバとの位置決めを行うことができる光コリメータ及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光コネクタ用保持部材を提供することを目的とする。

本発明の光コリメータは、円筒形状を有する金属製の保持部材と、前記保持部材の一端に形成された収容部に収容されるコリメータレンズと、前記保持部材の他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定される光ファイバとを具備し、前記保持部材の収容部近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面に前記コリメータレンズ及び光ファイバの端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行うことを特徴とする。

上記光コリメータによれば、保持部材に陥没部を設けることで形成される当接面にコリメータレンズ及び光ファイバの少なくとも一方を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部を基準としてコリメータレンズ及び／又は光ファイバを位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ保持部材内に挿入する場合や、保持部材自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズと光ファイバとの位置決めを行うことが可能となる。

また、上記光コリメータにおいては、前記光ファイバに対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とし、前記光ファイバの端面の一部を前記当接面に当接させることが好ましい。このように光ファイバに対向する当接面の角度を、光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とすることにより、光ファイバが、コアとこのコアを被覆するクラッド、必要によりこのクラッドを被覆して補強する補強層とから構成され、これらの端面が同一平面上に配置される光ファイバ（例えば、プラスチック光ファイバ）で構成される場合に、光ファイバの端面を当接面に当接させることで、これらの位置精度を確保し易くすることが可能となる。このため、当接面の角度は、０°が最も好ましいが、２０°以下であれば所望の位置精度を確保することが可能となる。

さらに、上記光コリメータにおいては、前記光ファイバに対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とし、前記光ファイバを構成する補強層の一部を前記当接面に当接させ、当該当接部よりも前記コリメータレンズ側に前記光ファイバを構成するコア及びクラッドの端面を配置することが好ましい。通常、ガラス光ファイバには、クラッドを被覆する補強層が設けられ、光コリメータに挿入する場合は端部の補強層が剥かれ、コア及びクラッドの端面が補強層の平面よりも突出した状態となっている。このようなガラス光ファイバが用いられる場合においても、上述したように光ファイバに対向する当接面の角度を、光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とすることにより、特に陥没部で囲まれた狭い間隙への光ファイバへの挿入をスムーズにし、挿入時におけるこれらの位置精度を確保し易くすることが可能となる。

さらに、上記光コリメータにおいては、前記光ファイバに対向する前記当接面の角度と、前記コリメータレンズに対向する前記当接面の角度とを前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して異なる角度とすることが好ましい。このように陥没部におけるコリメータレンズに対向する当接面の角度と、光ファイバに対向する当接面の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるコリメータレンズと光ファイバとの効果的に位置決めすることが可能となる。

さらに、上記光コリメータにおいては、前記コリメータレンズに対向する前記当接面を傾斜面とし、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する前記傾斜面の角度を０°以上４５°以下とし、前記コリメータレンズの一部を前記傾斜面に当接させることが好ましい。この場合には、コリメータレンズにおける光ファイバ側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、コリメータレンズの位置精度を高めることが可能となる。

さらに、上記光コリメータにおいては、前記コリメータレンズに対向する前記当接面の表面に除去加工を施すことが好ましい。このようにコリメータレンズに対向する当接面の表面に除去加工を施したことから、陥没部におけるコリメータレンズの当接面を平滑化することができるので、コリメータレンズの損傷を防止することができると共に、コリメータレンズの位置精度を高めることが可能となる。なお、除去加工方法としては、切削加工、プレス（押圧）加工、研削加工、エネルギービーム加工などが挙げられる。

本発明の光コネクタは、上述したいずれかの態様の光コリメータを接続することを特徴とする。この光コネクタによれば、上述した光コリメータで得られる作用効果を得ることが可能となる。

本発明の光コリメータ用保持部材は、金属材料で形成される円筒形状部と、前記円筒形状部の一端に設けられ、コリメータレンズを収容するための収容部と、前記円筒形状部の他端に設けられ、光ファイバを挿入するための挿入孔とを具備し、前記円筒形状部の前記収容部の近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面に、前記コリメータレンズ及び光ファイバの端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行うことを特徴とする。

上記光コリメータ用保持部材によれば、円筒形状部の収容部の近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面にコリメータレンズ及び光ファイバの少なくとも一方を当接させて位置決めを行うことから、陥没部を基準としてコリメータレンズ及び／又は光ファイバを位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ保持部材内に挿入する場合や、保持部材自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズと光ファイバとの位置決めを行うことが可能となる。

また、上記光コリメータ用保持部材においては、前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とすることが好ましい。このように光ファイバに対向する当接面の角度を、光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とすることにより、光ファイバが、コアとこのコアを被覆するクラッド、必要によりこのクラッドを被覆して補強する補強層とから構成され、これらの端面が同一平面上に配置される光ファイバ（例えば、プラスチック光ファイバ）で構成される場合に、光ファイバの端面を当接面に当接させることで、これらの位置精度を確保し易くすることが可能となる。

さらに、上記光コリメータ用保持部材においては、前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とすることが好ましい。通常、ガラス光ファイバには、クラッドを被覆する補強層が設けられ、光コリメータに挿入する場合は端部の補強層が剥かれ、コア及びクラッドの端面が補強層の平面よりも突出した状態となっている。このようなガラス光ファイバが用いられる場合においても、上述したように光ファイバに対向する当接面の角度を、光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とすることにより、特に陥没部で囲まれた狭い間隙への光ファイバへの挿入をスムーズにし、挿入時におけるこれらの位置精度を確保し易くすることが可能となる。

さらに、上記光コリメータ用保持部材においては、前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度と、前記収容部に収容された前記コリメータレンズと対向する前記当接面の角度とを前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して異なる角度とすることが好ましい。このように陥没部におけるコリメータレンズに対向する部分の角度と、光ファイバに対向する部分の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるコリメータレンズと光ファイバとの効果的に位置決めすることが可能となる。

さらに、上記光コリメータ用保持部材においては、前記収容部に収容された前記コリメータレンズと対向する前記当接面を傾斜面とし、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する前記傾斜面の角度を０°以上４５°以下とすることが好ましい。この場合には、コリメータレンズにおける光ファイバ側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、コリメータレンズの位置精度を高めることが可能となる。

さらに、上記光コリメータ用保持部材においては、前記収容部に収容された前記コリメータレンズと対向する前記当接面の表面に除去加工を施すことが好ましい。この場合には、コリメータレンズに対向する当接面の表面に除去加工が施されることから、陥没部におけるコリメータレンズの当接面を平滑化することができるので、コリメータレンズの損傷を防止することができると共に、コリメータレンズの位置精度を高めることが可能となる。

本発明によれば、保持部材に陥没部を設けることで形成される当接面にコリメータレンズ及び光ファイバの少なくとも一方を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部を基準としてコリメータレンズ及び／又は光ファイバを位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ保持部材内に挿入する場合や、保持部材自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズと光ファイバとの位置決めを行うことが可能となる。

本発明に係る光コリメータが接続される光コネクタを模式的に示す側断面図である。 本発明の実施の形態１に係る光コリメータの側面図である。 図２に示すＡ−Ａにおける断面図である。 図３に示す二点鎖線Ｂ内の拡大図である。 本発明の実施の形態２に係る光コリメータの側面図である。 図５に示すＦ−Ｆにおける断面図である。 図６に示す二点鎖線Ｇ内の拡大図である。 本発明の実施の形態３に係る光コリメータの側面図である。 図８に示すＪ−Ｊにおける断面図である。 図９に示す二点鎖線Ｋ内の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明に係る光コリメータが接続される光コネクタについて説明する。図１は、本発明に係る光コリメータが接続される光コネクタを模式的に示す側断面図である。なお、図１においては、説明の便宜上、光コリメータに出射する光源として半導体レーザチップ及びこの半導体レーザチップの光軸上に光学レンズを備える光コネクタについて説明するが、光コネクタの構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

図１に示すように、本発明に係る光コリメータが接続される光コネクタ１００は、半導体レーザチップ１０１をケース１０２のマウント台１０３上に配置すると共に、この半導体レーザチップ１０１の光軸上に光学レンズ１０４を配置して成る半導体レーザユニット１０５を備えている。また、光コネクタ１００は、開口部１０６がケース１０２の側面１０２ａに取り付けられ、挿入口１０７から挿入された光コリメータ１０のホルダ１１を保持するアダプタ１０８を備えている。

半導体レーザユニット１０５において、半導体レーザチップ１０１から出射されるレーザ光は、光学レンズ１０４により平行光とされ、開口部１０６に導かれる。そして、この光学レンズ１０４からの平行光は、光コリメータ１０のコリメータレンズ１２により集光され、光ファイバ１３に入射される。そして、このように入射された光が、光ファイバ１３内を伝搬される。

本実施の形態に係る光コネクタ１００においては、アダプタ１０８の所定位置まで光コリメータ１０が挿入されると、光学レンズ１０４とコリメータレンズ１２との位置合わせが行われ、半導体レーザチップ１０１からのレーザ光が適切に光ファイバ１３に入射できるように設計されている。以下、このような光コネクタ１００に接続される本実施の形態に係る光コリメータ１０の構成について説明する。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光コリメータ１０の側面図である。図３は、図２に示すＡ−Ａにおける断面図である。図２に示すように、実施の形態１に係る光コリメータ１０は、概して円筒形状を有する保持部材としてのホルダ１１と、このホルダ１１の一端部に保持されるコリメータレンズ１２と、ホルダ１１の他端部に設けられた挿入孔１１ａから挿入される光ファイバ１３とを含んで構成されている。なお、本実施の形態に係る光コリメータ１０においては、光ファイバ１３としてプラスチック光ファイバが好適に挿入される。

ホルダ１１は、例えば、ステンレス等の金属材料で形成される。特に加工性の点から、ホルダ１１は、オーステナイト系ステンレスで形成されることが好ましい。図３に示すように、ホルダ１１におけるコリメータレンズ１２側の端部には、開口部１１ｂが設けられている。この開口部１１ｂの内側には、コリメータレンズ１２を収容する収容部１１ｃが設けられている。この収容部１１ｃは、コリメータレンズ１２の直径よりも僅かに小さい寸法に設けられ、コリメータレンズ１２が圧入可能に構成されている。収容部１１ｃは、コリメータレンズ１２の表面の損傷を防止するためにコリメータレンズ１２全体をその内側に収容可能な寸法に設けられている。また、ホルダ１１の内部には、光ファイバ１３の外径よりも僅かに大径の貫通孔１１ｄが設けられている。この貫通孔１１ｄは、挿入孔１１ａに連通すると共に、収容部１１ｃに連通して設けられている。さらに、ホルダ１１には、その外周部から工具等により押圧加工を施すことで形成される複数の陥没部１１ｅが設けられている。これらの陥没部１１ｅは、収容部１１ｃと、貫通孔１１ｄとの間に設けられ、詳細について後述するように、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めに利用される。

コリメータレンズ１２は、例えば、ガラス材料で形成され、球形状を有するボールレンズで構成されている。図３に示すように、コリメータレンズ１２は、ホルダ１１の収容部１１ｃ内に収容された状態において、開口部１１ｂからアダプタ１０８の開口部１０６に臨む一方、貫通孔１１ｄに挿入された光ファイバ１３の先端部に臨むように配置されている。

光ファイバ１３は、例えば、プラスチック光ファイバで構成され、その中心を貫通して設けられるコア１３ａと、このコア１３ａを被覆するクラッド１３ｂと、このクラッド１３ｂを被覆して補強する補強層１３ｃとから構成されている。光ファイバ１３のコリメータレンズ１２に対向する端面においては、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが同一平面上に配置されている。すなわち、コリメータレンズ１２に対向する端面において、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが揃って配置されている。

また、光ファイバ１３は、挿入孔１１ａを介して貫通孔１１ｄに挿入され、その先端部がコリメータレンズ１２の近傍でその球面に対向するように配置した状態で固定されている。この場合において、光ファイバ１３は、例えば、貫通孔１１ｄの内周面との間に塗布された接着剤によりホルダ１１に固定される。なお、ホルダ１１に対する光ファイバ１３の固定に関しては、これに限定されるものではなく、任意の固定方法が適用可能である。

実施の形態１に係る光コリメータ１０において、光ファイバ１３は、例えば、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型光ファイバで構成され、ファイバ軸に垂直な断面で屈折率が連続的に変化するように構成されている。また、コア１３ａ及びクラッド１３ｂは、例えば、Ｃ-Ｈ結合のＨをＦに置換した全フッ素置換光学樹脂で構成されている。これらのように光ファイバ１３を全フッ素置換光学樹脂で構成すると共に、ＧＩ型光ファイバで構成することにより高速且つ大容量通信を実現することができるものとなっている。

このような構成を有し、実施の形態１に係る光コリメータ１０においては、コストの上昇を抑制しつつ、簡便にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うためにホルダ１１に設けた陥没部１１ｅを利用する。具体的には、ホルダ１１に設けた陥没部１１ｅにコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めを行うことで、これらの位置決め用のスペーサなどの構成を不要とすることで、コストの上昇を抑制しつつ、簡便にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを可能とするものである。

ここで、実施の形態１に係る光コリメータ１０のホルダ１１におけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決め方法について図４を用いて説明する。図４は、図３に示す二点鎖線Ｂ内の拡大図である。図４に示すように、陥没部１１ｅのうち、コリメータレンズ１２に対向する部分には、コリメータレンズ１２の一部が当接する一方、光ファイバ１３に対向する部分には、光ファイバ１３を構成するコア１３a以外のクラッド１３ｂ及び／又は補強層１３cの一部が当接する。このように当接した状態でコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。

図４に示すように、陥没部１１ｅは、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｅの中心を通過する平面Ｃ）に対して、コリメータレンズ１２に対向する部分の角度と、光ファイバ１３に対向する部分の角度とが異なる角度に設けられている。このような陥没部１１ｅは、例えば、先端部の形状の異なる先細の工具を用いて押圧加工を施すことにより設けられる。このような工具で押圧加工することにより、陥没部１１ｅは、その押圧加工時における中心軸を基準としてコリメータレンズ１２に対向する部分の形状と、光ファイバ１３に対向する部分の形状とが非対称に設けられることとなる。このように陥没部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２に対向する部分の角度と、光ファイバ１３に対向する部分の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との効果的に位置決めすることが可能となる。

また、実施の形態１に係る光コリメータ１０においては、このような陥没部１１ｅがホルダ１１の同一周上に複数（本実施の形態においては、３つ）設けられている。同一周上への陥没部１１ｅの形成は、例えば、上述した先端形状の異なる工具によりホルダ１１の外周から同時に押圧加工を施すことが考えられる。このように同一周上に複数の陥没部１１ｅを設けることにより、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３をそれぞれ複数の位置で当接させることができるので、より高精度にコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めを行うことが可能となる。

陥没部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２に対向する部分は、傾斜面１１ｅ_１を構成する。この傾斜面１１ｅ_１は、図４に矢印で示す光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｅの基端部を通過する平面Ｄ）に対する角度θ_１が０°以上４５°以下となるように設けられている。このようにコリメータレンズ１２側の傾斜面１１ｅ_１の角度θ_１を光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面Ｄに対して０°以上４５°以下に設定することにより、コリメータレンズ１２における光ファイバ１３側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、コリメータレンズ１２の位置精度を高めることができるものとなっている。

また、実施の形態１に係る光コリメータ１０においては、陥没部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２に対向する部分の表面には、切削加工、プレス（押圧）加工、研削加工、エネルギービーム加工による除去加工を施すことで、コリメータレンズ１２との当接面を形成している。このようにコリメータレンズ１２に対向する陥没部１１ｅの表面に除去加工を施すことで、コリメータレンズ１２との当接面を形成したことから、陥没部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２の当接面を平滑化することができるので、コリメータレンズ１２の損傷を防止することができると共に、コリメータレンズ１２の位置精度を更に高めることができるものとなっている。なお、かかる除去加工については、以下に示す実施の形態２、３に係る光コリメータ２０、３０においても同様に行われる。

一方、陥没部１１ｅにおける光ファイバ１３に対向する部分は、傾斜面１１ｅ_２を構成する。傾斜面１１ｅ_２は、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置される平面Ｅ）に対する角度θ_２が２０°以下となるように設けられている。このように傾斜面１１ｅ_２の角度を平面Ｅに対して２０°以下に設けることにより、光ファイバ１３が、上述したように、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが同一平面上に配置される光ファイバ（例えば、プラスチック光ファイバ）で構成される場合に、当該光ファイバ１３の端面を陥没部１１ｅに当接させることにより、これらの位置精度を確保し易くすることができるものとなっている。

以上説明したように、実施の形態１に係る光コリメータ１０においては、ホルダ１１に設けた陥没部１１ｅにコリメータレンズ１２の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部１１ｅを基準としてコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３を位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ１１内に挿入する場合や、ホルダ１１自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。

例えば、光ファイバを用いて機器間若しくは機器内での大容量通信を行うために用いられる光コリメータにおいて、従来のように、光ファイバとコリメータレンズとの位置決め用に隔壁（スペーサ部）を形成する場合には、金属材料等で構成される保持部材に対して切削加工などの加工処理を施す必要がある。しかしながら、上記用途で使用される光コリメータの保持部材においては、その寸法が小さくなることから、切削加工の加工精度が低下し、加工処理に伴うコスト（例えば、寸法不良製品の発生によるコスト）の増大が顕著となる。これに対し、実施の形態１に係る光コリメータ１０のホルダ１１においては、保持部材であるホルダ１１に切削加工を施すことで隔壁（スペーサ部）を形成するのではなく、塑性加工を施すことで陥没部１１ｅを形成することから、加工処理に伴うコストを大幅に低減することができる。例えば、上述した切削加工を用いた加工処理と比べて１／２〜２／３程度に低減することができる。

また、実施の形態１に係る光コリメータ１０のホルダ１１においては、陥没部１１ｅによりコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行う一方、貫通孔１１ｄの内周面との間に塗布された接着剤等により光ファイバ１３を固定している。この場合において、貫通孔１１ｄは、光ファイバ１３の固定に十分な長さを有して構成されていることから、光ファイバ１３を位置決めした状態で堅固に固定される。このため、光ファイバ１３を用いて機器間若しくは機器内での大容量通信を行うための用途において、抜き差しが繰り返し行われた場合においても、光ファイバ１３とコリメータレンズ１２との位置関係を維持することができる。

なお、以上の説明においては、ホルダ１１に設けた陥没部１１ｅにコリメータレンズ１２の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させてコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行う場合について説明している。しかしながら、コリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決め方法については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の双方を陥没部１１ｅに当接させるのではなく、コリメータレンズ１２又は光ファイバ１３の一方を当接させるようにし、他方については陥没部１１ｅ以外のホルダ１１の部分で位置決めを行うようにしても良い。但し、この場合には、他方を位置決めするための部分が、陥没部１１ｅとの関係で一定の位置関係に設計されることを前提とする。すなわち、本発明に係る光コリメータ１０においては、コリメータレンズ１２又は光ファイバ１３の一方を陥没部１１ｅに当接させる着想も含まれる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る光コリメータにおいては、挿入される光ファイバの構成が異なる点、並びに、この光ファイバの構成に応じてこれを位置決めするための陥没部の形状が異なる点において、実施の形態１に係る光コリメータ１０と相違する。以下、実施の形態２に係る光コリメータの構成について、実施の形態１に係る光コリメータ１０との相違点を中心に説明する。

図５は、本発明の実施の形態２に係る光コリメータ２０の側面図である。図６は、図５に示すＦ−Ｆにおける断面図である。図７は、図６に示す二点鎖線Ｇ内の拡大図である。なお、図５〜図７において、図２〜図４に示す実施の形態１に係る光コリメータ１０と共通する構成については同一の符号を付与してその説明を省略する。

実施の形態２に係る光コリメータ２０に挿入される光ファイバ１５は、例えば、ガラス光ファイバで構成され、その中心を貫通して設けられるコア１５ａと、このコア１５ａを被覆するクラッド１５ｂと、このクラッド１５ｂを更に被覆する補強層１５ｃとから構成されている。光ファイバ１５は、例えば、ガラス材料で構成されている。

図６に示すように、光ファイバ１５は、コリメータレンズ１２と対向する端面において、補強層１５ｃの被覆が除去されており、クラッド１５ｂ及びコア１５ａがコリメータレンズ１２側に突出している。すなわち、コリメータレンズ１２に対向する端面において、コア１５ａ及びクラッド１５ｂは、補強層１５ｃで構成される端面よりもコリメータレンズ１２側に突出した状態となっている。

図６に示すように、ホルダ１１の厚みが、光ファイバ１５の挿入部分と陥没部１１ｆ及び収容部１１ｃの近傍部分で異なっている。これは、外径の細い光ファイバ１５（例えば、ガラス光ファイバ）を用いる際に当該光ファイバ１５と保持部材１１の内径との差をある程度小さくすることにより、光ファイバ１５に対する一定の保持力を確保することを意図している。しかし、一定以上の厚みを有すると、陥没部１１ｆの形成に支障が生じるため、該当部分を予め切削加工などによって肉薄としている。このようにホルダ１１を構成することにより、外径の細い光ファイバ１５（例えば、ガラス光ファイバ）を用いる場合であっても、ホルダ１１の一定位置に光ファイバ１５を保持することができると共に、コリメータレンズ１２と光ファイバ１５との位置決めを行う陥没部１１ｆを所望の形状に形成することが可能となる。

ホルダ１１における収容部１１ｃと、貫通孔１１ｄとの間には、コリメータレンズ１２と光ファイバ１５との位置決めを行うための陥没部１１ｆが設けられている。この陥没部１１ｆにおいては、上述した光ファイバ１５の構成に応じて、実施の形態１に係る陥没部１１ｅと異なる形状を有している。具体的には、光ファイバ１５に対向する部分の形状において、実施の形態１に係る陥没部１１ｅと異なっている。なお、この陥没部１１ｆの形状については後述する。

ここで、このような陥没部１１ｆを有する光コリメータ２０のホルダ１１におけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１５の位置決め方法について説明する。図７に示すように、陥没部１１ｆのうち、コリメータレンズ１２に対向する部分には、コリメータレンズ１２の一部が当接する一方、光ファイバ１５に対向する部分には、光ファイバ１５を構成する補強層１５ｃの一部が当接する。この場合、コア１５ａ及びクラッド１５ｂは、陥没部１１ｆとの当接位置よりもコリメータレンズ１２側に突出して配置されている。このように当接した状態でコリメータレンズ１２及び光ファイバ１５がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。

図７に示すように、陥没部１１ｆにおけるコリメータレンズ１２に対向する部分は、傾斜面１１ｆ_１を構成する。この傾斜面１１ｆ_１は、実施の形態１に係る陥没部１１ｅの傾斜面１１ｅ_１と同様の構成を有し、図７に矢印で示す光ファイバ１５の挿入方向と直交する平面（例えば、図７に示す光ファイバ１５の端面と平行に配置され、陥没部１１ｆの基端部を通過する平面Ｈ）に対する角度θ_３が０°以上４５°以下となるように設けられている。このようにコリメータレンズ１２側の傾斜面１１ｆ_１の角度θ_３を光ファイバ１５の挿入方向直交する平面Ｈに対して０°以上４５°以下に設定することにより、球形状を有するコリメータレンズ１２における光ファイバ１５側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、コリメータレンズ１２の位置精度を高めることができるものとなっている。

一方、陥没部１１ｆにおける光ファイバ１５に対向する部分は、傾斜面１１ｆ_２を構成する。傾斜面１１ｆ_２は、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図７に示す光ファイバ１３の補強層１５ｃの端面と平行に配置される平面Ｉ）に対する角度θ_４が３０°以上８０°以下となるように設けられている。このように光ファイバ１５に対向する陥没部１１ｆの角度を、光ファイバ１５の挿入方向と直交する平面Ｉに対して３０°以上８０°以下とすることにより、光ファイバ１５が、上述のように、コア１５ａ、クラッド１５ｂ及び補強層１５ｃとから構成され、コア１５ａ及びクラッドが補強層１５ｃの平面より突出して配置される光ファイバ（例えば、ガラス光ファイバ）で構成される場合において、光ファイバ１５の挿入がスムーズになると共に、コリメータレンズ１２と光ファイバ１５の位置精度を確保し易くすることが可能となる。

以上説明したように、実施の形態２に係る光コリメータ１０においては、ホルダ１１に設けた陥没部１１ｆにコリメータレンズ１２の一部及び光ファイバ１５の一部を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部１１ｆを基準としてコリメータレンズ１２及び光ファイバ１５を位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ１１内に挿入する場合や、ホルダ１１自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズ１２と光ファイバ１５との位置決めを行うことが可能となる。

なお、実施の形態２に係る光コリメータ２０において、陥没部１１ｆが、コリメータレンズ１２に対向する部分の角度と、光ファイバ１５に対向する部分の角度とが異なる角度に設けてられている点、並びに、ホルダ１１の同一周上に複数設けてられている点は、実施の形態１に係る光コリメータ１０と同様である。このため、実施の形態２に係る光コリメータ２０においても、これらの陥没部１１ｆの構成による効果を得ることが可能である。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る光コリメータにおいては、陥没部の構成が異なる点において、実施の形態１に係る光コリメータ１０と相違する。以下、実施の形態３に係る光コリメータの構成について、実施の形態１に係る光コリメータ１０との相違点を中心に説明する。

図８は、本発明の実施の形態３に係る光コリメータ３０の側面図である。図９は、図８に示すＪ−Ｊにおける断面図である。図１０は、図９に示す二点鎖線Ｋ内の拡大図である。なお、図８〜図１０において、図２〜図４に示す実施の形態１に係る光コリメータ１０と共通する構成については同一の符号を付与してその説明を省略する。

実施の形態３に係り光コリメータ３０において、陥没部１１ｇは、図８及び図９に示すように、収容部１１ｃと貫通孔１１ｄとの間において、ホルダ１１の周面全体に設けられている。すなわち、陥没部１１ｇは、収容部１１ｃと貫通孔１１ｄとの間のホルダ１１に円環状の凹部を構成するように設けられている。陥没部１１ｇは、例えば、径の寸法を変更可能な円環状の工具によりホルダ１１の外周部から押圧加工を施すことにより設けられる。

ここで、このような陥没部１１ｇを有する光コリメータ３０のホルダ１１におけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決め方法について説明する。図１０に示すように、陥没部１１ｇのうち、コリメータレンズ１２に対向する部分には、コリメータレンズ１２の一部が当接する一方、光ファイバ１３に対向する部分には、光ファイバ１３を構成するクラッド１３ｂ及び／又は補強層１３ｃの一部が当接する。このように当接した状態でコリメータレンズ１２及び光ファイバ１５がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。

陥没部１１ｇにおけるコリメータレンズ１２に対向する部分は、傾斜面１１ｇ_１を構成する。この傾斜面１１ｇ_１は、実施の形態１に係る陥没部１１ｅと同様に、図１０に矢印で示す光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図１０に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｇの基端部を通過する平面Ｌ）に対する角度θ_５が０°以上４５°以下となるように設けられている。このようにコリメータレンズ１２側の傾斜面１１ｇ_１の角度θ_５を光ファイバ１３の挿入方向の中心軸Ｌと直交する面に対して０°以上４５°以下に設定することにより、球形状を有するコリメータレンズ１２における光ファイバ１３側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、コリメータレンズ１２の位置精度を高めることができるものとなっている。

一方、陥没部１１ｇにおける光ファイバ１３に対向する部分は、傾斜面１１ｇ_２を構成する。傾斜面１１ｇ_２は、実施の形態１に係る陥没部１１ｅと同様に、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図１０に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置される平面Ｍ）に対する角度θ_６が２０°以下となるように設けられている。このように傾斜面１１ｇ_２の角度を平面Ｍに対して２０°以下に設けることにより、光ファイバ１３が、上述したように、コア１３ａとクラッド１３ｂとが同一平面上に配置される光ファイバ（例えば、プラスチック光ファイバ）で構成される場合に、光ファイバ１３の端面を陥没部１１ｅに当接させることにより、これらの位置精度を確保し易くすることができるものとなっている。このため、陥没部の角度は、０°が最も好ましいが、２０°以下であれば所望の位置精度を確保することが可能となる。

以上説明したように、実施の形態３に係る光コリメータ３０においては、ホルダ１１に設けた陥没部１１ｇにコリメータレンズ１２の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部１１ｇを基準としてコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３を位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ１１内に挿入する場合や、ホルダ１１自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。

なお、実施の形態３に係る光コリメータ３０において、陥没部１１ｇが、コリメータレンズ１２に対向する部分の角度と、光ファイバ１３に対向する部分の角度とが異なる角度に設けてられている点は、実施の形態１に係る光コリメータ１０と同様である。このため、実施の形態３に係り光コリメータ３０においても、この陥没部１１ｇの構成による効果を得ることが可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、光コリメータ１０（２０、３０）が備えるコリメータレンズ１２がガラス材料で構成される場合について説明しているが、コリメータレンズ１２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、コリメータレンズ１２をプラスチック材料で構成するようにしても良いし、その形状も球形レンズに限られない。

また、上記実施の形態１においては、プラスチック光ファイバを光ファイバ１３の一例として説明しているが、実施の形態１に係る光コリメータ１０にて適用される光ファイバ１３は、プラスチック光ファイバに限定されるものではない。コリメータレンズ１２側の端面が同一平面上に配置される構成であれば、ガラス光ファイバを適用することも可能である。

さらに、上記実施の形態２においては、ガラス光ファイバを光ファイバ１５の一例として説明しているが、実施の形態２に係る光コリメータ２０にて適用される光ファイバ１３は、ガラス光ファイバに限定されるものではない。例えば、コリメータレンズ１２側の端面の一部が突出して配置される構成であれば、プラスチック光ファイバを適用することも可能である。例えば、このようなプラスチック光ファイバとしては、クラッドの外周を被覆する被覆層が形成され、コア及びクラッドのみが被覆層の端面から突出して配置される場合が該当し得る。

さらに、上記実施の形態においては、本発明を光コリメータ１０（２０、３０）及びこれが接続される光コネクタに具現化した場合について説明している。しかしながら、本発明は、これらに限定されるものではなく、上記光コリメータ１０（２０、３０）が有するホルダ１１で構成される光コリメータ用保持部材としても成立するものである。この場合、光コリメータ用保持部材は、例えば、ホルダ１１の全体で構成される円筒形状部と、この円筒形状部の一端に設けられ、コリメータレンズ１２を収容するための収容部１１ｃと、円筒形状部の他端に設けられ、光ファイバ１３（１５）を挿入するための挿入孔１１ａと、円筒形状部の収容部１１ｃの近傍の外周に設けられ、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行うための陥没部１１ｅ（１１ｆ、１１ｇ）を具備する。

本発明に係る光コリメータ用保持部材によれば、収容部１１ｃの近傍に設けたコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３（１５）の少なくとも一方を当接させて位置決めを行うための陥没部１１ｅ（１１ｆ、１１ｇ）を設けたことから、陥没部１１ｅ（１１ｆ、１１ｇ）を基準としてコリメータレンズ１２及び／又は光ファイバ１３を位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ保持部材内に挿入する場合や、保持部材自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。

１０ 光コリメータ
１１ ホルダ
１１ａ 挿入孔
１１ｂ 開口部
１１ｃ 収容部
１１ｄ 貫通孔
１１ｅ〜１１ｇ 陥没部
１１ｅ_１、１１ｅ_２、１１ｆ_１、１１ｆ_２、１１ｇ_１、１１ｇ_２ 傾斜面
１２ コリメータレンズ
１３、１５ 光ファイバ
１３ａ、１５ａ コア
１３ｂ、１５ｂ クラッド
１３ｃ、１５ｃ 補強層
１００ 光コネクタ
１０１ 半導体レーザチップ
１０２ ケース
１０３ マウント台
１０４ 光学レンズ
１０５ 半導体レーザユニット
１０６ 開口部
１０７ 挿入口
１０８ アダプタ

Claims (13)

1. 円筒形状を有する金属製の保持部材と、前記保持部材の一端に形成された収容部に収容されるコリメータレンズと、前記保持部材の他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定される光ファイバとを具備し、前記保持部材の収容部近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面に前記コリメータレンズ及び光ファイバの端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行うことを特徴とする光コリメータ。
2. 前記光ファイバに対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とし、前記光ファイバの端面の一部を前記当接面に当接させたことを特徴とする請求項１記載の光コリメータ。
3. 前記光ファイバに対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とし、前記光ファイバを構成する補強層の一部を前記当接面に当接させ、当該当接部よりも前記コリメータレンズ側に前記光ファイバを構成するコア及びクラッドの端面を配置したことを特徴とする請求項１記載の光コリメータ。
4. 前記光ファイバに対向する前記当接面の角度と、前記コリメータレンズに対向する前記当接面の角度とを前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して異なる角度としたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の光コリメータ。
5. 前記コリメータレンズに対向する前記当接面を傾斜面とし、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する前記傾斜面の角度を０°以上４５°以下とし、前記コリメータレンズの一部を前記傾斜面に当接させたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光コリメータ。
6. 前記コリメータレンズに対向する前記当接面の表面に除去加工を施したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の光コリメータ。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の光コリメータを接続することを特徴とする光コネクタ。
8. 金属材料で形成される円筒形状部と、前記円筒形状部の一端に設けられ、コリメータレンズを収容するための収容部と、前記円筒形状部の他端に設けられ、光ファイバを挿入するための挿入孔とを具備し、前記円筒形状部の前記収容部の近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面に、前記コリメータレンズ及び光ファイバの端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行うことを特徴とする光コリメータ用保持部材。
9. 前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下としたことを特徴とする請求項８記載の光コリメータ用保持部材。
10. 前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下としたことを特徴とする請求項８記載の光コリメータ用保持部材。
11. 前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度と、前記収容部に収容された前記コリメータレンズと対向する前記当接面の角度とを前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して異なる角度としたことを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の光コリメータ用保持部材。
12. 前記収容部に収容された前記コリメータレンズと対向する前記当接面を傾斜面とし、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する前記傾斜面の角度を０°以上４５°以下としたことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかに記載の光コリメータ用保持部材。
13. 前記収容部に収容された前記コリメータレンズと対向する前記当接面の表面に除去加工を施したことを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかに記載の光コリメータ用保持部材。

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