JP5851793B2 - 光結合部材及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光結合部材用保持部材 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子からの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受光素子に集光したりする場合に使用される光結合部材及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光結合部材用保持部材に関する。

光結合部材は、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。このような光結合部材においては、伝搬損失を抑えるために光ファイバの端面とコリメータレンズとの位置決めを適切に行う必要がある。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が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２４１０９４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結合部材においては、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。

このような光結合部材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結合部材及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光結合部材用保持部材を提供することを目的とする。

本発明の光結合部材は、光ファイバと、一端に形成された挿入孔から挿入された前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材の他端に形成された収容部に圧入されるレンズと、前記保持部材の収容部近傍の内側面に形成される突起部と、を具備し、前記光ファイバは、プラスチック光ファイバで構成され、前記突起部には、前記レンズに対向する位置に設けられ、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する角度が５°以上３０°以下に設けられた第１のテーパ面と、当該突起部における前記第１のテーパ面の反対側に配置され、前記光ファイバに対向する位置に設けられ、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する角度が５°以上３０°以下に設けられた第２のテーパ面とが設けられ、前記レンズは、前記第１のテーパ面に当接して位置決めされる一方、前記光ファイバの端面は、前記第２のテーパ面に当接して位置決めされることを特徴とする。

上記光結合部材によれば、保持部材の内側面に形成された突起部における前記レンズ及び光ファイバに対向する位置に設けられたテーパ面にレンズ及び／又は光ファイバの端面を当接させて位置決めするようにしたことから、突起部を基準としてレンズ及び／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、上記光結合部材によれば、テーパ面を一部に有する突起部を保持部材の内側面に設けることから、光ファイバの挿入方向に対して直交する当接面を有する突起部を設ける場合に発生し得る問題の発生を防止できる。例えば、金属製の保持部材に、光ファイバの挿入方向に対して直交する当接面を有する突起部を切削加工により設ける場合、極めて微細な加工技術が要求され、寸法精度を確保することが困難であるという問題がある。また、加工時にバリが発生し易く、発生したバリが光ファイバとレンズ間の光路を遮って伝搬に悪影響を与えるという問題もある。さらに、エッジ部分がレンズや光ファイバの端面を傷つけやすいという問題もある。本発明に係る光結合部材のように、テーパ面を一部に有する突起部を保持部材の内周面に設けることにより、上記のような問題の発生を防止しつつ、レンズと光ファイバとの位置精度を確保することが可能となる。

上記光結合部材においては、前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に配置された環形状を有する前記突起部を設けることが好ましい。この場合には、同一平面上に配置された環形状を有する突起部が設けられることから、レンズ及び光ファイバをそれぞれ突起部に環状の位置で当接させることができるので、より高精度にレンズ及び／又は光ファイバの位置決めを行うことが可能となる。

上記光結合部材においては、前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数の前記突起部を設けることが好ましい。この場合には、同一平面上に複数の突起部が設けられることから、レンズ及び／又は光ファイバをそれぞれ複数の位置で突起部に当接させることができるので、より高精度にレンズ及び／又は光ファイバの位置決めを行うことが可能となる。また、複数の突起部の間に形成される空間を、レンズ及び光ファイバを挿入する際の空気の逃げ道として機能させることができるので、スムーズな位置決めを行うことが可能となる。

また、上記光結合部材においては、前記光ファイバに対向する前記第２のテーパ面の角度と、前記レンズに対向する前記第１のテーパ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。このように突起部におけるレンズに対向するテーパ面の角度と、光ファイバに対向するテーパ面の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるレンズと光ファイバとを効果的に位置決めすることが可能となる。

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

本発明に係る光結合部材用保持部材は、光ファイバを保持する保持体と、前記保持体の一端に設けられ、レンズが圧入される収容部と、前記保持体の他端に設けられ、前記光ファイバを挿入するための挿入孔と、前記保持体の収容部近傍の内側面に形成される突起部と、を具備し、前記光ファイバは、プラスチック光ファイバで構成され、前記突起部には、前記レンズに対向する位置に設けられ、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する角度が５°以上３０°以下に設けられた第１のテーパ面と、当該突起部における前記第１のテーパ面の反対側に配置され、前記光ファイバに対向する位置に設けられ、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する角度が５°以上３０°以下に設けられた第２のテーパ面とが設けられ、前記第１のテーパ面は、前記レンズの当接を受けて当該レンズの位置決めを行う一方、前記第２のテーパ面は、前記光ファイバの端面の当接を受けて当該光ファイバの位置決めを行うことを特徴とする。

上記光結合部材用保持部材によれば、保持体の内側面に形成された突起部におけるレンズ及び光ファイバに対向する位置に設けられたテーパ面にレンズ及び／又は光ファイバの端面を当接させて位置決めするようにしたことから、突起部を基準としてレンズ及び／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。

上記光結合部材用保持部材においては、前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に配置された環形状を有する前記突起部を設けることが好ましい。この場合には、同一平面上に配置された環形状を有する突起部が設けられることから、レンズ及び光ファイバをそれぞれ突起部に環状の位置で当接させることができるので、より高精度にレンズ及び／又は光ファイバの位置決めを行うことが可能となる。

上記光結合部材用保持部材においては、前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数の前記突起部を設けることが好ましい。この場合には、同一平面上に複数の突起部が設けられることから、レンズ及び／又は光ファイバをそれぞれ複数の位置で突起部に当接させることができるので、より高精度にレンズ及び／又は光ファイバの位置決めを行うことが可能となる。また、複数の突起部の間に形成される空間を、レンズ及び光ファイバを挿入する際の空気の逃げ道として機能させることができるので、スムーズな位置決めを行うことが可能となる。

上記光結合部材用保持部材においては、前記光ファイバに対向する前記第２のテーパ面の角度と、前記レンズに対向する前記第１のテーパ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。このように突起部におけるレンズに対向するテーパ面の角度と、光ファイバに対向するテーパ面の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるレンズと光ファイバとを効果的に位置決めすることが可能となる。

本発明によれば、コストの上昇を抑制しつつ、簡単に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。 本発明の第１の実施の形態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。 本発明の第２の実施の形態に係る光コリメータの断面図である。 図５に示す二点鎖線Ｅ内の拡大図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光コリメータの断面図である。 図７に示す二点鎖線Ｈ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、本発明に係る光結合部材としての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。

（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第１の実施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及び図３に示すように、第１の実施の形態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、フェラ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の内周面には、ホルダ１１の径方向の内側に突出する突起部１１ｅが設けられている。突起部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及びは光ファイバ１３の位置決めに利用される。また、突起部１１ｅは、環形状を有し、ホルダ１１の同一周上に内周全体に形成されている。このような構成を有するホルダ１１は、例えば、ステンレス等の金属材料からなる筒状部材に切削加工を施すことで形成される。

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。コリメータレンズ１２は、例えば、その外径が０．３〜１．５ｍｍのボールレンズで構成される。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を被覆する第１クラッド１３ｂと、この第１クラッド１３ｂを被覆する第２クラッド１３ｃとから構成されている。これらのコア１３ａ及び２層のクラッド（第１クラッド１３ｂ、第２クラッド１３ｃ）は、いずれもプラスチック材料で構成される。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、第１クラッド１３ｂ及び第２クラッド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、第１クラッド１３ｂ及び第２クラッド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。

第１の実施の形態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及び第１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、第１の実施の形態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に設けた突起部１１ｅを利用する。具体的には、ホルダ１１に設けた突起部１１ｅの一部（より具体的には、突起部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３に対向する位置）に設けられたテーパ面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し、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、第１の実施の形態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、突起部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以外の第１クラッド１３ｂ及び／又は第２クラッド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、突起部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、突起部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。このような突起部１１ｅは、例えば、ホルダ１１の延在方向に対して、ホルダ１１より細径の工具を用いて切削加工を施すことにより設けられる。このように突起部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、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、このような突起部１１ｅがホルダ１１の同一周上に配置された環形状を有している。このように同一周上に配置された環形状の突起部１１ｅを設けることにより、コリメータレンズ１２及び／又は光ファイバ１３をそれぞれ環状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。

突起部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２に対向する部分は、テーパ面１１ｅ_１を構成する。このテーパ面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、突起部１１ｅの基端部を通過する平面Ｄ）に対する角度θ_１が５°以上３０°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側のテーパ面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５°以上３０°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、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、突起部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に対向する突起部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、突起部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、以下に示す第２、第３の実施の形態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、突起部１１ｅにおける光ファイバ１３に対向する部分は、テーパ面１１ｅ_２を構成する。テーパ面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Ｄ）に対する角度θ_２が５°以上３０°以下となるように設けられている。このようにテーパ面１１ｅ_２の角度を平面Ｄに対して５°以上３０°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、第１クラッド１３ｂ及び第２クラッド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の端面を突起部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、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、ホルダ１１に設けた突起部１１ｅの一部に設けられたテーパ面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、突起部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。

また、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、テーパ面１１ｅ_１、１１ｅ_２を一部に有する突起部１１ｅをホルダ１１の内周面に設けることから、光ファイバ１３の挿入方向に対して直交する当接面を有する突起部を設ける場合に発生し得る問題の発生を防止できる。例えば、金属製のホルダ１１に、光ファイバ１３の挿入方向に対して直交する当接面を有する突起部を切削加工により設ける場合、極めて微細な加工技術が要求され、寸法精度を確保することが困難であるという問題がある。また、加工時にバリが発生し易く、発生したバリが光ファイバ１３とコリメータレンズ１２間の光路を遮って伝搬に悪影響を与えるという問題もある。さらに、エッジ部分がコリメータレンズ１２や光ファイバ１３の端面を傷つけやすいという問題もある。第１の実施の形態に係る光コリメータ１０のように、テーパ面１１ｅ_１、１１ｅ_２を一部に有する突起部１１ｅをホルダ１１の内周面に設けることにより、上記のような問題の発生を防止しつつ、コリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置精度を確保することが可能となる。

さらに、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０のホルダ１１においては、突起部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に設けた突起部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の双方を突起部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、他方については突起部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、突起部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の一方を突起部１１ｅに当接させる着想も含まれる。なお、コリメータレンズ１２又は光ファイバ１３の一方を突起部１１ｅに当接させる態様については、以下に示す第２、第３の実施の形態に係る光コリメータ２０、３０についても同様である。

また、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、金属材料で構成されるホルダ１１に切削加工を施すことで、内周面に突起部１１ｅを備えるホルダ１１を形成する場合について説明している。しかしながら、ホルダ１１の材料及び形成方法については、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、プラスチックなどの樹脂材料やセラミックでホルダ１１を形成することも可能である。具体的には、樹脂材料に成形加工を施すことで形成することが考えられる。この場合、ホルダ１１に用いられる樹脂材料としては、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）樹脂、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）樹脂、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂などが考えられる。これらのようなホルダ１１を形成する場合においても、金属材料で構成されるホルダ１１と同様の効果を得ることが可能である。

さらに、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、コア１３ａ及びクラッド（第１クラッド１３ｂ、第２クラッド１３ｃ）がプラスチック材料で構成される光ファイバ１３を備える場合について説明している。しかしながら、光ファイバ１３の構成については、これに限定されるものではなく他の構成の光ファイバ１３を適用することが可能である。例えば、コア１３ａが石英ガラスで構成され、クラッドが高硬度プラスチックで構成されるハードプラスチッククラッドファイバ（Ｈ−ＰＣＦ）で構成することができる。なお、以下に示し第２の実施の形態に係る光コリメータ２０についても同様である。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る光コリメータにおいては、突起部の構成が異なる点において、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と相違する。以下、第２の実施の形態に係る光コリメータの構成について、第２の実施の形態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、本発明の第２の実施の形態に係る光コリメータ２０の断面図である。図６は、図５に示す二点鎖線Ｅ内の拡大図である。なお、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０の外観については、図２に示す第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と共通のため、省略する。また、図５及び図６において、図３及び図４に示す第１の実施の形態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。

第２の実施の形態に係る光コリメータ２０において、突起部１１ｆは、図５及び図６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。このように同一周上に複数の突起部１１ｆ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、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。また、複数の突起部１１ｆの間に形成される空間を、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３を挿入する際の空気の逃げ道として機能させることができるので、スムーズな位置決めを行うことが可能となる。

ここで、このような突起部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１３の位置決め方法について説明する。図６に示すように、突起部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１３に対向する部分には、光ファイバ１３を構成する第１クラッド１３ｂ及び第２クラッド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。

突起部１１ｆにおけるコリメータレンズ１２に対向する部分は、テーパ面１１ｆ_１を構成する。このテーパ面１１ｆ_１は、第１の実施の形態に係る突起部１１ｅと同様に、図６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６に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、突起部１１ｆの基端部を通過する平面Ｆ）に対する角度θ_３が５°以上３０°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側のテーパ面１１ｆ_１の角度θ_３を光ファイバ１３の挿入方向と直交する面Ｆに対して５°以上３０°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、突起部１１ｆにおける光ファイバ１３に対向する部分は、テーパ面１１ｆ_２を構成する。テーパ面１１ｆ_２は、第１の実施の形態に係る突起部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６に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置される平面Ｇ）に対する角度θ_４が５°以上３０°以下となるように設けられている。このようにテーパ面１１ｆ_２の角度を平面Ｇに対して５°以上３０°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と第１クラッド１３ｂ及び第２クラッド１３ｃ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の端面を突起部１１ｆ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、突起部の角度は、５°以上３０°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、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０においては、ホルダ１１に設けた突起部１１ｆの一部（より具体的には、突起部１１ｆにおけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３に対向する位置）に設けられたテーパ面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、突起部１１ｆ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、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０において、突起部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、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と同様である。このため、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０においても、この突起部１１ｆの構成による効果を得ることが可能である。

また、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０において、テーパ面１１ｆ_１、１１ｆ_２を一部に有する突起部１１ｆをホルダ１１の内周面に設ける点は、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と同様である。このため、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０においても、光ファイバ１３の挿入方向に対して直交する当接面を有する突起部を設ける場合に発生し得る問題の発生を防止することが可能である。

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

図７は、本発明の第３の実施の形態に係る光コリメータ３０の断面図である。図８は、図７に示す二点鎖線Ｈ内の拡大図である。なお、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０の外観については、図２に示す第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と共通のため、省略する。また、図７及び図８において、図３及び図４に示す第１の実施の形態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。

第３の実施の形態に係る光コリメータ３０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を被覆する第１クラッド１５ｂと、この第１クラッド１５ｂを更に被覆する第２クラッド１５ｃとから構成されている。これらのコア１５ａ及び２層のクラッド（第１クラッド１５ｂ、第２クラッド１５ｃ）は、いずれもガラス材料で構成されている。

図７及び図８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、第２クラッド１５ｃの被覆が除去されており、第１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及び第１クラッド１５ｂは、第２クラッド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。

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突起部１１ｇが設けられている。この突起部１１ｇにおいては、上述した光ファイバ１５の構成に応じて、第１の実施の形態に係る突起部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、第１の実施の形態に係る突起部１１ｅと異なっている。なお、この突起部１１ｇの形状については後述する。

ここで、このような突起部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１５の位置決め方法について説明する。図８に示すように、突起部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１５に対向する部分には、光ファイバ１５を構成する第２クラッド１５ｃの一部が当接する。この場合、コア１５ａ及び第１クラッド１５ｂは、突起部１１ｇ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８に示すように、突起部１１ｇにおけるコリメータレンズ１２に対向する部分は、テーパ面１１ｇ_１を構成する。このテーパ面１１ｇ_１は、第１の実施の形態に係る突起部１１ｅのテーパ面１１ｅ_１と同様の構成を有し、図８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８に示す光ファイバ１５の端面と平行に配置され、突起部１１ｇの基端部を通過する平面Ｉ）に対する角度θ_５が５°以上３０°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側のテーパ面１１ｇ_１の角度θ_５を光ファイバ１５の挿入方向直交する平面Ｉに対して５°以上３０°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、突起部１１ｇにおける光ファイバ１５に対向する部分は、テーパ面１１ｇ_２を構成する。テーパ面１１ｇ_２は、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図８に示す光ファイバ１５の第２クラッド１５ｃの端面と平行に配置される平面Ｊ）に対する角度θ_６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に対向する突起部１１ｇの角度を、光ファイバ１５の挿入方向と直交する平面Ｊ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、第１クラッド１５ｂ及び第２クラッド１５ｃとから構成され、コア１５ａ及び第１クラッドが第２クラッド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、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０においては、ホルダ１１に設けた突起部１１ｇの一部（より具体的には、突起部１１ｇにおけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１５に対向する位置）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、突起部１１ｇ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、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０において、突起部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の同一周上に円環形状に設けてられている点は、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と同様である。このため、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０においても、これらの突起部１１ｇの構成による効果を得ることが可能である。

また、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０において、テーパ面１１ｇ_１、１１ｇ_２を一部に有する突起部１１ｇをホルダ１１の内周面に設ける点は、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と同様である。このため、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０においても、光ファイバ１５の挿入方向に対して直交する当接面を有する突起部を設ける場合に発生し得る問題の発生を防止することが可能である。

また、上記第３の実施の形態においては、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、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０にて適用される光ファイバ１５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。

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、光結合部材の一例として、平行光を集光して光ファイバに入射し、あるいは、光ファイバから出射する光を平行光にする光コリメータ１０（２０、３０）を用いて説明している。しかしながら、本発明に係る光結合部材については、光コリメータに限定されるものではない。発光素子からの光を集光して光ファイバに入射し、あるいは、光ファイバから出射される光を受光素子に集光することを前提として、任意の構成の光結合部材に適用することができる。

また、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、上記実施の形態においては、ホルダ１１が概して円筒形状を有する場合について説明しているが、ホルダ１１の構成については円筒形状に限定されるものではなく適宜変更が可能である。一端部にコリメータレンズ１２の収容部１１ｃが形成される一方、他端部に光ファイバ１３の挿入孔が形成されることを前提として任意の形状を採用することができる。例えば、角筒形状（すなわち、光ファイバ１３の挿入方向と直交する断面が四角形とされた筒形状）を有するものなどが含まれる。

仮に、角筒形状を有するホルダ１１を第１の実施の形態に係る光コリメータ１０に適用する場合、突起部１１ｅは、ホルダ１１の内側面における光ファイバ１３の挿入方向と直交する同一平面上に配置された環形状に設けられる。第３の実施の形態に係る光コリメータ３０に適用される場合における突起部１１ｇについても同様である。また、角筒形状を有するホルダ１１を第２の実施の形態に係る光コリメータ２０に適用する場合、突起部１１ｆは、ホルダ１１の内側面における光ファイバ１３の挿入方向と直交する同一平面上に複数設けられる。

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で構成される光結合部材用保持部材としても成立するものである。この場合、光結合部材用保持部材は、例えば、ホルダ１１の全体で構成される保持体と、この保持体の一端に設けられ、レンズ（例えば、光コリメータ用保持部材の場合にはコリメータレンズ１２）を収容するための収容部１１ｃと、保持体の他端に設けられ、光ファイバ１３（１５）を挿入するための挿入孔１１ａと、保持体の収容部１１ｃの近傍の内側面に形成された突起部１１ｅ（１１ｆ、１１ｇ）を設けることで収容部１１ｃ近傍に形成され、レンズ及び光ファイバ１３（１５）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テーパ面１１ｅ_１、１１ｅ_２（テーパ面１１ｆ_１、１１ｆ_２、テーパ面１１ｇ_１、１１ｇ_２）を具備する。

本発明に係る光結合部材用保持部材によれば、収容部１１ｃの近傍に設けた突起部１１ｅ（１１ｆ、１１ｇ）の一部に、レンズ及び光ファイバ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テーパ面１１ｅ_１、１１ｅ_２（テーパ面１１ｆ_１、１１ｆ_２、テーパ面１１ｇ_１、１１ｇ_２）を設けたことから、突起部１１ｅ（１１ｆ、１１ｇ）を基準としてレンズ及び／又は光ファイバ１３（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保持部材内に挿入する場合と比べて、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、簡単にレンズと光ファイバ１３（１５）との位置決めを行うことが可能となる。

１０、２０、３０ 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 突起部
１１ｅ_１、１１ｅ_２、１１ｆ_１、１１ｆ_２、１１ｇ_１、１１ｇ_２ テーパ面
１２ コリメータレンズ
１３、１５ 光ファイバ
１３ａ、１５ａ コア
１３ｂ、１５ｂ 第１クラッド
１３ｃ、１５ｃ 第２クラッド
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 (9)

1. 光ファイバと、一端に形成された挿入孔から挿入された前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材の他端に形成された収容部に圧入されるレンズと、前記保持部材の収容部近傍の内側面に形成される突起部と、を具備し、
   前記光ファイバは、プラスチック光ファイバで構成され、
   前記突起部には、前記レンズに対向する位置に設けられ、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する角度が５°以上３０°以下に設けられた第１のテーパ面と、当該突起部における前記第１のテーパ面の反対側に配置され、前記光ファイバに対向する位置に設けられ、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する角度が５°以上３０°以下に設けられた第２のテーパ面とが設けられ、
   前記レンズは、前記第１のテーパ面に当接して位置決めされる一方、前記光ファイバの端面は、前記第２のテーパ面に当接して位置決めされることを特徴とする光結合部材。
2. 前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に配置された環形状を有する前記突起部を設けたことを特徴とする請求項１記載の光結合部材。
3. 前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数の前記突起部を設けたことを特徴とする請求項１記載の光結合部材。
4. 前記光ファイバに対向する前記第２のテーパ面の角度と、前記レンズに対向する前記第１のテーパ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１から請求項３のいずれかに記載の光結合部材。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光結合部材を接続することを特徴とする光コネクタ。
6. 光ファイバを保持する保持体と、前記保持体の一端に設けられ、レンズが圧入される収容部と、前記保持体の他端に設けられ、前記光ファイバを挿入するための挿入孔と、前記保持体の収容部近傍の内側面に形成される突起部と、を具備し、
   前記光ファイバは、プラスチック光ファイバで構成され、
   前記突起部には、前記レンズに対向する位置に設けられ、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する角度が５°以上３０°以下に設けられた第１のテーパ面と、当該突起部における前記第１のテーパ面の反対側に配置され、前記光ファイバに対向する位置に設けられ、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する角度が５°以上３０°以下に設けられた第２のテーパ面とが設けられ、
   前記第１のテーパ面は、前記レンズの当接を受けて当該レンズの位置決めを行う一方、前記第２のテーパ面は、前記光ファイバの端面の当接を受けて当該光ファイバの位置決めを行うことを特徴とする光結合部材用保持部材。
7. 前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に配置された環形状を有する前記突起部を設けたことを特徴とする請求項６記載の光結合部材用保持部材。
8. 前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数の前記突起部を設けたことを特徴とする請求項６記載の光結合部材用保持部材。
9. 前記光ファイバに対向する前記第２のテーパ面の角度と、前記レンズに対向する前記第１のテーパ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６から請求項８のいずれかに記載の光結合部材用保持部材。

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