JPH01101501A - 集束形ロッドレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、屈折率が中心軸付近において最大となってお
り、そこから外周面に向かって屈折率が放物線状に低下
している集束形ロッドレンズに関するものである。

〔従来の技術〕

集束形ロッドレンズは円柱形状のガラス体で構成されて
おり、端面の直径が１〜２　ｎ＋ｍ、軸方向の長さが２
〜３龍程度の非常に小型のものが既に製作され市販され
ている。かかる超小型集束形ロッドレンズは小型である
ために非常に狭い領域に設置可能であり、光通信、光情
報処理等の分野に広く用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、かかる集束形ロッドレンズを種々の光デバイ
スに適用する場合にはその位置決めが極めて重要である
。たとえば、集束形ロッドレンズを光受信モジュールに
用いる場合には、受光素子と光ファイバとの間の最適な
位置に固定する必要がある。位置ずれには、光軸方向の
位置ずれと光軸に垂直な方向の位置ずれとがあり、特に
、光軸と垂直な方向の位置ずれ、すなわち、軸ずれは、
接続損失に大きな影響を与える。例えば、光フアイバ端
面を突き合わせる一般的なパッドジヨイント方式の光コ
ネクタにおいて、０．３ｄＢの接続損失を維持するには
、マルチモード光ファイバＪ［の場合、軸ずれを約２μ
ｍ以内に押さえる必要があり、シングルモード光ファイ
バ接続の場合にはさらに一桁上の高精度の軸合わせが必
要とな°る。

〔問題を解決、するための手段〕

本発明の集束形ロッドレンズは、上記問題点に鑑みて為
されたものであり、中心軸に対して平行かつ偏心してい
る軸に沿って屈折率が最大となっておりこの偏心軸から
外周面に向かって放物線状に屈折率が低下しているもの
である。

〔作用〕

中心軸を中心に回転させることにより屈折率最大の軸が
前記中心軸を中心に円形の軌跡を描くように移動する。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す斜視図であり、第１図
（Ａ）は、第２図に示す集束形ロッドレンズ１を左方か
ら見た平面図であり、同図（Ｂ）はこの平面図に対応す
る屈折率の分布を示す図である。、 本実施例の集束形ロッドレンズ１は光学ガラス体で作ら
れており、円錐台形状をしており、２は中心軸、３は小
径端面、４は大径端面、５は外周面である。

集束形ロッドレンズ１の屈折率は、中心軸２に対して平
行かつ偏心している軸６に沿って最大となっており、そ
こから外側に向かって屈折率の値が放物線Ａに示すよう
に低下している。このように屈折率が放物線状に分布し
ている領域は、軸６を中心とする仮想円柱７を構成して
おり、その底面の外周は小径端面３の外周に接している
。本実施例の集束形ロッドレンズ１は、後述するように
仮想円柱７内を光が通過するように用いるので、仮想円
柱７のさらにその外側の領域の屈折率は、特に限定され
ず、いかなる屈折率でも良い。

このように構成された集束形ロッドレンズ１は、円筒状
ホルダに支持された状態で円周方向に回転することによ
り、屈折率最大の軸６が一点鎖線で描いた軌跡８のよう
に中心軸２を中心に回転する。

このことは、軸ずれ余裕度が増大されたことを意味する
。すなわち、第３図は第１図（Ａ）の詳細拡大図である
が、屈折率最大の軸６を中心とした軸ずれ余裕度を８μ
ｍとし、軸６の描く軌跡８の半径を５μｍとすると、ト
ータルとして集束形ロッドレンズ１の軸ずれ余裕度は、
ａ＋ｂμｍ（ｓ＋＋Ｃμｍ）となる。

第４図は、本実施例の集束形ロッドレンズ１を受光モジ
ュールに適用した例を示す斜視図である。

基台１０には、ファイバホルダ１１、レンズホルダ１２
、混成集積回路基板１３が順に取り付は固定されている
。ファイバホルダ１１には１条のＶ溝１４が切られてお
り、このＶ溝１４にガイドされて光ファイバ１５が保持
されている。混成集積回路基板１３上には、受光素子チ
ップ１６の搭載された受光素子チラシキャリア１７が載
置されている。レンズホルダ１２の内壁は、集束形ロッ
ドレンズ１の外周面５に施されたテーパと等しい角度で
テーパが施されており、ファイバホルダ１１側の開口径
が受光素子チップ１６側の開口＆よりも大きい。ただし
、ファイバホルダ、１１側の開口径は大径端面４よりは
小さくなっている。

このように形成されているレンズホルダ１２に対して、
集束形ロッドレンズ１を小径端面３を頭にしてファイバ
ホルダ１１側から挿入すると、集束形ロッドレンズ１の
外周面５とレンズホルダ１２の内壁面とが密着した位置
においてそれ以上の挿入が阻止される。

次にこの状態において、円周方向りに集束形ロッドレン
ズ１を回転させながら、光ファイバ１５および受光素子
チップ１６の間において形成されている光軸１８と集束
形ロッドレンズ１自身の光軸（すなわち、軸６）との軸
ずれの補正を行う。

このときの補正は、光ファイバ１５から一定出力の光を
射出した状態で集束形ロッドレンズ１を回転させること
により行う。すなわち、集束形ロッドレンズ１を回転さ
せながら受光素子チップ１６の出力を計測し、出力最大
となったところで集束形ロッドレンズ１の回転を停止し
て接着固定すれば良い。

なお、本実施例の集束形ロッドレンズ１は、外周面５が
中心軸２に沿ってテーパ状になっているので、レンズホ
ルダ１２に対する集束形ロッドレンズ１の光軸方向の位
置が一義的に定まる。したがって、集束形ロッドレンズ
ｌの寸法とレンズホルダ１２の寸法とを規格化しておけ
ば、集束形ロッドレンズ１はレンズホルダ１２に対して
所望の位置に正確に接着固定することができる。このこ
とから、レンズホルダ１２をファイバホルダ１１および
受光素子チップ１６に対して正確に位置決めしておけば
、集束形ロッドレンズ１をレンズホルダ１２に単に挿入
するだけで集束形ロッドレンズ１を光軸方向に正確に位
置決めすることができる。

また、この受光モジュールでは、ファイバホルダ１１、
レンズホルダ１２を基台１０に対して別途取り付けるよ
うな構造となっているが、これらをパッケージを含・め
で一体に成形すれば生産性の向上に有効である。

なお、本実施例の集束形ロッドレンズ１は光軸方向の位
置決めも容易に行うことができるように円錐台状となっ
ているが、このことは本発明の必須の構成要件ではない
。したがって、円錐台形状に代えて円柱形状としてもよ
い。また、その他の棒形状すなわち、多角錐台形状や多
角柱形状であってもよい。

また、外周面５は必ずしも全面にわたって滑らかな面で
なくとも良く、例えば、外周面５の一部に溝や段差部等
が形成されていてもよい。

さらに、集束形ロッドレンズ１の適用例として受光モジ
ュールを示したが、これは−適用例であって、光コネク
タ、光センサ等の各種の光デバイスにも適用することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の集束形ロッドレンズは、
中心軸に対して平行かつ偏心している軸に沿って屈折率
が最大となっておりこの偏心軸から外周面に向かって放
物線状に屈折率が低下しているので、中心軸を中心に回
転させることにより屈折率最大の軸が前記中心軸を中心
に円形の軌跡を描くように移動する。したがって、屈折
率最大の軸を光軸に対して容易に位置合わせすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である集束形ロッドレンズの
屈折率分布を説明するための図、第２図は本実施例を示
す斜視図、第３図は本実施例の軸ずれ余裕度を説明する
ための平面図、第４図は本実施例の適用例を示す斜視図
である。 １・・・集束形ロッドレンズ、２・・・中心軸、３・・
・小径端面、４・・・大径端面、５・・・外周面、６・
・・軸、７・・・仮想円柱。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　塩　　　１）　　辰　　　也本実施例の屈折率分布 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、棒形状を有しその中心軸に対して平行かつ偏心して
   いる軸に沿って屈折率が最大となっておりこの偏心軸か
   ら外周面に向かって放物線状に屈折率が低下している集
   束形ロッドレンズ。 ２、外周面が中心軸に沿ってテーパ状になっている特許
   請求の範囲第１項記載の集束形ロッドレンズ。