JPH0222612A

JPH0222612A - レンズアセンブリ

Info

Publication number: JPH0222612A
Application number: JP17358388A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yumoto; 満湯本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1988-07-11
Publication date: 1990-01-25

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】〔概要〕反射防止膜を備えたレンズアセンブリに関し、レンズア
センブリの何れの方向から光が入射しても、反射光が伝
送路を逆行する恐れのない、レンズアセンブリを提供す
ることを目的とし、球レンズを、はぼ直径寸法に等しい
長さの金属短円筒に圧入し、該金属短円筒に内接する大
内部で２分割された半球面に、それぞれ反射防止膜が形
成されて、補助アセンブリが構成されてなり、該補助ア
センブリが円筒形のレンズホルダの軸心孔に挿入され、
所望の固着手段により固着する構成とする。また、大内
部に設けたリング帯状金属膜によって２分割された、半
球面のそれぞれに反射防止膜が形成されて、球レンズが
構成されてなり、該球レンズがレンズホルダの軸心孔に
、該リング帯状金属膜が内接するように挿入され、所望
の固着手段により固着された構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、反射防止膜を備えたレンズアセンブリに関す
る。

球レンズは、高性能で且つ加工が容易で低コストである
ので、光学素子として広く利用されている。

例えば、光信号を光ファイバ等の伝送路に伝送するには
、球レンズを用いて光伝送路の入射面に集光させており
、また、半導体レーザ等の光源が出射する先広がりの光
信号は、球レンズを用いて平行ビームにして、他の光学
素子に投射するのが一般である。

球レンズを上記のように用いる場合には、はぼ円筒形の
レンズホルダに挿着して、レンズアセンブリの状態で使
用している。

一方、レンズアセンブリに入射した光が球レンズの境界
面で反射し、光源に帰還すると光信号に含まれる雑音が
増加する。したがって、レンズアセンブリに用いる球レ
ンズは、表面を反射防止膜でコーテングしている。

〔従来の技術〕第３図は従来例の側断面図であって、２は、ステンレス
鋼等の金属よりなる円筒形のレンズホルダであって、軸
心に設けた軸心孔３は段付孔である。

この軸心孔３の大径孔部３Ｂに、球レンズ１を圧入・挿
着しである。また小径孔部３Ａには、Ｍ線で示すフェル
ール５１を挿着して、光ファイバ５０と球レンズ１とが
光結合するような関係位置に、固定させである。

なお、球レンズｌの大径孔部３Ｂの開口側の半面に、誘
電体２例えばＳｉＯ□、　Ｔ　ｉｏｌ等を交互に多層に
蒸着して、反射防止膜５Ａを設けである。

一方、球レンズ１とレンズホルダ２とを組み立てるには
、油圧プレス等を使用している。詳述すると、大径孔部
３Ｂ側を上にしてレンズホルダ２を垂直に立て、大径孔
部３Ｂの開口に球レンズ１を載せ、球レンズ１の上面を
プレスのラムで押圧して、レンズホルダ２に球レンズ１
を圧入・挿着している。

上記のように球レンズをラム等で押して組み立てている
ので、反射防止膜５Ａを形成した後に、レンズホルダ２
に圧入すると、ラム等に接する光軸上の頂点部分、及び
レンズホルダ２の内壁に接する部分等の反射防止膜に亀
裂等が発生して損傷する。このような理由により、前述
の反射防止膜５Ａは、球レンズ１をレンズホルダ２に圧
入後に、蒸着している。

また、圧入後に反射防止膜５Ａとは反対側の半面に、反
射防止膜を形成しようとしても、球レンズの半面が、細
長いレンズホルダ２の奥にあるため、反射防止膜５Ａと
は反対側め半面には、誘電体が殆ど蒸着しない。

なお予め、反射防止膜５Ａとは反対側の半面に反射防止
膜を形成し、その後球レンズ１をレンズホルダ２に挿着
しようとすると、レンズの外形が球形で回転し易く、且
つ反射防止膜の境界面が見分は難いことに起因して、正
大時に反射防止膜の一部がレンズホルダの内壁にあたり
、その部分から亀裂が発生し、レンズの性能を低下させ
る恐れがあった。

上述のようの理由により、従来のレンズアセンブリでは
、球レンズ１の外側の半面のみに、反射防止膜５Ａを設
けていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来例のレンズアセンブリは、第３図に示したよう
に、球面レンズ１の半面のみに反射防止膜５Ａを設けた
もので、反射防止膜５Ａ方向、即ち矢印Ａ方向より進行
した光は、反射防止膜５Ａに投射されるので、球レンズ
の表面で反射することなく、球レンズ１を透過する。

しかし、反射防止膜５Ａとは反対方向からレンズアセン
ブリに入射する光、即ちフェルール５１側の光ファイバ
５０から出射した光は、その一部がレンズの表面で反射
して、光ファイバ５０を逆行するという問題点があった
。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、レン
ズアセンブリの何れの方向から光が入射しても、反射光
が伝送路に帰還する恐れの少ない、レンズアセンブリを
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、第１図に例示し
たように、球レンズ１を、はぼ直径寸法に等しい長さの
金属短円筒１０に圧入し、金属短円筒１０の両開口側か
ら誘電体膜を蒸着して、金属短円筒１０に接する大内部
で２分割された半球面に、それぞれ反射防止膜５Ａ、　
５Ｂを形成して、補助アセンブリ４０を構成する。

そして、補助アセンブリ４０を、円筒形のレンズホルダ
２０の軸心孔２１に挿入し、所望の固着手段により挿着
するものとする。

また、第２図に例示したように、球レンズ１の大内部に
リング帯状金属膜３０を設け、リング帯状金属膜３０に
よって２分割された、半球面のそれぞれに、誘電体を蒸
着して反射防止膜５Ａ、５Ｂを形成する。

そして、レンズホルダ２０の軸心孔２１の内壁に、リン
グ帯状金属膜３０が内接するように、球レンズ１を挿入
し所望の固着手段により、固着するものとする。

〔作用〕

第１の発明においては、金属短円筒１０の長さは、大き
くとも球レンズ１の直径寸法に等しい。

したがって、金属短円筒１０に内接する大内部で２分割
された球レンズ１の半球面の、それぞれに反射防止膜５
Ａ、　５Ｂを形成するのに何等の支障がない。

補助アセンブリ４０の金属短円筒１０を、レンズホルダ
２０の軸心孔２１に挿入し、半田を用いて接着する、或
いはレーザ爆接等することにより、反射防止膜を損傷す
ることなく、金属短円筒１０とレンズホルダ２０の殻部
とを、固着することができる。

なお、金属短円筒１０の端面を押圧すれば、反射防止膜
を損傷することなく、補助アセンブリ４０をレンズホル
ダ２０に圧入することができる。

第２図の発明においては、リング形金属膜３０を挟んで
両側の半球面に、それぞれ反射防止膜５Ａ。

５Ｂを設けである。

このリング形金属膜３０は、目視によりその存在位置を
容易に確認できる。

よって、球レンズ１をレンズホルダ２０の軸心孔２１に
挿入する際に、このリング形金属膜３０部分が軸心孔２
１の内壁に内接するようにしっくりと挿入することは、
容易である。また、球レンズ１の大内部にリング形金属
膜３０を設けであるので、半田を用いて接着する、或い
はレーザ爆接等するなどして、リング形金属膜３０とレ
ンズホルダ２０の殻部を固着することができる。

したがって、球レンズ１をレンズホルダ２０に挿着する
際に、球レンズ１のそれぞれの半球面に設けた反射防止
膜５Ａ、　５Ｂが損傷する恐れがない。

即ち、球レンズの両面に設けた反射防止膜が高品質であ
り、レンズアセンブリのいずれの方向から入射した光も
、光伝送路を逆行しない。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図は、第１の発明の実施例の断面図、第２図は第２
の発明の実施例の断面図である。

第１図において、１０は、例えばステンレス鋼等よりな
る円筒形の金属短円筒であって、その長さは、球レンズ
１の直径寸法よりもわずかに小さく、金属短円筒１０の
中空孔に、球レンズ１を圧入して、固着しである。

そして、金属短円筒１０の一方の端面を、基台に載置し
て、上方より誘電体１例えばＳ　ｊｏｇ、　Ｔ　ｉｏ□
等を交互に多層に蒸着して、球レンズ１の上方の半球面
に、反射防止膜５Ａを形成する。

次に、金属短円筒１０を逆さにして、第１図（ｂ）に示
すように、上方より誘電体を交互に多層に蒸着して、反
射防止膜５Ａとは反対側の球レンズ１の半球面に、反射
防止膜５Ｂを形成する。

上述のようにして、それぞれの半球面に反射防止膜を有
する球レンズ１と、金属短円筒１ｏとを一体化した補助
アセンブリ４０を設けである。

２０は、ステンレス鋼等の金属よりなる円筒形のレンズ
ホルダであって、軸心に設けた軸心孔２１は段付孔であ
る。

この軸心孔２１の小径孔部２１Ａ側に、軸心の微細孔に
光ファイバ（図示せず）の端末を挿着したフェルール（
図示せず）を挿着し、一方大径孔部２１Ｂ側に補助アセ
ンブリ４０を挿着して、光ファイバの入出射端面と球レ
ンズ１とを、光結合するような所望の関係位置に固定し
ている。

補助アセンブリ４０を軸心孔２１に挿着する手段として
は、第１図（Ｃ）に示すように、大径孔部２１Ｂの内径
を、金属短円筒１０がしっくりと挿入されるような寸法
とするとともに、大径孔部２１Ｂの殻部に等分に数個の
ざぐり孔２２を設ける。

そして、大径孔部２１Ｂに補助アセンブリ４０を挿入後
、ざぐり孔２２の底部と金属短円筒１０の外周面とをレ
ーザ溶接して固定する。

また他の手段としては、第１図（ｄ）に示すように、大
径孔部２１Ｂの内壁に、リング形溝２３を設け、このリ
ング形溝２３内にペースト状半田を充填した後に、大径
孔部２１Ｂに補助アセンブリ４０を挿入する。

その後、レンズホルダ２０を加熱し、大径孔部２１Ｂの
殻部と金属短円筒１０の外周面とを、半田２４で固着す
る。

さらに他の手段としては、第１図（ｅ）に示すように、
大径孔部２１Ｂの内径を、金属短円筒１０の外径よりも
所望に小さくし、大径孔部２１Ｂの殻厚を薄くした後に
、補助アセンブリ４０を大径孔部２１Ｂにあてがい、金
属短円筒１０の端面を押圧して、補助アセンブリ４０を
レンズホルダ２０に圧入する。

なお、圧入の代わりに、レンズホルダ２０を加熱して、
大径孔部２１Ｂの内径を膨張させた後、補助アセンブリ
４０を大径孔部２１Ｂに挿入し、冷却して固着するとい
う、所謂焼嵌手段によって補助アセンブリ４０を、レン
ズホルダ２０に挿着しても良い。

上述のよにう構成しであるので、補助アセンブリ４０を
、レンズホルダ２０の軸心孔２１に挿着する際に、反射
防止膜が損傷する恐れがない。

第２図に示すレンズアセンブリは、球レンズ１にリング
形金属膜３０を設け、リング形金属膜３ｏを利用して、
球レンズｌをレンズホルダ２０に挿着した実施例である
。

第２図（ａ）に示すように、筒形の内径寸法が球レンズ
１の外径よりも所望に小さい一対の筒形治具１５−１．
１５−２を用いて、球レンズ１を挟んで保持する。その
状態で筒形治具を回転して一対の筒形治具１ｓ−１，１
５−２の端面間に裸出した、球レンズ１０大内部に、金
等を蒸着してリング帯状金属膜３ｏを設ける。

そして、基台の上面に設けた半球形の凹部に、リング帯
状金属膜３０が水平になるように、球レンズ１を挿入す
る。そして、上方より誘電体９例えば３　ｆｏｇ、　Ｔ
　ｉＯｚ等を交互に多層に蒸着して、球レンズ１の上方
の半球面に、反射防止膜５Ａを形成する。

次に、球レンズ１を裏返して、第２図（ｂｌに示すよう
に、上方より誘電体を交互に多層に蒸着して、反射防止
膜５八とはリング帯状金属膜３０を挟んで反対側の半球
面に、反射防止膜５Ｂを形成する。

そして、リング帯状金属膜３ｏが軸心孔２１の大径孔部
２１Ｂの内壁に内接するように、球レンズ１を挿入し、
所望の固着手段により、挿着するものとする。

上述のような球レンズ１を軸心孔２１に挿着する手段と
しては、第２図（ｅ）に示すように、大径孔部２１Ｂの
内径を、金属短円筒１０がしっくりと挿入されるような
寸法とするとともに、大径孔部２１Ｂの内壁にリング形
溝２３を設ける。このリング形１１１２３内にペースト
状半田を充填した後に、大径孔部２１Ｂの内壁にリング
帯状金属膜３０が内接するように、球レンズ１を挿入す
る。

そして、レンズホルダ２０を加熱し、大径孔部２１Ｂの
殻部とリング帯状金属膜３ｏとを半田２４で接着して、
球レンズ１を固着する。

また他の手段としては、第２図（ｄｌに示すように大径
孔部２１Ｂの殻部に、等分に数個の孔２５を設ける。そ
して、リング帯状金属膜３０が大径孔部２１Ｂに内接す
るように、球レンズ１を大径孔部２１Ｂに挿入し、その
一部が孔２５の孔底に裸出せしめる。

そして、この孔２５内にペースト状半田を充填した後に
、レーザ光等を用いてペースト状半田を加熱して、球レ
ンズ１と軸心孔２１の殻部とを半田２４で接着して、球
レンズ１を固着する。

さらに他の手段としては、第２図（ｅ）に示すように、
大径孔部２１Ｂの内径を、球レンズ１の外径よりも所望
に小さくし、大径孔部２１Ｂの殻厚を薄くした後に、レ
ンズホルダ２０を加熱して、大径孔部２１Ｂの内径を膨
張させた後、リング帯状金属膜３０が大径孔部２１Ｂの
内壁に内接するように、球レンズ１を大径孔部２１Ｂに
挿入し、冷却して固着するという、所謂焼嵌手段によっ
て球レンズ１をレンズホルダ２０に固着する手段がある
。

上述のように構成しであるので、球レンズ１をレンズホ
ルダ２０に挿着する際に、球レンズ１のそれぞれの半球
面に設けた反射防止膜５Ａ、　５Ｂが損傷する恐れがな
い。

本発明は　上述のように、球レンズ１０半球面のそれぞ
れに反射防止膜を設けであるので、レンズアセンブリの
いずれの方向から入射した光も、球レンズの表面で反射
して、光伝送路を逆行することがない。帰還することが
ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、レンズホルダ内に挿着し
た球レンズの、それぞれの半球面に反射防止膜を設けた
レンズアセンブリであって、レンズアセンブリの何れの
方向から光が入射しても、球レンズの表面で反射するこ
とがなくて、光伝送路を逆行することがなく、且つ反射
防止膜が高品質である等、実用上で優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａｌ、　（ｂ）、　（Ｃ１，（ｄ）、　（ｅ
）は、第１の発明の実施例の断面図、第２図のＴａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、　（ｄ）、　ｆ
８）は、第２の発明の実施例の断面図、第３図は従来例の断面図である。図において、１は球レンズ、２．２０ははレンズホルダ、３．２１は軸心孔、３Ａ、　２１Ａは小径孔部、３Ｂ、　２１Ｂは大径孔部、５Ａ、　５Ｂ　　は反射防止膜、１０は金属短円筒、１５−１．１５−２は筒形治具、３０はリング帯状金属膜、４０は補助アセンブリを示す。第１の発明のＴ範イ列の釘面図１１：；　イ図イ、Ｕイダづのｔ＊ｉａ第３図

Claims

【特許請求の範囲】［１］球レンズ（１）をほぼ直径寸法に等しい長さの金
属短円筒（１０）に圧入し、該金属短円筒（１０）に接
する大円部で２分割された半球面に、それぞれ反射防止
膜が形成されて、補助アセンブリ（４０）が構成されて
なり、該補助アセンブリ（４０）が、円筒形のレンズホルダ（
２０）の軸心孔（２１）に挿入され、所望の固着手段に
より、固着されたことを特徴とするレンズアセンブリ。［２］大内部に設けたリング帯状金属膜（３０）によっ
て２分割された、半球面のそれぞれに反射防止膜が形成
されて、球レンズ（１）が構成されてなり、該球レンズ
（１）が、レンズホルダ（２０）の軸心孔（２１）に、
該リング帯状金属膜（３０）が内接するように挿入され
、所望の固着手段により固着されたことを特徴とするレ
ンズアセンブリ。