JPH02235007A - 光ファイバ・レンズアセンブリの組立方法 - 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】 〔概要〕 レンズホルダの軸心孔に、レンズと光ファイバとを光結
合する如くに組み込んで構成する、光ファイバ・レンズ
アセンブリの組立方法に関し、光結合度が高く保持され
、且つコス上高になる恐れのない光ファイバ・レンズア
センブリの組立方法を提供することを目的とし、 断面矩形状柱体と、該断面矩形状柱体よりも長さが短い
断面長円状柱体と、該断面矩形状柱体に該断面長円状柱
体を添わせた状態で双方の頭部に外嵌することで、両者
を一体に密着させる弾性ある輪体とよりなり、該断面矩
形状柱体の側面に長軸が直交するように該断面長円状柱
体を添わせた状態で、該断面矩形状柱体の外側の側面と
該断面長円状柱体の外側の短軸方向側面間の距離が、所
定の間隔に設定されるスペーサを用い、軸心孔にレンズ
を押入固着したレンズホルダに、該断面矩形状柱体と該
断面長円状柱体の双方の外側面間の距離が所定の間隔に
保持された状態での該スベーサを、該レンズホルダの殻
部に設けた挿通孔を通して軸心孔に直交するよう挿入し
、次に該レンズホルダの軸心孔にフェルールを挿入して
、該断面長円状柱体の該短軸方向側面にフェルール人出
射端面を押し当てて、該断面矩形状柱体の側面を該レン
ズの球面に当接させ、その状態で該フェルールと該レン
ズホルダとをレーザ溶接し固定し、該輪体内で該断面長
円状柱体を９０度回転した後に、該スペーサを抜去する
構成とする． 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レンズホルダの軸心孔に、レンズと光ファイ
バとを光結合する如くに組み込んで構成する、光ファイ
バ・レンズアセンブリの組立方法に関する。

光通信機器の普及に伴い、光ファイバの出射光をレンズ
を用いてコリメート光に変換したり、或いはコリメート
光を集光して光ファイバに入射させる機能を有する、光
ファイバ・レンズアセンブリが広く使用されている。

〔従来の技術〕

第３図は従来の光ファイバ・レンズアセンブリの組立方
法を示す図であり、第４図は他の従来方法を示す図であ
る。

第３図において、１は、例えばステンレス鋼よりなる円
筒形のレンズホルダであって、一方の端面ＩＡ側からレ
ンズ２（球レンズ）を軸心孔に押圧・挿入して、端面Ｉ
Ａ近傍にレンズ２を挿着してある。

４は、例えばステンレス鋼よりなる円柱形のフェルール
であって、軸心に穿設した微細孔に光ファイバ３の端末
部を挿着してある。

このフェルール４は、その人出射端面倒が光ファイバ３
の入出射端面と同一平面になるように、研磨等して仕上
げてある。そしてまた、フェルール４の外径は、レンズ
ホルダｌの軸心孔にしっくりと挿入されるような寸法で
ある。

上述のようなレンズホルダ１の軸心孔にフェルール４を
挿入すると、光ファイバ３の軸心とレンズ２の光軸とが
一敗する。

しかし、光ファイバ３とレンズ２とが光結合するために
は、フェルール４のフェルール人出射端面５が、レンズ
２の焦点位置にほぼ一致しなければならない． したがって、従来は第３図（ａ）のように、フ工ルール
４をレンズホルダ１に挿入して、先ずフェルール人出射
端面５をレンズ２の球面に当接させている。

そして、第３図（ｂ）に示すように、微動台（図示省略
）等を用いてフェルール４をレンズホルダ１から所定量
Ｔだけ引き出し、その状態でレンズホルダ１のフェルー
ル側端面ＩＢとフェルール４の外周面とをレーザ溶接し
て（図示の溶接個所Ｐ）、フェルール４の位置を固定し
ている。

この所定量Ｔとは、レンズ２の球面の頂点とフェルール
人出射端面５との間隔がＴの時に、フェルール人出射端
面５がレンズ２の焦点位置に一致するような量である。

上述のようにフェルール４を所定景Ｔだけ引き出した状
態でフェルール４を固定しているので、フェルール人出
射端面５はレンズ２の球面の頂点から間隔Ｔだけ離れた
位置に固定されている。

即ち、フェルール人出射端面５はレンズ２の焦点位置に
ほぼ一致している。

従来方法の他の例は、第４図に示すように、レンズホル
ダ１の軸心孔に、例えばステンレス鋼よりなるリング形
スペーサ６を挿入した後に、フェルール４をレンズホル
ダ１内に挿入し、フェルール人出射端面５をリング形ス
ペーサ６の端面に押しあて、リング形スベーサ６の他方
の端面をレンズ２の頂点近傍を外した球面に当接させる
。

そしてその状態で、レンズホルダ１のフェルール側端面
ＩＢとフェルール４の外周面とをレーザ溶接して（図示
の溶接個所Ｐ）、フェルール４の位置を固定している。

なお、リング形スペーサ６の幅は、上述のようにリング
形スペーサ６を介してレンズ２とフェルール人出射端面
５とが当接した時に、フェルール人出射端面５がレンズ
２の焦点位置に一敗するような幅であって、前述の間隔
Ｔよりはわずかに大きい。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者即ち第３図に示した手段は、フェル
ール４をレンズホルダ１から引き抜く際に、フェルール
４を連続的に円滑に引き出すことが困難であって、数μ
ｌの歩進量のステップ運動になることは避けられない。

したがって、間隔Ｔの精度が低いことに起因して、光結
合度が劣るという問題点があった。

一方、後者即ち第４図に示した手段は、光ファイバ・レ
ンズアセンブリ毎に、幅が高精度のリング形スベーサを
必要するので、部品点数が増加し、それだけコスト高に
なる恐れがあった。

また、フェルール．レンズホルダ，リング形スペーサは
同材料であって、熱膨張係数が等しいが、レンズ２は材
料が異なり熱膨張係数がリング形スペーサ等より小さい
。

このことに起因して環境温度が低くなると、リング形ス
ベーサとレンズとの接触面に大きい応力が作用し、レン
ズが損傷する恐れがあった。またレンズが損傷しないま
でも、レンズの挿着位置が端面ＩＡ側に移動する。その
結果環境温度が上昇して元の温度に復帰してもレンズ２
の挿着位置が最初の位置に戻らず、フェルール人出射端
面５との間隔Ｔが大きくなって、光結合度が低下すると
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、光結
合度が高く保持され、且つコスト高になる恐れのない光
ファイバ・レンズアセンブリの組立方法を提供すること
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、詳細を第２図に
示すような、断面矩形状柱体１０と、断面矩形状柱体１
０よりも長さが短い断面長円状柱体Ｉ１と、断面矩形状
柱体１０に断面長円状柱体１１を添わせた状態で双方の
頭部に外嵌することで、両者を一体に密着させる弾性あ
る輪体１５とよりなり、断面矩形状柱体１０の側面に長
軸が直交するように断面長円状柱体１工を添わせた状態
で、断面矩形状柱体１０の外側の側面１０Ａと断面長円
状柱体１１の外側の短軸方向側面１３間の距離が、所定
の間隔Ｔに設定されるスペーサ２０を設ける。

そして、第１図（ａ）に示したように、　軸心孔の所望
の位置にレンズ２を押入固着したレンズホルダ１に、断
面矩形状柱体１０と断面長円状柱体１１の双方の外側面
間の距離が所定の間隔Ｔに保持された状態でのスペーサ
２０を、レンズホルダ１の殻部に設けた挿通孔２１を通
して軸心孔に直交するように挿入する。

次にレンズホルダ１の軸心孔にフェルール４を挿入して
、断面長円状柱体１１の短軸方向側面１３にフェルール
人出射端面５（光ファイバの端面を外したフェルール人
出射端面）を押し当てて、断面矩形状柱体１０の側面１
０Ａをレンズ２の球面の頂点に当接させ、その状態でフ
ェルール４とレンズホルダ１とをレーザ溶接し固定する
。

そして、輪体１５内で断面長円状柱体１１を９０度回転
した後に、スペーサ２０を抜去するものである。

〔作用〕

輪体１５には弾性があるので、断面長円状柱体１１を断
面矩形状柱体１０に添わせた状態で、輪体ｌ５内で断面
長円状柱体１１を回動させることは容易である。

一方・スベーサ２０は、断面矩形状柱体１０の側面に長
軸が直交するように断面長円状柱体１１を添わせ、輪体
１５で一体に密接した状態で、断面矩形状柱体１０の外
側の側面１０Ａと断面長円状柱体１１の外側の短軸方向
側面１３間の距離が、所定の間隔Ｔである。

したがって、スペーサ２０を介してレンズ２とフェルー
ル人出射端面５と・二当接させると、レンズ２の球面の
頂点とフェルール人出射端面５との間隔が所定の間隔Ｔ
となる。

この状態でフェルール４がレンズホルダ１に固定されて
いるので、フェルール人出射端面５はレンズ２の焦点位
置にほぼ一致する。即ち、レンズ２と光ファイバ３との
光結合度が高い。

一方、断面長円状柱体１１を９０度回転させると、第１
図（ｂ）に図示したように、断面長円状柱体１１の長軸
方向側面１２が断面矩形状柱体１０の側面１０Ｂに密接
する。よって、断面長円状柱体１ｌの何れの側面もフェ
ルール人出射端面５から離れ、これに伴い断面矩形状柱
体１０の側面１０Ａもまたレンズ２の球面から離れる。

即ち、スペーサ２０を抜去する時に、レンズ２が損傷す
る恐れもなく、また間隔Ｔが変化する恐れもない。

なお、断面長円状柱体１１の短軸方向側面１３の下端面
がフェルール人出射端面５の光ファイバ端面をを外れた
個所に当接している状態で、断面長円状柱体１１を９０
度回転するのであるから、この断面長円状柱体１１を回
動する際に、光ファイバ３の入出射端面が損傷する恐れ
がない。

さらに、光ファイバ・レンズアセンブリの使用時には、
レンズ２とフェルール人出射端面５との間に従来のよう
にリング形スベーサが挿着されていない。よって、環境
温度が変化してもこの所定の間隔Ｔが変化する恐れがな
い。

さらにまた、スベーサ２０は他の光ファイバ・レンズア
センブリに繰り返し使用できるので、スペーサ２０を用
いてもコスト高になる恐れが少ない。

〔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図は本発明方法の工程を示す図であり、第２図は本
発明に用いるスベーサの斜視図である。

本発明方法の第１工程において使用するスペーサ２０は
、詳細を第２図に示すように、断面矩形状柱体１０と、
断面矩形状柱体１０よりも長さが短い断面長円状柱体１
ｌと、断面矩形状柱体１０に断面長円状柱体１１を添わ
せた状態で双方の頭部に外嵌することで、両者を一体に
密着させる弾性ある輪体１５とで構成されている。

なお、断面長円状柱体１１の先端面が、断面矩形状柱体
１０の先端面より、フェルール４の半径より少し引っ込
んで状態で、断面長円状柱体１１を断面矩形状柱体１０
に添わせ、輪体１５を外嵌して双方の柱体を密接させる
ものとする。

また、輪体ｌ５は、弾性ある金属材よりなる輪体の一部
に切欠１６を設けて半径方向に可撓性を持たせた輪体、
或いは弾性あるゴムリング等よりなる輪体である。

上述のよにう組み合わせられたスベーサ２０は、断面長
円状柱体１１を断面矩形状柱体１０に添わせた状態で、
輪体１５内で断面長円状柱体１１を回動させることは容
易である。

さらにまた、スベーサ２０は、断面矩形状柱体１０の側
面に長軸が直交するように断面長円状柱体１１を添わせ
た状態で、断面矩形状柱体１０の外側の側面１０Ａと断
面長円状柱体１１の外側の短軸方向側面１３間の距離が
、所定の間隔Ｔに設定されている。

なお、この所定の間隔Ｔとは、光ファイバ・レンズアセ
ンブリのレンズの球面の頂点とフェルール人出射端面と
の間隔がＴの時に、フェルール人出射端面がレンズの焦
点位置に一敗するような所定の長さをいう。

ところで、第１図に示すように一方の端面ＩＡ側からレ
ンズ２を、円筒形のレンズホルダ１の軸心孔に押圧・挿
入して、端面ＩＡ近傍にレンズ２を挿着してある。

また、レンズ２に対応するレンズホルダ１の殻部に、双
方の柱体が密接した状態で遊挿自在な挿通孔２１を予め
設けてある。

そして、第１図（ａ）に示したように、断面矩形状柱体
１０のと断面長円状柱体１１の双方の外側面間の距離が
所定の間隔Ｔに保持された状態、即ち、断面長円状柱体
】１の短軸方向側面１３が断面矩形状柱体１０の側面１
０Ｂに密接させた状態で、スペーサ２０を、レンズホル
ダ１の殻部に設けた挿通孔２１を通して軸心孔に直交す
るように挿入する。

次に、レンズホルダ１の軸心孔にフェルール４を挿入し
て、断面長円状柱体１１の短軸方向側面１３にフェルー
ル人出射端面５の周辺近傍を押し当てて押し込み、断面
矩形状柱体１０の側面１０Ａをレンズ２の球面の頂点に
当接させる。

そして、この状態でレンズホルダ１のフェルール側端面
ＩＢとフェルール４の外周面とをレーザ溶接して（図示
の溶接個所Ｐ）、フェルール４をレンズホルダ１に固着
する。

次に、第１図℃）に示すように、断面長円状柱体１１の
頭部を把持して輪体１５内で断面長円状柱体１１を９０
度回転する。次にスベーサ２０、即ち断面矩形状柱体１
０と断面長円状柱体１１とを挿通孔２１側から引き抜く
ことにより、第１図（Ｃ）の如くに、レンズ２とフェル
ール人出射端面５との間に光が伝搬する通路ができて、
光ファイバ・レンズアセンブリが完成する。

本発明方法は、上述のように断面長円状柱体１１を断面
矩形状柱体１０に添わせ、双方の柱体の外側の側面間が
所定の間隔Ｔとなる状態でスベーサ２０をレンズホルダ
１に挿入している。

したがって、スペーサ２０を介してレンズ２とフェルー
ル人出射端面５とを当接させると、レンズ２の球面の頂
点とフェルール人出射端面５との間隔が所定の間隔Ｔと
なる。この状態でフェルール４がレンズホルダ１に固定
するので、フェルール人出射端面５はレンズ２の焦点位
置にほぼ一致する。即ち、レンズ２と光ファイバ３との
光結合度が高い。

一方、断面長円状柱体１１を９０度回転させると、第１
図（ｂ）に図示したように、断面長円状柱体１１の長軸
方向側面１２が断面矩形状柱体１０の側面１０Ｂに密接
する。よって、断面長円状柱体１１の長軸方向側面１２
がフェルール人出射端面５から離れ、これに伴い断面矩
形状柱体１０の側面１０Ａもまたレンズ２の球面から離
れる。

即ち、スベーサ２０を抜去する時に、レンズ２が損傷す
る恐れもなく、また間隔Ｔが変化する恐れもない。

なお、断面長円状柱体１１の短軸方向側面１３の下端面
が、光ファイバ端面を外れた位置でフェルール人出射端
面５に当接している状態で、断面長円状柱体１１を９０
度回転するのであるから、この断面長円状柱体１ｌを回
動ずる際に、光ファイバ３の入出射端面が１４傷する恐
れがない。

さらに、光ファイバ・レンズアセンブリの使用時には、
レンズ２とフェルール人出射端面５との間に従来のよう
にリング形スペーサが挿着されていない。よって、環境
温度が変化してもこの所定の間隔Ｔが変化する恐れがな
い。

さらにまた、スペーサ２０は他の光ファイバ・レンズア
センブリに繰り返し使用できるので、スベーサ２０を用
いてもコスト高になる恐れが少ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、双方の柱体の外側面が所
定の間隔になるように、断面矩形状柱体１０と断面長円
状柱体１ｌとを組合わせ可能とするスベーサを用い、レ
ンズとフェルールとの間隔を所定の間隔Ｔに設定すると
いう光ファイバ・レンズアセンブリの組立方法であって
、レンズ及び光ファイバの入出射端面が損傷する恐れが
なく、また光結合度が高く保持され、且つまたコスト高
になる恐れのないという、優れた光ファイバ・レンズア
センブリを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａ），　（ｂＬ　（Ｃ）は本発明方法の工程
を示す図、 第２図は本発明に用いるスベーサの斜視図、第３図は従
来方法を示す図、 第４図は他の従来方法を示す図である。 図において、 ■はレンズホルダ、 ２はレンズ、 ３は光ファイバ、 ４はフェルール、 ５はフェルール人出射端面、 ６はリング形スペーサ、 １０は断面矩形状柱体、 １１は断面長円状柱体、 １２は長軸方向側面、 １３は短軸方向側面、 １５は輪体、 ２０はスペーサをそれぞれ示す。 鱈ｉ矩鯵拉木 ２０人＜−１− ５　フェルづレ入出身ｂ働図 本発明方法らＤ匿琢す図 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 断面矩形状柱体（１０）と、該断面矩形状柱体（１０）
   よりも長さが短い断面長円状柱体（１１）と、該断面矩
   形状柱体（１０）に該断面長円状柱体（１１）を添わせ
   た状態で双方の頭部に外嵌することで、両者を一体に密
   着させる弾性ある輪体（１５）とよりなり、該断面矩形
   状柱体（１０）の側面に長軸が直交するように該断面長
   円状柱体（１１）を添わせた状態で、該断面矩形状柱体
   （１０）の外側の側面（１０Ａ）と該断面長円状柱体（
   １１）の外側の短軸方向側面（１３）間の距離が、所定
   の間隔（Ｔ）に設定されるスペーサ（２０）を用い、 軸心孔にレンズ（２）を押入固着したレンズホルダ（１
   ）に、該断面矩形状柱体（１０）と該断面長円状柱体（
   １１）の双方の外側面間の距離が所定の間隔（Ｔ）に保
   持された状態での該スペーサ（２０）を、該レンズホル
   ダ（１）の殻部に設けた挿通孔（２１）を通して軸心孔
   に直交するよう挿入し、 次に該レンズホルダ（１）の軸心孔にフェルール（４）
   を挿入して、該断面長円状柱体（１１）の該短軸方向側
   面（１３）にフェルール入出射端面（５）を押し当てて
   、該断面矩形状柱体（１０）の側面（１０Ａ）を該レン
   ズ（２）の球面に当接させ、その状態で該フェルール（
   ４）と該レンズホルダ（１）とをレーザ溶接し固定し、 該輪体（１５）内で該断面長円状柱体（１１）を９０度
   回転した後に、該スペーサ（２０）を抜去するようにし
   たことを特徴とする光ファイバ・レンズアセンブリの組
   立方法。