JPH02238408A - 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、 それぞれの対向面の先端側を勾配面に形成した側面視が
ほぼ模形の一対の角柱・と、該対向面を接触させた状態
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、該輪体を外嵌した状態で該
一対の角柱のそれぞれの外側面間の距離が、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、該レンズホルダの殻部に設けた
挿通孔を通して、“該スペーサを軸心孔に直交するよう
挿入し、その後、該レンズホルダの軸心孔にフェルール
を挿入して、一方の該角柱の外側面にフェルール入出射
端面を押し当てて、他方の該角柱の外側面を該レンズの
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、次に、一対の該角柱の頭
部から該輪体を取り外した後、それぞれの該角柱を該レ
ンズホルダから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、ｌ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、その入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１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
一致する． 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のフェルール入出射端面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、フェルール
４をレンズホルダ１に挿入して、先ずフェルール入出射
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（ロ）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ｌ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
入出射端面５との間隔がＴの時に、フェルール入出射端
面５がレンズ２の焦点位置に一敗するような量である。

上述のようにフェルール４を所定量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、フェルール入出
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、フェルール入出射端面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ｌ内に挿入し、フェルール入出射端面５をリング形ス
ペーサ６の端面に押しあて、リング形スペーサ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４０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とフェルール入出射端面
５とが当接した時に、フェルール入出射端面５がレンズ
２の焦点位置に一致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
ｍ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ペーサを
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，リンク形スペーサは
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
ペ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、フェルール入出射端
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、それぞれの対向面１２．１７の先端側を勾
配面１２Ａ，１７Ａに形成した側面視がほぼ楔形の一対
の角柱１０．１５と、対向面１２．１７を接触させた状
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１８とよりなり、輪体１８を外嵌した
状態で一対の角柱１０．　１５のそれぞれの外側面１１
．１６間の距離が、所定の間隔Ｔに設定されるヌペーサ
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、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
に直交するようにスペーサ２０を挿入する。

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、一方の角柱１５の外側面１６にフェルール入出射端
面５を押し当てて、他方の角柱１０の外側面１１をレン
ズ２の球面の頂点に当接させ、その状ＬＭ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。

そして第１図（ｂ）に示すように一対の角柱１０．　１
５の頭部から輪体１８を取り外した後に、それぞれの角
柱１０．　１５をレンズホルダ１から抜去するものとす
る。

〔作用〕

輪体１８には弾性があるので、一対の角柱１０．　１５
が密接した状態で、双方の頭部に外嵌すること、及び頭
部から取り外すことは容易である。

一方、スペーサ２０は、輪体１８を外嵌した状態で一対
の角柱１０．　１５のそれぞれの外側面１１．１６間の
距離を、所定の間隔Ｔに設定してある。

したがって、スペーサ２０を介してレンズ２とフェルー
ル入出射端面５とを当接させると、レンズ２の球面の頂
点とフェルール入出射端面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、フェルール入出射端面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，．対向面１２．　１７が密着した状態の一対の角
柱１０．　１５の頭部から輪体１８を取り外すと、第１
図ら）に図示したように、それぞれの勾配面１２Ａ　．
１７Ａを接触することが可能となる。

よって、一方の角柱１５の外側面１６はフェルール入出
射端面５から離れ、他方の角柱１０の外側面１ｌはレン
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、また間隔Ｔ
が変化する恐れもない。

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とフェルール入出射端面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、それぞれの断面が同形の
矩形状で、対向面１２．　１７の先端側を勾配面１２Ａ
．１７Ａに形成した側面視がほぼ楔形の一対の角柱１０
．　１５と、角柱１０．　１５の対向面１２．　１７を
接触さ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１８とで構成されている
。

スペーサ２０は、輪体１８を外嵌した状態で一対の角柱
１０．　１５のそれぞれの外側面１１．１６間の距離が
、所定の間隔Ｔに設定してある。

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入出射端面と
の間隔がＴの時に、フェルール入出射端面がレンズの焦
点位置に一致するような所定の長さをいう。

また、輪体１８は、弾性ある金属材よりなる輪体の一部
に切欠ｌ９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。

ところで、第１図に示すように一方の端面ｌ＾側からレ
ンズ２を、円筒形のレンズホルダｌ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、角
柱１０．　１５が密着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、一対の角柱１０
．　１５の対向面１２．　１７を密接させ輪体１８を外
嵌した状態で、スペーサ２０を、レンズホルダｌの殻部
に設けた挿通孔２ｌ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ｌの軸心孔にフェルール４を挿入し
て、一方の角柱ｌ５の外側面１６にフェルール入出射端
面５を押し当てて押し込み、反対側の角柱１０の外側面
１１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ｌ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（ｂ）に示すように、双方の頭部から輪体
１８を取り外す。そして、角柱ｌＯの勾配面１２Ａと角
柱ｌ５の勾配面１７Ａが接触するように、双方の角柱の
頭部を引き離す。

その後、角柱１０．１５を挿通孔２１側から引き抜《こ
とにより、第１図（Ｃ）の如くに、レンズ２とフェルー
ル入出射端面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、上述のように一対の角柱１０．　１５の
外側面間が所定の間隔千となる状態でスペーサ２０をレ
ンズホルダｌに挿入している。

したがって、スベーサ２０を介してレンズ２とフェルー
ル入出射端面５とを当接させると、レンズ２の球面の頂
点とフェルール入出射端面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、フェルール入出射端面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、輪体１８を取り外すと、それぞれの勾配面１２Ａ
　，１７Ａを接触することが可能となる。よって、一方
の角柱１５の外側面１６はフェルール入出射端面５から
離れ、他方の角柱１０の外側面１１はレンズ２の球面か
ら離れるので、スペーサ２０を抜去する時に、レンズ２
及び光ファイバの入出射端面が損傷する恐れがなく、ま
た間隔Ｔが変化する恐れもない。

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とフェルール入出射端面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、双方の角柱の外側面が所
定の間隔になるように、一対の角柱を組み合わせ可能と
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ｔ員傷する恐れがなく、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（ａＬ　（ｂ），　（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、 １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はフェルール入出射端面、 ６はリング形スペーサ、 １０．１５は角柱、 １１．１６は外側面、 １２．１７は対向面、 １２Ａ．　１７Ａは勾配面、 １８は輪体、 ２０はスペーサをそれぞれ示す。 ２０又ぺ一丈 ４］６日月方夕去の丁ｆＬを“盲ミす口率ｌ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれの対向面（１２、１７）の先端側を勾配面（１
   ２Ａ、１７Ａ）に形成した側面視がほぼ楔形の一対の角
   柱（１０、１５）と、該対向面（１２、１７）を接触さ
   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（１８）とよりなり、該輪体（
   １８）を外嵌した状態で該一対の角柱（１０、１５）の
   それぞれの外側面（１１、１６）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、
   該レンズホルダ（１）の殻部に設けた挿通孔（２１）を
   通して、該スペーサ（２０）を軸心孔に直交するよう挿
   入し、 その後、該レンズホルダ（１）の軸心孔にフェルール（
   ４）を挿入して、一方の該角柱（１５）の外側面（１６
   ）にフェルール入出射端面（５）を押し当てて、他方の
   該角柱（１０）の外側面（１１）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、次に、一対の
   該角柱（１０、１５）の頭部から該輪体（１８）を取り
   外した後、それぞれの該角柱（１０、１５）を該レンズ
   ホルダ（１）から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。