JPH0230483B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光伝送ケーブルの一部を成す光フア
イバとオプトエレクトロニツク部品との位置合せ
方法に係る。

位置合せの問題は２つの異なる箇所で生じ、１
つは発信又は受信ダイオードと光伝送ケーブルの
終点を形成するオプトエレクトロニツクヘツド内
の光フアイバの部分との間の光の転移部であつ
て、 上記の光フアイバの部分はミキシングフアイバ
とも指称され、 他の１つは特に光伝送ケーブルとオプトエレク
トロニツクヘツドとを接続する場合の２つの光フ
アイバ間の移行部である。

前記の如き位置合せに於いて極めてすぐれた精
度が必要な理由及びそのような精度を得るのが難
しい理由を下記に述べる。

光伝送ケーブルの光フアイバの直径は、多くの
場合極めて小さく、例えば125ミクロンである。

更に、光伝送に使用される唯一の有効部品たる
光フアイバの“芯”は、通信用の光フアイバの場
合例えば50ミクロンである。従つて、数ミクロン
の範囲内、できれば２から３ミクロンの範囲内で
位置合せを行なうことが必要である。

オプトエレクトロニツク受信ヘツドに於いて
は、ヘツドに組込まれた光フアイバの部分が50ミ
クロンより大きい芯直径を有する場合も有り得る
が、この芯直径も半導体ダイオードの有効面積に
比較して小さい値に維持されることが必要であ
り、しかもVHF接続の場合には、ダイオード自
体が極めて小さい。

オプトエレクトロニツク送信ヘツドに於いて
は、全部の光を捕集し得るべく光フアイバの部分
の芯直径は発光ダイオードの発光表面の直径に少
くとも等しい大きさでなければならない。即ち、
その直径は100ミクロンより遥かに小さい値にな
り得る。

ケーブルとヘツドとの接続部に於いて、ケーブ
ルの光フアイバは、端部部材内に端部部材と同軸
的に配置される。端部部材の外周形状は光フアイ
バの軸を位置調整するための基準表面を形成して
いる。ヘツドに組込まれた光フアイバの部分は、
それ自体がヘツドに組込まれたフアイバホルダに
よりヘツドと同軸的に配置される。端部部材とフ
アイバホルダとの間にアダプタが配置される。

位置合せの問題を解決する公知の方法では、極
めて良い精度を持つ機械的構造を使用するか、又
は連結デバイスと一体化された手動位置調整シス
テムを使用する。これらの方法はいずれも複雑で
費用が高い。

本発明の目的は、オプトエレクトロニツクヘツ
ドまたはアダプタ上の適宜選択した１つ又は複数
の点に於いて所望の調整を与える永久的小変形を
生成することにより位置調整手段を単純化するこ
とにある。

本発明によれば、本発明の前記目的は、一方の
面にオプトエレクトロニツク部品を取付けたベー
スと、凹部を有すると共に前記凹部内に先端が突
出するように光フアイバを保持しており、前記光
フアイバの先端が前記オプトエレクトロニツク部
品に対面するように且つ前記ベースの一方の面に
摺動自在に当接するフアイバホルダとの双方に、
変形可能な筒状部材を前記光フアイバの光軸に沿
つて嵌める第１の段階と、前記光軸方向に関して
前記フアイバホルダに対応する前記筒状部材の部
位に、ほぼ等角度間隔に配列されていると共に径
方向に貫通したねじ穴の複数を有する筒状ブロツ
クを嵌める第２の段階と、前記光フアイバの先端
から前記オプトエレクトロニツク部品への光量が
最大になるように、前記ねじ穴に取付けられたね
じの夫々をねじ込んで、各ねじに対応する前記筒
状部材の部位の夫々を永久変形させる第３の段階
とを含む光フアイバの位置合せ方法によつて達成
される。

本発明によれば、第１に、一方の面にオプトエ
レクトロニツク部品を取付けたベースと、凹部を
有すると共に凹部内に先端が突出するように光フ
アイバを保持しており、光フアイバの先端がオプ
トエレクトロニツク部品に対面するようにかつベ
ースの一方の面に摺動自在に当接するフアイバホ
ルダとの双方に、変形可能な筒状部材を光フアイ
バの光軸に沿つて嵌め、第２に、光軸方向に関し
てフアイバホルダに対応する筒状部材の部位に、
ほぼ等角度間隔に配列されていると共に径方向に
貫通したねじ穴の複数を有する筒状ブロツクを嵌
め、第３として、光フアイバの先端からオプトエ
レクトロニツク部品への光量が最大になるよう
に、ねじ穴に取付けられたねじの夫々をねじ込ん
で、各ねじに対応する筒状部材の部位の夫々を永
久変形させるが故に、光フアイバの位置合せを容
易に行い得、その結果オプトエレクトロニツク部
品に対して最適な位置に光フアイバを固定し得
る。

本発明の方法にかかる筒状部材としては、遊び
をもつてフアイバホルダを収容し得る金属製の筒
状カバープレートであるのがよく、これにより筒
状カバープレートの部位の夫々を容易に永久変形
させ得る。

本発明の方法にかかる筒状部材としては、ベー
スとフアイバホルダとの双方を収容するように構
成されており、ベース又はフアイバホルダに対応
する部位に遊びをもつてフアイバホルダを収容し
得る薄壁部を有するアダプタであるのがよく、こ
れにより光フアイバを容易に位置合せし得る。

本発明の方法にかかるアダプタの薄壁部として
は、厚さがさらに薄い凹部を形成している薄壁部
であるのがよく、これによりねじが薄壁部の部位
を容易に押圧し得る。

本発明の方法にかかるねじ穴の数は、３つ又は
４つであるのがよく、これによりオプトエレクト
ロニツク部品に対し、光フアイバの位置を容易に
調整し得る。

ヘツドのみを使用する場合、光フアイバは、オ
プトエレクトロニツクヘツドの一部を形成するフ
アイバホルダに組込まれ、オプトエレクトロニツ
ク部品側に光の平坦な入力面又は出力面を形成す
る部分であり、オプトエレクトロニツク部品は、
有効発光面又は受光面を有しておりベースに固着
された半導体ダイオードである。前記の場合に光
フアイバとオプトエレクトロニツク部品との位置
合せを行なう本発明の方法は、ヘツドのフアイバ
ホルダとベースとの間に永久的変形可能な部位を
設けておき、外部手段を使用して変形可能な部位
の周に１つ又は複数の永久変形を生成し得る圧力
を作用させ、同時に、透過した光の量により光フ
アイバの部分の平坦面とダイオードの有効表面と
の位置合せを確認することである。

ケーブルとヘツドとを接続する場合、光フアイ
バは、光伝送ケーブルの端部を構成しており、オ
プトエレクトロニツク部品は発光又は受光ダイオ
ードとそれ自体がヘツドの一部を形成するフアイ
バホルダに内蔵された光フアイバの部分とを含む
オプトエレクトロニツクである。前記の場合に光
フアイバとオプトエレクトロニツク部品との位置
合せを行う本発明の方法は、光フアイバ受容のた
めの第１の端部とヘツドのフアイバホルダ受容の
ための第２の端部とを含むアダプタを形成し、ア
ダプタの両端部間に永久的変形可能な部を設けて
おき、外部手段を使用して、変形可能部の周に１
つ又は複数の永久変形を生成し得る圧力を作用さ
せ、この間に、透過した光の量により光フアイバ
とオプトエレクトロニツク部品との位置合せを確
認することである。

以下、本発明を図面に示す好ましい具体例を用
いて詳述する。

第１図に示すオプトエレクトロニツクヘツドに
於いて、延性合金（例えばフエロニツケル）から
成る半導体デバイス用標準型ケース１は、ガラス
の熱膨張率に近い熱膨張率を有しており例えば鉄
とニツケルとコバルトとの合金から成るベース１
１と金属カバー１２とを含む。ベース１１は、ヘ
ツドのオプトエレクトロニツク部品に給電するた
めのガラスビーズ型の電子結線１１１，１１２を
挿通する絶縁通路を有する。第１図に於いてはサ
ポート１４に装着されたフオトダイオード１３が
絶縁通路である。サポート１４は例えば、対向両
面又はダイオード１３を受容する片面のみが金属
化されたセラミツクウエーハであり、結線１１１
は金属化された面に溶接されている。

更に第１図に於いて、フアイバホルダ１６が概
略的に示されている。フアイバホルダ１６の金属
部は、カバーの内径よりやや小さい直径を持つシ
ヨルダ１６０を含んでおり、シヨルダ１６０とカ
バー１２との間にクリアランス△×が計画的に設
けられている。フアイバホルダ１６は光フアイバ
１５を包囲しており、特にフアイバホルダ１６の
上部で光フアイバ１５は溶着層１５１の接着剤、
樹脂又は、はんだによつて固定的に固着されてい
る。シヨルダ１６０は凹部１７０を有しており、
従つて、光フアイバの出力面（又は受信ヘツドの
場合入力面）とオプトエレクトロニツク部品との
結合を最適条件下で調整するためのスペースを持
つオプトエレクトロニツク部品と結線とのハウジ
ングを形成している。

フアイバホルダ１６の上部は、下行傾斜縁１２
１を有する中心開孔を通つてカバー１２の上部か
ら突出している。カバー１２をシヨルダ１６０に
封止すべく接着剤、樹脂又ははんだの溶着層１８
をフアイバホルダ１６の周囲に付着させる。この
付着段階に関して後述する。

更に、ベース１１の周囲へのカバー１２の拡大
縁部１２２の電気溶接を容易にするために、ベー
ス１１は中央部より厚みの薄いフランジ１１０を
含む。この溶接作業に関しては後述する。

フアイバホルダ１６とヘツドとの製造取付方法
は、例えば下記の段階を含む。

ａ） 特にシヨルダ１６０の工作と軸方向オリフ
イスの穿設とを含むフアイバホルダ１６の旋盤
加工。

ｂ） フアイバの端面の１つを、端面とオプトエ
レクトロニツク部品との最適結合に対応する平
面内に配置するためのフアイバホルダの中央開
孔内でのフアイバの固着。

ｃ） フアイバホルダ１６の上部とフアイバ自体
とのラツプ仕上及び研磨仕上。

ｄ） カバー１２の寸法に適応した工具を付加し
た従来手段を使用して行なうカバーの型打ち及
び穿孔。

ｅ） 第１図の平面AAのレベルに於ける永久的
変形１２３の形成。このために、使用工具は、
平行六面体ブロツク又は、円形ブロツク２００
を含んでおり、ブロツク２００は、縁部１２２
上方に存在するカバー１２の部分を内部に収容
し得る直径を持つ中央開孔を含む。更に、ブロ
ツク２００の周上の３つの点又は４つの点に、
側微ネジ２０１を夫々受容し得るネジ孔が穿設
されている。第２図に置いてネジ２０１の作用
によりカバー１２に形成された複数の変形は実
質的に等しいが、通常はこれらの変形は夫々異
なつている。実際には、得られた結果をテスト
によつて絶えず確認しつつ、即ち実際に光を透
過させ透過量を測定しつつネジ操作して変形を
生成し得る。

ｆ） 最後に、ヘツドに適合する形状の電極を含
む溶接手段を使用してカバー１２を封止する。

はんだプレフオームを予め挿入し処理段階中に
一部溶融させて形成した溶着層１８によつてヘツ
ドの封止を完了する。

互いに90゜を成す２方向での測微ネジの進みを
信号の強度を感知するデバイスによつて制御する
ことによつて、段階(e)の調整を自動化してもよ
い。

信号は、フオトダイオードの場合電気信号であ
り、発光ダイオードの場合光フアイバの端部で受
容される光信号である。

第３図は、第１図のオプトエレクトロニツクヘ
ツドと類似しているが必ずしも等しくはないオプ
トエレクトロニツクヘツド１を示す。ヘツド１
は、ベース１１とカバー１２とを含む。カバー１
２に突出するフアイバホルダ１６は、例えば、30
から60ミクロンのオーダの所定のクリアランス△
ｙを伴なつてアダプタ３００のボア３０１に係合
している。アダプタ３００は、上部にヘツド１を
収納し、フアイバホルダ１６の対向部（図示しな
い）光伝送ケーブルの端部を遊隙なく収納するよ
うに設計されている。従つて光伝送ケーブルの光
フアイバはボア３０１内で完全に同心的に配置さ
れる。ボア３０１は更に拡大部３０２を含んでお
り、拡大部３０２は、光伝送ケーブルの端部部材
を収納するか、又は、光伝送ケーブルが外被ケー
ブルであり、アダプタ３００内に挿入を容易にす
るために外被の１部が除去されている場合は光伝
送ケーブルの外被の端部を収納し、最後に封止材
料溶着層を収納する。

アダプタ３００は、ボア３０１を包囲するシヨ
ルダ３０３と雄ネジ部３０４とを含んでおり、ネ
ジ部３０４はケーブルの端部部材を連結リングを
含む場合に連結リングを受容すべく構成されてい
る。更にアダプタ３００はネジ部３０４の反対側
にスカート３０５を含む。スカート３０５は、ク
リアランス△y′を伴なつてヘツド１を包囲する。
アダプタ３００とスカート３０５との間の直径の
差は、フアイバーホルダ１６とボア３０１との間
の直径の差よりやや大きい。

スカート３０５は、カラー３０６で終結する。

カラー３０６はベース１１を通過せしめる十分
な幅を有するカバー１２をシヨルダ３０３の下部
に押圧すべくカラー３０６の内部にネジリング３
０７が螺合されている。

アダプタ３００及び特にアダプタ３００の変形
可能なスカート３０５を製造するための使用材料
は、ARCAPとして知られる市販のニツケル、
銅、亜鉛合金（他の添加剤を含む）から構成され
得る。

アダプタ３００の製造及び光フアイバ及びヘツ
ド１のアダプタ３００内装着方法は下記の段階を
含む。

ａ） 片側にいかなるクリアランスをも伴なうこ
となく光伝送ケーブルを収納し、反対側に所定
のクリアランス△y′を伴なつてヘツド１のフア
イバホルダ１６の端部を収納するための少くと
も１つの軸方向開孔を含むアダプタ３００の製
造。

ｂ） 後の段階(e)での調整を可能にするためにフ
アイバホルダ１６側に十分なクリアランス△ｙ
を有するアダプタ３００の軸方向開孔の穿設。

ｃ） 光伝送ケーブル又は光伝送ケーブルの端部
部材とアダプタ３００の内壁との間に機械的遊
隙を全く存在させること無く行なわれる光伝送
ケーブルの端部のアダプタ３００内装着。

ｄ） ヘツド１の装着及びアダプタ３００のネジ
リング３０７によるヘツドのアダプタ３００内
固定。

ｅ） フアイバホルダ１６の回転軸に垂直でフア
イバホルダ１６の最も厚い部分に相当する第３
図の平面BBのレベルに於けるアダプタ３００
のスカート３０５の永久的変形の生成と光伝送
ケーブルの光フアイバとヘツドとの位置合せの
確認とを同時に含む調整。

第２図のデバイスと同様のデバイスを使用し得
る。

アダプタ製造中に、スカート３０５の壁に厚み
の薄い部分４１，４２，４３を設けてもよい。

第４図では、スカート３０５の円形断面上に互
いに120゜の角を隔てる薄壁部が示されている。前
記の如き薄壁部を90゜を隔てる２つの直径が円形
断面上で交わる部位に沿つて配置することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法の実施のために使用し
得るオプトエレクトロニツクヘツドの概略断面
図、第２図は本発明の方法の実施のために使用し
得る調整自在なデバイスの概略断面図、第３図
は、本発明の方法に従つて使用されるケーブルと
オプトエレクトロニツクヘツドとの間の接続デバ
イスの長手方向断面図、第４図は第３図のデバイ
スの断面図である。 １……ケース、１１……ベース、１２……カバ
ー、１３……フオトダイオード、１４……サポー
ト、１５……フアイバ、１６……フアイバホル
ダ、２０１……測微ネジ、３００……アダプタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の面にオプトエレクトロニツク部品を取
   付けたベースと、凹部を有すると共に前記凹部内
   に先端が突出するように光フアイバを保持してお
   り、前記光フアイバの先端が前記オプトエレクト
   ロニツク部品に対面するように且つ前記ベースの
   一方の面に摺動自在に当接するフアイバホルダと
   の双方に、変形可能な筒状部材を前記光フアイバ
   の光軸に沿つて嵌める第１の段階と、前記光軸方
   向に関して前記フアイバホルダに対応する前記筒
   状部材の部位に、ほぼ等角度間隔に配列されてい
   ると共に径方向に貫通したねじ穴の複数を有する
   筒状ブロツクを嵌める第２の段階と、前記光フア
   イバの先端から前記オプトエレクトロニツク部品
   への光量が最大になるように、前記ねじ穴に取付
   けられたねじの夫々をねじ込んで、各ねじに対応
   する前記筒状部材の部位の夫々を永久変形させる
   第３の段階とを含む光フアイバの位置合せ方法。 ２ 前記筒状部材が、遊びをもつて前記フアイバ
   ホルダを収容し得る金属製の筒状カバープレート
   からなる特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記筒状部材が、前記ベースと前記フアイバ
   ホルダとの双方を収容するように構成されてお
   り、前記ベース又は前記フアイバホルダに対応す
   る部位に、遊びをもつて前記フアイバホルダを収
   容し得る薄壁部を有するアダプタからなる特許請
   求の範囲第１項に記載の装置。 ４ 前記ねじが押圧すべき前記薄壁部の部位に、
   厚さがさらに薄い凹所が形成されている特許請求
   の範囲第３項に記載の装置。 ５ 前記ねじ穴の数が３つである特許請求の範囲
   第１項から第３項のいずれか一項に記載の装置。 ６ 前記ねじ穴の数が、４つである特許請求の範
   囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の装
   置。