JPH0520013U - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源側と光ファイバーとを接合するに際し、
光ファイバーを高精度に位置決めできるようにする。 【構成】 コネクタ１５には光源５と集光レンズ４とが
設けられ、さらに光ファイバーと同じ屈折率の透光部材
１８が軸合わせされて保持されており、この透光部材１
８の棒状部１８ｅにスリーブ１９が弾性的に嵌着されて
いる。プラグをこのコネクタ１５に接合する際、プラグ
に設けられたフェルール８は前記スリーブ１９に弾性的
に保持されて透光部材１８に対する軸合わせが行われ、
さらにフェルール８が透光部材１８につき当てられるこ
とにより、フェルール８の軸芯部に保持された光ファイ
バー９の端面の位置合わせが行われる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光通信に用いられる光ファイバーケーブルとレーザーダイオードな どの光源とを結合する光結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５は従来の光結合装置の構成を示す断面図である。 同図に示す光結合装置１は、レーザーダイオード５を内蔵した光コネクタ２と 、この光コネクタ２に結合されるプラグ３とを備えて構成されている。 上記光コネクタ２は、フランジが形成されたほぼ円筒状からなるケース１０と 、このケース１０の図示左端部に固定されたレーザーダイオード５と、このレー ザーダイオード５から照射されるレーザー光を集光する集光レンズ４とを備え、 また、上記ケース１０の図示右端部にはフェルール８が嵌挿される孔６が形成さ れている。ケース１０の図示右部には位置決め用の溝１０ａが形成され、外周部 には雄ねじ部１０ｂが設けられている。

【０００３】 上記プラグ３には、光ファイバーケーブル７の一端部が挿入され、光ファイバ ー９はプラグ本体１１の中心に設けられたフェルール８の中心部に挿入されてい る。上記プラグ本体１１には円筒状の突出部１１ａが形成され、さらにこのプラ グ本体１１の外周に設けられた締結部材１２の図示左部内面には雌ねじ１２ａが 形成されている。

【０００４】 コネクタ２とプラグ３とが連結されるときには、フェルール８がケース１０の 嵌挿孔６内に挿入され、またプラブ本体１１の突出部１１ａがコネクタ２の溝１ ０ａ内に挿入され、さらに締結部材１２の雌ねじ１２ａとコネクタ２の雄ねじ１ ０ｂとが螺着される。そして突出部１１ａの先端面Ａと溝１０ａの内端面Ｂとが つき合わされることにより、コネクタ２とプラグ３との軸方向の位置決めが行わ れる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記の光結合装置１では、レーザーダイオード５から発せられるレーザー光を 光ファイバー９の端面に正確に入射させるために、光ファイバー９の端面を集光 レンズ４の焦点距離に合わせて位置させ、さらに集光レンズ４と光ファイバー９ との軸合わせも高精度に行う必要がある。

【０００６】 しかしながら、図５に示した従来の光結合装置では、光軸方向での位置決めは プラグ本体１１に形成されている突出部１１ａの先端面Ａと溝１０ａの内端面Ｂ とのつき合せにより行われている。よって、例えば突出部１１ａの先端面Ａと溝 １０ａの内端面Ｂとのつき合せ面にゴミなどの異物が混入していた場合や、ある いはプラグ本体１１と光ファイバー９の先端面の位置との間に相対的な取り付け 誤差があった場合では、集光レンズ４と光ファイバー９の端面との光軸方向の正 確な位置決めを行なうことができない場合が生じる。

【０００７】 さらに、集光レンズ４と光ファイバー９との軸合わせは、コネクタ２の孔６と プラグ３のフェルール８との装着精度を高めることによって行われている。しか しながら、実際には孔６とフェルール８との間には径方向の隙間が若干生じるた め、集光レンズ４と光ファイバー９との軸合わせを高精度に行うことに限界があ る。

【０００８】 また、図５に示す光結合装置では、光ファイバー９が、レーザーダイオード５ ならびに集光レンズ４の光軸上に位置し、しかも光ファイバー９の端面がこの光 軸に対して垂直面となっているため、集光レンズ４により集光された光の一部が ファイバー端面により反射されてそのままレーザーダイオード５に戻ることにな る。レーザーダイオード５内にはレーザーチップとともにモニター用の受光素子 が設けられこの受光素子の受光光量に基づいてレーザーチップへの供給電力を制 御しているが、前記のようにファイバー９の端面からの戻り光があると、この戻 り光が受光素子にノイズとして検出され、レーザーチップによる発光制御に支障 をきたすることになる。

【０００９】 本考案は、光ファイバーと光学素子との位置決めを正確かつ容易に行なえる光 結合素子の提供を第１の目的とし、さらに光ファイバーの端面にて反射された光 が光源に戻ることを防止できる光結合装置の提供を第２の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記第１の目的を達成するための本考案の構成は、互いに連結される第１と第 ２の部材を有し、第１の部材には光源と、光源からの光を集光する光学素子とが 設けられ、第２の部材には前記光学素子により集光された光を入射させる光ファ イバーとこの光ファイバーを中心に保持した光ファイバー保持部材が設けられて いる光結合装置において、前記第１の部材には、光源と同軸に設けられて光源か らの光を導く透光部材と、この透光部材が嵌挿されるスリーブが設けられており 、前記第２の部材の光ファイバー保持部材が前記スリーブに嵌挿され、且つ光フ ァイバーが透光部材の先端につき当てられていることを特徴とするものである。 この場合、透光部材と光学素子とを一体として形成してもよい。

【００１１】 上記第２の目的を達成するための本考案の構成は、上記構成において、透光部 材の光学素子側の対向端面は光軸に対し傾斜した平面又は曲面で形成されている ものである。

【００１２】

【作用】

上記請求項１に記載した構成を備えた本考案では、第１と第２の部材を接合す る際、第１の部材に設けられた透光部材と第２の部材の光ファイバー保持部材と が同じスリーブに嵌挿される。よって透光部材と光ファイバー保持部材とが同軸 に位置決めされ、光学素子と透光部材との相互の位置決めが正確であれば、この 光学素子と光ファイバーとの軸合わせを高精度にでき、しかも第１と第２の部材 を接合するたびに、上記の軸合わせが正確に行われることになる。さらに光ファ イバーを透光部材につき当てて位置決めしているので、光学素子の焦点位置にフ ァイバー端面を正確に位置させることができる。

【００１３】 さらに請求項２記載の考案では、光源から発せられ光学素子により集光された 光の一部が透光部材により反射されても透光部材の斜面または曲面により反射光 は光源以外の方向へ向かい、光源に反射光が戻ることがない。

【００１４】 さらに請求項３記載の考案では、透光部材と光学素子とを一体にしているため 、部品数を最小限にできる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案について図面を参照して説明する。 なお、本実施例に示す光結合装置のうち第２の部材であるプラグについてはそ の構成が上記従来のものと同様であるので、ここでは第１の部材である光コネク タを中心として説明する。 図１は光コネクタの断面図、図２は図１に示す光コネクタの一部断面を含む分 解斜視図、図３は図１に示す光コネクタにプラグを接合する際の説明図である。

【００１６】 図１又は図２に示す光コネクタ１５は、プラグ側のフェルール８およびスリー ブ１９が挿入される挿入側ケース１６と、内部に光源としてのレーザーダイオー ド５，光学素子としての集光レンズ４及び透光部材１８が内蔵された光源側ケー ス１７とを備えて構成され、光源側ケース１７又は挿入側ケース１６内にそれぞ れ上述した光学レンズ４等を収納した後に両者が溶着あるいは接着により一体と されている。

【００１７】 上記挿入側ケース１６は、光源側ケース１７との当接端面にフランジ１６ａが 形成された円筒状のもので、上記プラグとの螺合端部側の外周面には雄ねじ部１ ６ｂが螺設され、中心には前記遊挿孔１６ｃが形成されている。前記レーザーダ イオード５ならびに集光レンズ４は、上記遊挿孔１６ｃの中心Ｏに対し同軸に位 置決めされている。

【００１８】 この遊挿孔１６ｃ内に挿入されているスリーブ１９は、金属製の円筒状のもの で、側面に溝１９ａが形成されている。この溝１９ａによって、当該スリーブ１ ９は内部に挿入される透光部材１８やフェルール８を弾性的に保持できるように なっている。またスリーブ１９の外径寸法は前記遊挿孔１６ｃの内径寸法よりも やや小さくなっており、図３に示すように、スリーブ１９の外周面は、遊挿孔１ ６ｃの内面に対しわずかに隙間を有して挿入されている。また図３に示すように 、遊挿孔１６ｃの図示右側の開口部内周には段差部１６ｅが形成されている。ス リーブ１９は遊挿孔１６ｃに対し図３の図示左側から挿入される。そして前記段 差部１６ｅにより図示右方向へのスリーブ１９の抜け止めがなされ、さらに光源 側ケース１７によりスリーブ１９の図示左方向への抜け止めがなされている。

【００１９】 上記光源側ケース１７内には、上記挿入側ケース１６に形成した遊挿孔１６ｃ と同軸の貫通孔１７ａが形成されており、ここに上記集光レンズ４、詳細を後述 する透光部材１８が配置される。また、挿入側ケース１６との当接端部側には、 段差部１７ｂが形成されており、この段差部により、挿入される透光部材１８の 軸Ｏ方向への正確な位置決めができるようになっている。またレーザーダイオー ド５はそのケースが光源側ケース１７の図示左端面に固定される。

【００２０】 上記透光部材１８は、例えば光ファイバー９と同等の光屈折率を備えた石英な どからなるもので、中間部分に段差部１８ａを備えたほぼ円柱状のものである。 この段差部１８ａが上記光源側ケース１７内に形成されている段差部１７ｂと当 接して、軸方向の位置決めが行なわれる。また段差部１７ｂよりも基部側は先の 断面円形の円柱部１８ｄであり、この円柱部１８ｄは光源側ケース１７の貫通孔 １７ａ内に隙間なく嵌着され、透光部材１８が中心Ｏに対して（集光レンズ４の 光軸に対して）軸合わせが行われている。

【００２１】 この透光部材１８の段差部１７ｂよりも先の部分は断面円形の棒状部１８ｅで あり、この棒状部１８ｅの外周面は前記円柱部１８ｄの外周面と高精度に同軸に 形成されている。そして棒状部１８ｅの先端面すなわち光ファイバー９との当接 端部１８ｃが球面状に形成されている。さらに円柱部１８ｄの基端の集光レンズ ４のとの対向端面１８ｂは、光軸Ｏと傾斜して交差する傾斜平面となっている。 なおこの対向端面１８ｂは曲面であってもよい。

【００２２】 さらにプラグ３側のフェルール８はその外径寸法が前記透光部材１８の棒状部 １８ｅの外径寸法とほぼ同じに形成されており、また先端面８ａ（図３参照）は 球面となっている。光ファイバー９はフェルール８の軸芯部に保持されており、 その先端面は、先端面８ａと同一面に位置している。

【００２３】 以上の構成を備えた光結合装置の結合動作について説明する。 図３は上記光コネクタ１５にフェルール８が挿入された状態を示す説明図であ る。 まず、挿入側ケース１６と光源側ケース１７とを固着する前に、上記透光部材 １８ならびに光学レンズ４を光源側ケース１７内に取り付けるとともに、光源５ を図示左端面に取り付ける。また挿入側ケース１６内に上記スリーブ１９を挿入 する。そして、光源側ケースと挿入側ケースとを上記のように固着する。

【００２４】 この状態で図５に示すのと同じ構造（フェルール８は図３に示す構造）のプラ グ３を上記光コネクタ１５に結合する。このときのプラグ３側のフェルール８は 図３に示すように、遊挿孔１６ｃ内のスリーブ１９に弾性的に嵌挿する。さらに フェルール８の球面状の先端面８ａを透光部材１８の球面状の当接端面１８ｃと をつき当てる。このスリーブ１９へのフェルール８の弾性的な嵌着ならびに透光 部材１８とフェルール８とのつき当てを基準として、コネクタ１５とプラグ３と が接合される。すなわち図５に示した従来例ではコネクタ側の位置決め溝１０ａ の内端面Ｂとプラグ側の突出部の先端面Ａとのつき当てにより両者の軸方向の位 置合わせを行い、フェルール８と嵌挿孔６との緊密な嵌着により軸合わせを行っ ていたが、上記実施例では透光部材１８とフェルール８とのつき当てによりコネ クタとプラグとの軸方向の位置決めを行い、且つスリーブ１９による保持を基準 としてコネクタとプラグの軸直交方向の位置合わせを行っている。 よってレーザーダイオード５、集光レンズ４と光ファイバー９との位置合わせ が高精度に行われることになる。またプラグ３側では、フェルール８以外の部分 の寸法精度をあまり高くする必要がなくなる。

【００２５】 さらに、上記透光部材１８のレンズ４側の対向端面１８ｂが光軸Ｏに対して傾 斜して形成されているので、レーザーダイオード５から照射され集光レンズ４に て集光された光のうち、この対向端面で反射された光は、再度レーザーダイオー ド５に戻ることがない。従って、レーザーダイオード５のモニター光量に戻り光 ノイズがのることはない。また透光部材１８とフェルール８の当接端面１８ｃと ８ａは互いに球面となっているので、スリーブ１９による芯合わせにより、光フ ァイバー９の先端面は透光部材１８に確実に接触する。そして透光部材１８と光 ファイバー９とが同じ屈折率であるため、両者の接触面において光の反射がほと んど生じなくなり、光ファイバー９へ入射される光の損失も少なくなる。 以上詳述した実施例であれば、光コネクタ１５とプラグ３との着脱のたびごと に光ファイバー９が集光レンズ４などに対し正確に位置決めされることになる。

【００２６】 なお、本考案は上記図示実施例に限られるものではなく、たとえば図４に示す 構成としてもよい。同図に示す透光部材２０は、上記レーザーダイオード５との 対向端面に、上記集光レンズ４と同様の機能を有するレンズ部２０ａが一体形成 されたものである。このような透光部材２０を用いた場合では、上記実施例で得 られる効果とともに、部品点数の低減をはかることができ、さらにレンズと透光 部材との間の位置関係を考慮する必要がないという利点を備えている。 また、上記実施例では、レンズ４との対向端面１８ｂを光軸に対して傾斜した 平面状としたものを例示したが、この対向端面に光の反射防止膜を形成するよう にしてもよい。

【００２７】

【考案の効果】

請求項１に記載した本考案によれば、光ファイバーと光学素子ならびに光源と の位置決めが第１と第２の部材の結合作業の度に高精度に行なえるようになる。

【００２８】 請求項２に記載した本考案によれば、光軸方向での光ファイバーと光学素子と の位置決めを正確かつ容易に行なえるとともに、反射光が光源に戻ることを防止 できる。

【００２９】 請求項３に記載した本考案によれば、光軸方向での光ファイバーと光学素子と の位置決めを正確かつ容易に行なえるとともに、部品点数の低減を図ることがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての光コネクタの断面
図。

【図２】図１に示す光コネクタの一部断面を含む分解斜
視図。

【図３】図１に示す光コネクタにフェルールを挿入する
際の説明図。

【図４】透光部材の他の一実施例を示す側面図。

【図５】従来の光結合装置の構成を示す断面図。

【符号の説明】

３ プラグ ４ 光学レンズ ５ レーザーダイオード ７ 光ファイバーケーブル ８ フェルール ９ 光ファイバー １１ プラグ本体 １２ 締結部材 １５ 光コネクタ １６ 挿入側ケース １６ｃ 遊挿孔 １８ 透光部材 １９ スリーブ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに連結される第１と第２の部材を有
   し、第１の部材には光源と、光源からの光を集光する光
   学素子とが設けられ、第２の部材には前記光学素子によ
   り集光された光を入射させる光ファイバーとこの光ファ
   イバーを中心に保持した光ファイバー保持部材が設けら
   れている光結合装置において、前記第１の部材には、光
   源と同軸に設けられて光源からの光を導く透光部材と、
   この透光部材が嵌挿されるスリーブが設けられており、
   前記第２の部材の光ファイバー保持部材が前記スリーブ
   に嵌挿され、且つ光ファイバーが透光部材の先端につき
   当てられていることを特徴とする光結合装置。
2. 【請求項２】 透光部材の光学素子側の対向端面は光軸
   に対し傾斜した平面又は曲面で形成されている請求項１
   記載の光結合装置。
3. 【請求項３】 光源からの光を集光させる光学素子が、
   透光部材の光源側の対向端面に一体に形成されている請
   求項１記載の光結合装置。