JPH0527706U - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案の目的は、組付作業を容易に行うことの
できる光結合装置を提供することにある。 【構成】本考案は、レンズ（１３）を挟んで互いに対向
する部位に発受光素子（１１）および光ファイバ（１
５）を配置して成る光結合装置において、前記レンズ
（１３）を有するとともに、このレンズ（１３）を中心
とする弧状凸面（１７ｂ）を有し、かつ該レンズ（１
３）に向ける態様で前記発受光素子（１１）および光フ
ァイバ（１５）のいずれか一方を保持する第１の結合要
素（１７）と、前記第１の結合要素（１７）の弧状凸面
（１７ｂ）に摺接する弧状凹面（２０ａ）を有し、かつ
この弧状凹面（２０ａ）の中心に向ける態様で前記発受
光素子（１１）および光ファイバ（１５）のいずれか他
方を保持する第２の結合要素（１８）とを備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レンズを挟んで互いに対向する部位に発受光素子および光ファイバ を配置して成る光結合装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図６は、この種の光結合装置を示したものである。 この光結合装置は、発受光素子１が内蔵された発受光素子アセンブリ２と、円 柱状を成すセルフォックレンズ３と、光ファイバ４の端部に構成されたフェルー ル５との間に適用されるもので、ホルダ６に基準孔７と取付孔８とが形成されて いる。

【０００３】 この光結合装置では、上記ホルダ６に形成された基準孔７の一方から光ファイ バ４のフェルール５を嵌挿保持させ、その後ホルダ６における基準孔７の他方に 半田付け等によってセルフォックレンズ３を取り付けるとともに、上記取付孔８ に半田付け等によって発受光素子アセンブリ２を取り付けるようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、この種の光結合装置では、レンズ３、発受光素子１および光ファイ バ４間においてそれぞれの光軸を互いに合致させる必要がある。

【０００５】 上述した光結合装置の場合には、フェルール５を保持したホルダ６にセルフォ ックレンズ３を取り付ける際に、光ファイバ４とセルフォックレンズ３との光軸 に関して図中のＸ，Ｙ方向の光軸ずれ、Ｚ方向の間隙および光軸傾斜ずれを調整 した後、さらに上記ホルダ６に発受光素子アセンブリ２を取り付ける際に、上記 セルフォックレンズ３と発受光素子１との光軸に関して図中のＸ，Ｙ方向の光軸 ずれ、Ｚ方向の間隙および光軸傾斜ずれを調整しなければならず、その作業は雑 多であり、極めて煩雑となる。

【０００６】 しかも、セルフォックレンズ３および発受光素子アセンブリ２を調整するため には、これらとホルダ６との間に調整移動用の間隙ｔを設けなければならず、半 田付けの際にフラックスかすが侵入して光学面を汚す虞れもある。

【０００７】 なお、ホルダ６にセルフォックレンズ３を圧入した場合、Ｘ，Ｙ方向の光軸ず れについては調整を不要にすることができるものの、光ファイバ４との光軸傾斜 ずれを調整することができなくなるため、これを採用することができない。

【０００８】 本考案の目的は、上記実情に鑑みて、組付作業を容易に行うことのできる光結 合装置を提供することにある。

【０００９】 また、本発明の他の目的は、光学面の汚れを可及的に防止することのできる光 結合装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、レンズを挟んで互いに対向する部位に発受光素子および光ファイバ を配置して成る光結合装置において、前記レンズを有するとともに、このレンズ を中心とする弧状凸面を有し、かつ該レンズに向ける態様で前記発受光素子およ び光ファイバのいずれか一方を保持する第１の結合要素と、前記第１の結合要素 の弧状凸面に摺接する弧状凹面を有し、かつこの弧状凹面の中心に向ける態様で 前記発受光素子および光ファイバのいずれか他方を保持する第２の結合要素とを 備えている。

【００１１】 また、本考案は、レンズを挟んで互いに対向する部位に発受光素子および光フ ァイバを配置して成る光結合装置において、前記レンズとして適用される球状レ ンズと、前記球状レンズが圧入される基準孔が穿設され、かつこの基準孔内に前 記発受光素子および前記光ファイバの少なくとも一方を圧入保持する保持要素と を備えている。

【００１２】 さらに、本考案では、ホルダ内においてレンズを挟んで互いに対向する部位に 発受光素子および光ファイバを配置して成る光結合装置において、前記ホルダと 前記発受光素子との接合部、および前記ホルダと前記光ファイバとの接合部の少 なくとも一方と、前記ホルダ内における前記発受光素子および前記光ファイバが 互いに対向する空間との間に、これら接合部および空間の間の連通を絶つ密閉手 段を配設している。

【００１３】

【作用】

本考案によれば、第１の結合要素の弧状凸面と第２の結合要素の弧状凹面とを 互いに当接させると、発受光素子と光ファイバとの光軸ずれが解消されるととも に、互いの間隔が決定される。

【００１４】 また、本考案によれば、球状レンズを圧入した保持要素の基準孔に、発受光素 子および光ファイバの少なくとも一方を圧入させると、該基準孔を介してその光 軸と前記球状レンズの光軸とが互いに合致する。

【００１５】 さらに、本考案によれば、密閉手段によって接合時における発受光素子および 光ファイバが互いに対向する空間と、ホルダと前記発受光素子との接合部、もし くは前記ホルダと前記光ファイバとの接合部との間が隔離される。

【００１６】

【実施例】

以下、実施例を示す図面に基づいて本考案を詳細に説明する。 図１は、本考案に係る光る結合装置の第１実施例を概念的に示したものであり 、発受光素子１１が内蔵され、かつこの発受光素子１１との光軸を合致させる態 様でキャップ１２に半球状レンズ１３が配設された発受光素子アセンブリ１４と 、光ファイバ１５の端部に構成されたフェルール１６との間に適用される光結合 装置１０を例示している。

【００１７】 同図に示すようにこの光結合装置１０は、上記発受光素子アセンブリ１４を保 持する第１ホルダ（第１の結合要素）１７と、上記フェルール１６を保持する第 ２ホルダ（第２の結合要素）１８とを備えている。

【００１８】 第１ホルダ１７は、図２に示すように、球を真二つに分割した半球状を成して おり、その中心部に透孔１９を有している。透孔１９は、上記第１ホルダ１７の 中心から径外方向に向けて漸次径の増加する円錐状を成しており、該第１ホルダ １７の端面１７ａにおいて上記半球状レンズ１３の外径と一致する孔径を有して いる。

【００１９】 この第１ホルダ１７には、図１に示すように、上記半球状レンズ１３を上記透 孔１９に臨ませる態様で、その端面１７ａに上記発受光素子アセンブリ１４が半 田付けによって取り付けられる。このとき、上記半球状レンズ１３は、第１ホル ダ１７の中心部に配置される。

【００２０】 第２ホルダ１８は、その一端部に凹部２０を有し、かつその他端部に嵌挿孔２ １を有し、さらにその他端部外周面にネジ溝２２を有している。凹部２０は、上 記第１ホルダ１７を摺動自在に収容する半球状を成しており、第２ホルダ１８の 一端に向けて開口している。

【００２１】 嵌挿孔２１は、上記フェルール１６の外径と同一の内径を有しており、上記第 ２ホルダ１８の他端から上記凹部２０の中心に向けて形成されている。

【００２２】 この第２ホルダ１８には、その他端から嵌挿孔２１にフェルール１６を嵌挿さ せ、さらにこのフェルール１６のフランジ１６ａを他端面１８ａに当接させる態 様で他端部に締結部材１３を螺着させることによって上記光ファイバ１５が保持 される。このとき、上記凹部２０の中心からフェルール１６の先端面１６ｂまで の距離は、そのフランジ１６ａと上記第２ホルダ１８の他端面１８ａとが当接す ることによって決定され、上記半球状レンズ１３との間に確保すべき間隙と等し く設定されている。

【００２３】 上記のように構成された光結合装置１０では、上記第２ホルダ１８の凹部２０ 内に第１ホルダ１７を収容配置させ、上記光ファイバ１５の光軸と半球状レンズ １３の光軸とを互いに合致させた後、上記第１ホルダ１７の端面周縁を第２ホル ダ１８に半田付けあるいは接着剤によって接着することにより、上記半球状レン ズ１３を挟んで互いに対向する部位に光ファイバ１５と発受光素子１１とが配置 されることとなる。

【００２４】 この際、第１ホルダ１７の球状凸面１７ｂと第２ホルダ１８の球状凹面２０ａ とが互いに当接した状態で、上記光ファイバ１５の光軸と半球状レンズ１３の光 軸とがＸ，Ｙ，Ｚ方向に関して位置決めが成されている。

【００２５】 したがって、これら光軸の調整作業としては、上記第１ホルダ１７の球状凸面 １７ｂと上記第２ホルダ１８の球状凹面２０ａとを互いに摺動させて光軸傾斜ず れを修正するだけでよい。なお、Ｚ方向の位置決めに関しては、フェルール１６ のフランジ１６ａと第２ホルダ１８の他端面１８ａとの間に適宜シム（図示せず ）を介在させることにより、その精度を向上させることができる。

【００２６】 また、第１ホルダ１７と第２ホルダ１８とは、球状面１７ｂ，２０ａが互いに 摺接しているため、半田付けを行った場合にも、フラックスかすが侵入して半球 状レンズ１３や光ファイバ１５の光学面を汚すことはない。

【００２７】 なお、上記第１実施例では、レンズとして半球状レンズ１３を適用しているが 、球状レンズやセルフォックレンズ等、その他のレンズを適用することも可能で ある。なお実施例の如く、球状、もしくは半球状レンズを適用する場合には、当 該レンズを第１の結合要素として光結合装置を構成することも可能である。

【００２８】 また、上記第１実施例では、第１の結合要素１７に発受光素子１１を保持させ 、かつ第２の結合要素１８に光ファイバ１５を保持させるようにしているが、本 考案は逆の態様でも構わない。

【００２９】 さらに、上記第１実施例では、弧状凹凸面１７ｂ，２０ａとして、それぞれ半 球状のもの、すなわち複数の方向において弧状のものを例示しているが、本考案 ではこれらに限らず、少なくとも一方向に弧状であればよい。

【００３０】 図３は、本考案に係る光結合装置の第２実施例を概念的に示したものである。 ここで例示する光結合装置３０は、発受光素子３１が内蔵された発受光素子アセ ンブリ３２と、光ファイバ３３の端部に構成されたフェルール３４と、レンズと の間に適用されるもので、レンズとして上記フェルール３４の外径と同一の直径 を有する球状レンズ３５が適用されている。

【００３１】 同図に示すように、この光結合装置３０は、上記フェルール３４および球状レ ンズ３５を保持する保持部材３６と、上記発受光素子アセンブリ３２を保持する 外装部材３７とを備えている。

【００３２】 保持部材３６は、図４に示すように、中心部に基準孔３８を有する円筒状を成 しており、その中央部外周面にフランジ３９を有し、かつその中央部周面に複数 の通気孔４０，４０…を有している。フランジ３９は、上記保持部材３６の外周 面から直交する態様で延設されており、該外周面の全周に亘って配置されている 。基準孔３８は、上記フェルール３４の外径と同一の内径を有しており、上記保 持部材３６の一端面３６ａから他端面３６ｂに亘って貫設されている。通気孔４ ０，４０…は、それぞれ上記基準孔３８から保持部材３６の径外方向へ向けて放 射状に延設されており、該基準孔３８と外部とを互いに連通させている。

【００３３】 外装部材３７は、図３に示すように、その一端部に取付孔４１を有するととも に、その他端部に該取付孔４１と同心の挿入孔４２を有している。取付孔４１は 、上記発受光素子アセンブリ３２の外径と同一の内径を有し、また挿入孔４２は 上記保持部材３６の外径よりも僅かに大きな内径を有している。なお、この外装 部材３７の両端面３７ａ，３７ｂは、それぞれ中心軸に対して直交する態様に成 形されている。

【００３４】 上記のように構成された光結合装置３０では、まず図４に示すように、上記保 持部材３６にその基準孔３８の一端からフェルール３４を圧入し、かつその他端 から上記球状レンズ３５を圧入する。このとき、レンズとして球状レンズ３５を 適用しているため、この球状レンズ３５と光ファイバ３３との間においては、両 者に光軸傾斜ずれが生じることはない。また、フェルール３４の先端の位置は、 そのフランジ３４ａと保持部材３６の一端面３６ａとが当接することによって決 定され、球状レンズ３５との間に確保すべき間隙と等しく設定されている。さら に、基準孔３８内の空気は、圧入の際に通気孔４０，４０…を介して適宜外部へ 排出されるため、圧入作業を妨害することはない。

【００３５】 次に、図３に示すように、外装部材３７の取付孔４１に発受光素子アセンブリ ３２を嵌挿させるとともに、フェルール３４を保持した保持部材３６を該外装部 材３７の挿入孔４２に挿入し、発受光素子３１の光軸と光ファイバ３３の光軸と を互いに合致させた後、それぞれを外装部材３７に半田付けあるいは接着剤によ って接着することにより、上記球状レンズ３５を挟んで互いに対向する部位に光 ファイバ３３と発受光素子３１とが配置されることとなる。

【００３６】 この際、外装部材３７の挿入孔４２に保持部材３６を挿入させ、そのフランジ ３９を外装部材３７の一端面３７ａに当接させた状態で光ファイバ３３の光軸と 、取付孔４１に嵌挿された発受光素子アセンブリ３２の発受光素子３１の光軸と の光軸傾斜ずれが解消されている。

【００３７】 したがって、これら光軸の調整作業としては、保持部材３６のフランジ３９を 外装部材３７の一端面３７ａに当接させた状態で該保持部材３６を移動させ、Ｘ ，Ｙ方向の光軸ずれを調整して外装部材３７に保持部材３６を固定させ、その後 、発受光素子アセンブリ３２を外装部材３７の取付孔４１に沿って移動させ、Ｚ 方向の間隙を調整して該外装部材３７に発受光素子アセンブリ３２を固定すれば よい。

【００３８】 また、外装部材３７と保持部材３６とは該保持部材３６のフランジ３９を介し て互いに接触し、一方、外装部材３７と発受光素子アセンブリ３２とは個々の周 面を介して互いに接触しているため、半田付けを行った場合にも、フラックスか すが侵入して球状レンズ３５や光ファイバ３３および発受光素子３１の光学面を 汚すことはない。

【００３９】 なお、上記第２実施例では、光ファイバ３３の端部に構成されたフェルール３ ４の外径と同一の直径を有する球状レンズ３５を適用しているが、球状レンズ３ ５の直径は必ずしもフェルール３３の外径と一致している必要はない。この場合 、保持部材に形成する基準孔は、球状レンズおよびフェルールに応じた複数の内 径を有し、かつこれらの軸心が同一直線上にある必要がある。

【００４０】 また、上記第２実施例では、保持部材３６に光ファイバ３３の端部に構成され たフェルール３４を圧入保持させるようにしているが、本考案では、発受光素子 ３１を内蔵する発受光素子アセンブリ３２のみを保持部材に圧入保持させるよう にしてもよいし、また両者を共に保持部材３６に圧入保持させるようにしても構 わない。

【００４１】 さらに、上記第２実施例では、保持部材３６に、該保持部材３６の径方向に延 在する通気孔４０，４０…を設けているが、この通気孔４０，４０…は必ずしも 保持部材３６の径方向に延在する必要はなく、また、通気孔４０，４０…を設け なくても構わない。

【００４２】 またさらに、上記第２実施例では、外装部材３７の取付孔４１に発受光素子ア センブリ３２を嵌挿させ、かつ保持部材３６のフランジ３９および外装部材３７ の一端面３７ａをそれぞれ軸心に対して直交させる態様で形成しているため、光 軸傾斜ずれをなくして、調整作業の更なる容易化を図ることができるが、本考案 はこれに限定されない。

【００４３】 図５は、本考案に係る光結合装置の第３実施例を概念的に示したもので、発受 光素子５１が内蔵され、かつこの発受光素子５１との光軸を合致させる態様でキ ャップ５２に半球状レンズ５３が配設され、さらに外周面にパッキン５４が嵌着 された発受光素子アセンブリ５５と、光ファイバ５６の端部に構成されたフェル ール５７との間に適用される光結合装置５０を例示している。

【００４４】 同図に示すようにこの光結合装置５０は、上記発受光素子アセンブリ５５およ び上記フェルール５７を保持するホルダ５８を備えている。

【００４５】 ホルダ５８は、その一端部に取付孔５９を有し、かつその他端部に嵌挿孔６０ を有し、さらにその他端部外周面にネジ溝６１を有している。取付孔５９は、上 記発受光素子アセンブリ５５の外径よりも十分大きな内径をもって形成されてお り、その内周面に環状溝６２を有している。環状溝６２は、上記発受光素子アセ ンブリ５５の外周面に嵌着されたパッキン５４に対応する部位に配設されており 、その内径は上記パッキン５４の外径よりも大きく形成され、かつその幅は該パ ッキン５４よりも僅かに小さく形成されている。

【００４６】 嵌挿孔６０は、上記フェルール５７の外径と同一の内径を有しており、上記ホ ルダ５８の他端面５８ａから上記取付孔５９に開口する態様で該取付孔５９と同 一軸心上に形成されている。

【００４７】 上記のように構成された光結合装置５０では、まず、ホルダ５８の他端から嵌 挿孔６０にフェルール５７を嵌挿させ、さらにこのフェルール５７のフランジ５ ７ａをホルダ５８の他端面５８ａに当接させる態様で他端部に締結部材６３を螺 着させることによって該ホルダ５８に上記光ファイバ５６が保持される。

【００４８】 次に、上記ホルダ５８の取付孔５９に発受光素子アセンブリ５５を挿入し、パ ッキン５４をホルダ５８の環状溝６２に占位させた状態で光ファイバ５６の光軸 と発受光素子５１の光軸とを合致させた後、該発受光素子アセンブリ５５をホル ダ５８に半田付けすることにより、上記半球状レンズ５３を挟んで互いに対向す る部位に光ファイバ５６と発受光素子５１とが配置されることとなる。

【００４９】 この際、ホルダ５８および発受光素子アセンブリ５５の接合部Ａと、ホルダ５ ８内における半球状レンズ５３および光ファイバ５６が互いに対向する空間Ｂと は、上記パッキン５４がホルダ５８における取付孔５９の内周面および発受光素 子アセンブリ５５の外周面に圧接することによって隔離されるため、半田付けの 際に発生するフラックスかすが上記空間Ｂに侵入して半球状レンズ５３や光ファ イバ５６の光学面を汚すことはない。

【００５０】 なお、上記第３実施例では、発受光素子５１をキャップ５２に保持させて発受 光素子アセンブリ５５を構成し、一方光ファイバ５６の端部にフェルール５７を 構成し、これら発受光素子アセンブリ５５およびフェルール５７を介して光結合 装置５０を構成しているが、本考案ではこれに限定されない。

【００５１】 また、上記第３実施例では、ホルダ５８と発受光素子５１との間にのみ密閉手 段５４を配設しているが、本考案ではホルダ５８と光ファイバ５６との間にのみ 配設してもよいし、また双方に配設しても構わない。

【００５２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係る光結合装置によれば、第１の結合要素の弧 状凸面と第２の結合要素の弧状凹面とを互いに当接させると、発受光素子と光フ ァイバとの光軸ずれが解消されるとともに、互いの間隔が決定されるため、組付 の際の光軸の調整作業が容易となる。しかも、第１の結合要素と第２の結合要素 とは、弧状凹凸面を介して互いに摺接するため、半田付けを行った際にもフラッ クスかすが侵入して光学面を汚すこともない。

【００５３】 また、本考案によれば、球状レンズを圧入した保持要素の基準孔に、発受光素 子および光ファイバの少なくとも一方を圧入させると、該基準孔を介してその光 軸と前記球状レンズの光軸とが互いに合致するため、組付の際の光軸の調整作業 が容易となる。

【００５４】 さらに、本考案によれば、密閉手段によって接合時における発受光素子および 光ファイバが互いに対向する空間と、ホルダと前記発受光素子との接合部、もし くは前記ホルダと前記光ファイバとの接合部との間が隔離されるため、半田付け を行った際にもフラックスかすの光学面への侵入が阻止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案に係る光結合装置の第１実施例
を概念的に示した断面側面である。

【図２】図２は、光結合装置の第１実施例に適用される
第１の結合要素を概念的に示した断面斜視図である。

【図３】図３は、本考案に係る光結合装置の第２実施例
を概念的に示した断面側面である。

【図４】図４は、本考案に係る光結合装置の第３実施例
を概念的に示した断面側面である。

【図５】図５は、本考案に係る光結合装置の第３実施例
の要部を概念的に示した断面側面である。

【図６】図６は、従来の光結合装置を概念的に示した断
面側面図である。

【符号の説明】

１１，３１，５１ 発受光素子 １３，５３ レンズ １５，３３，５６ 光ファイバ １７ 第１の結合要素 １７ｂ 弧状凸面 １８ 第２の結合要素 ２０ａ 弧状凹面 ３５ 球状レンズ ３６ 保持要素 ３８ 基準孔 ５４ 密閉手段 ５８ ホルダ Ａ ホルダと発受光素子との接合部 Ｂ 空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田村 静郎 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の１ 東 芝通信システムエンジニアリング株式会社 内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを挟んで互いに対向する部位に発
   受光素子および光ファイバを配置して成る光結合装置に
   おいて、 前記レンズを有するとともに、このレンズを中心とする
   弧状凸面を有し、かつ該レンズに向ける態様で前記発受
   光素子および光ファイバのいずれか一方を保持する第１
   の結合要素と、 前記第１の結合要素の弧状凸面に摺接する弧状凹面を有
   し、かつこの弧状凹面の中心に向ける態様で前記発受光
   素子および光ファイバのいずれか他方を保持する第２の
   結合要素とを備えたことを特徴とする光結合装置。
2. 【請求項２】 レンズを挟んで互いに対向する部位に発
   受光素子および光ファイバを配置して成る光結合装置に
   おいて、 前記レンズとして適用される球状レンズと、 前記球状レンズが圧入される基準孔が穿設され、かつこ
   の基準孔内に前記発受光素子および前記光ファイバの少
   なくとも一方を圧入保持する保持要素とを備えたことを
   特徴とする光結合装置。
3. 【請求項３】 ホルダ内においてレンズを挟んで互いに
   対向する部位に発受光素子および光ファイバを配置して
   成る光結合装置において、 前記ホルダと前記発受光素子との接合部、および前記ホ
   ルダと前記光ファイバとの接合部の少なくとも一方と、 前記ホルダ内における前記発受光素子および前記光ファ
   イバが互いに対向する空間との間に、 これら接合部および空間の間の連通を絶つ密閉手段を配
   設したことを特徴とする光結合装置。