JPH07109448B2 - 光フアイバ・レンズアセンブリ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 一方の端部側に、軸心の微細孔に光ファイバの端末が挿
着されたフェルールを抱持するフェルール抱持部，他方
の端部側にレンズを抱持するレンズ抱持部とを備え、ハ
ウジングの段付軸心孔に嵌入し、中央部をハウジングに
固着する円筒形ホルダと、円筒形ホルダに挿入固定さ
れ、フェルールとレンズとの距離を規定する間隔管と、
レンズを間隔管の端面に当接させた状態で、レンズ抱持
部に固着する押え環とを備えた光ファイバ・レンズアセ
ンブリ構造とすることにより、光ファイバの光軸とレン
ズの光軸が容易に一致し、且つ光ファイバの端面がレン
ズの焦点距離に位置する、光結合度の高い光ファイバ・
レンズアセンブリを提供する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光合分岐器、光合分波器、或いは発光素子，受
光素子と光ファイバとを光結合させる光デバイス等に用
いる光ファイバ・レンズアセンブリの改良に関する。

光合分岐器，光合分波器等の光デバイス、或いは発光素
子，受光素子と光ファイバとを光結合させる光デバイス
等においては、効率良く光信号を授受するために、光フ
ァイバの出射端、或いは入射端に、レンズをセットした
光ファイバ・レンズアセンブリを使用している。

この際、光ファイバとレンズとの関係位置を設定するこ
とが容易な、光ファイバ・レンズアセンブリが要望され
ている。

〔従来の技術〕

第２図は従来の光ファイバ・レンズアセブリの断面図で
ある。

第２図において、光デバイスの各構成部品を装着する筺
体10の側壁には、光ファイバ・レンズアセブリのレンズ
３側が嵌入する貫通孔を設けてある。

４は、例えばステンレス鋼等よりなり、軸心に設けた段
付軸心孔５に光ファイバ１とレンズ３とを所定の関係位
置に挿着するハウジングであって、段付軸心孔５のフェ
ルール２を挿着する側の外周面には、ねじ山4Bを螺刻し
てある。そして、ねじ山4Bとは反対側の端面側に、筺体
10の側壁の外側面に密着するフランジ4Aを設け、小ねじ
を用いて、このフランジ4A部分を筺体10に固着するよう
になっている。この段付軸心孔５の内径は、フェルール
２が隙間なく、しっくりと挿入される寸法である。

２は例えばステンレス鋼等よりなる外径を所定の寸法
（例えば2.5mm）に高精度に加工した、円柱形のフェル
ールであって、軸心の微細孔に光ファイバ１の端末を挿
入し、固着してある。

フェルール２の端面形状は、平面，或いは球面であっ
て、光ファイバ１の端面とフェルール２の端面とが一致
するように仕上げ加工されている。

７はハウジング４のねじ山4Bに螺着するふくろナットで
あって、ナット底板7aの中心部に、光ファイバ１をハウ
ジング４の後方に引き出す孔を設けてある。

そして、フェルール２の段付軸心孔５に挿入した後に、
ふくろナット７をねじ山4Bに螺着し、ナット底板7aの内
側端面で、フェルール２の後端面を押圧し固定してい
る。よって、フェルール２は段付軸心孔５より抜け出る
ことがない。

６は、例えばステンレス鋼よりなる段付孔を有するスリ
ーブ状のレンズホルダであって、その外径は、段付軸心
孔５のレンズ側孔部5Aの内径よりも所望に小さい。

レンズ３は、レンズホルダ６の段付孔の大孔側に押入さ
れ、周縁が段端面に当接して位置決めされている。

フェルール２をハウジング４に挿着し、レンズホルダ６
をハウジング４のレンズ側孔部5Aに挿入した状態で、光
ファイバ１の端面が、レンズ３の焦点距離に位置するよ
うに、段付軸心孔５の長さ、及びレンズホルダ６の長さ
を設定してある。

レンズ３の光軸と光ファイバ１の光軸を軸ずれなく一致
させ、レンズホルダ６を固定する従来の手段は、下記の
通りである。

まず、一方の端末を光パワーメータに接続した他の光フ
ァイバの他方の端末を、フェルール２とは外径寸法の等
しい他の調整用フェルールに挿着した、光伝送路を準備
する。

この調整用フェルールをハウジング４の段付軸心孔５に
挿入し、ふくろナット７で固定する。次にレンズホルダ
６をレンズ側孔部5Aに挿入し、光ビームをレンズ３に照
射し、光パワーメータで観測しながら、レンズ３と調整
用光ファイバとの光結合度が最大になるように、レンズ
ホルダ６を微細に移動調整する。

光結合度が最大になるようにレンズホルダ６の位置を調
整決定した状態で、レンズホルダ６とレンズ側孔部5Aと
を間隙に接着剤８を充填し、硬化させて、レンズホルダ
６を固定している。

その後、この調整用のフェルールを抜去して、フェルー
ル２をハウジング４に挿着している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に、フェルール２の外径寸法と調整用フェルールの
外径寸法とを高精度に同一寸法に加工することが困難で
あり、またハウジング４の段付軸心孔５を高精度に真円
に加工することが困難である。

よって、レンズホルダ６を固定した後に、調整用フェル
ールを抜去し、使用すべきフェルール２を段付軸心孔５
に挿着した場合に、先に挿着した調整用フェルールとこ
のフェルール２とは、わずかながらの軸ずれ、傾きが生
じる。したがって、光ファイバ１とレンズ３との関係位
置が変化し、光結合度が低下するという問題点があっ
た。

また、レンズホルダ６の調整に時間がかかり、コスト高
になる恐れがあった。

本発明はこのような点にかんがみて創作されたもので、
光結合度が高く、且つフェルールとレンズとの関係位置
が容易に設定される、低コストの光ファイバ・レンズア
センブリを提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来の問題点を解決するため本発明は、第１図に例
示するように、弾性ある金属材よりなる円筒形で、一方
の端部側に軸心に対称にスリット22aを有し、中空孔部
に挿入したフェルール２を抱持するフェルール抱持部2
2、及び他方の端部側に軸心に対称にスリット23aを有
し、挿入したレンズ３を抱持するレンズ抱持部23がそれ
ぞれ形成され円筒形ホルダ20を、ハウジング14の段付軸
心孔15に嵌入し、円筒形ホルダ20の中央部21をハウジン
グ14に固着する。

なお、円筒形ホルダ20をハウジング14に固着する前に、
予めフェルール２とレンズ３との距離を規定する間隔管
25を、円筒形ホルダ20に挿入し、中央部21近傍に固着し
ておく。

軸心の微細孔に光ファイバ１の端末を挿着したフェルー
ル２を、フェルール抱持部22に押入し、フェルール２を
ハウジング14に固定する。

また、フェルール２とは反対側より、レンズ３を円筒形
ホルダ20に押入し、レンズ抱持部23部分に挿入し、さら
にレンズ３の外側に押え環26を嵌入し、押え環26でレン
ズ３を押圧して、レンズ３を間隔管25の端面に当接させ
た状態で、押え環26を円筒形ホルダ20に固着するように
したものである。

〔作用〕

上記本発明の手段によれば、フェルール抱持部22に挿入
されたフェルール２は、フェルール抱持部22に軸心に対
称にスリット22aを有しているので、フェルール抱持22
の殻部の弾力により、円筒形ホルダ20の軸心と、フェル
ール２の軸心，即ち光ファイバ１の軸心が一致した状態
で固着される。

レンズ抱持部23に挿入されたレンズ３は、レンズ抱持部
23に軸心に対称にスリット23aを有しているので、レン
ズ抱持部23の殻部の弾力により、円筒形ホルダ20の軸心
と、レンズ３の軸心が一致した状態で固着される。

また、レンズ３とフェルール２とは、所定の長さの間隔
管25を介して固定されるので、光ファイバ１の端面は、
レンズ３の焦点距離の位置に一致している。

上述のことは、段付軸心孔15の内径寸法の精度、円筒形
ホルダ20の外径寸法の精度に関係なく成立するものであ
り、レンズ3,或いはフェルール２の関係位置を特別に調
整する必要がなく、低コストで、光結合度の高い光ファ
イバ・レンズアセンブリである。

〔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図は本発明の一実施例の図で、（ａ）は断面図、
（ｂ）は要部を分離した形で示す斜視図である。

第１図において、14は、例えばスレンレス鋼等よりな
り、軸心に設けた段付軸心孔15に光ファイバ１とレンズ
３とを所定の関係位置に挿着するハウジングであって、
段付軸心孔15の一方の外周面に、ふくろナット７が螺着
するねじ山14Bを螺刻してある。

そして、ねじ山4Bとは反対側の端面側に、筺体側壁の外
側面に密着するフランジ14Aを設け、小ねじを用いて筺
体に固着するようになっている。

この段付軸心孔15は、フランジ14A側が、後述する円筒
形ホルダ20の中央部21の外径よりも僅かに大きく形成
し、ねじ山14B側は円筒形ホルダ20の外径よりも充分に
大きい大径孔部15Aとなっている。

円筒形ホルダ20は、詳細を第１図（ｂ）に示すように、
弾性ある金属材（例えばステンレス鋼）よりなる肉厚の
薄い円筒径で、長さは段付軸心孔15の長さよりも充分に
大きく、その長さは、フェルール２の長さ，段付軸心孔
15の長さ、レンズ３の幅（球レンズの場合は直径），及
び押え環26の幅の和にほぼ等しい所望の長さである。

円筒形ホルダ20のほぼ中央部には、ハウジング14の段付
軸心孔15部分に挿入し、フランジ14Aの端面と、例えば
レーザー溶接，或いは半田付け等して円筒形ホルダ20を
ハウジング14に固着する中央部21を設けてある。この中
央部21は、（段付軸心孔15長−大径孔部15A長）の長さ
よりも長く、中央部21の両端には、それぞれ半月状に対
向する一対の切込み24を設け、中央部21の左右の両側に
形成するフェルール抱持部22,及びレンズ抱持部23との
境界としてある。

中央部21の一方の横（図では右方向）に、端部より切込
み24に達する、軸心に並行した一対のスリット22aを設
け、フェルール抱持部22を構成させてある。このフェル
ール抱持部22の内径は、フェルール２の外径よりもわず
かに小さい。

また、中央部21の他方の横（図では左方向）に、端部よ
り切込み24に達する軸心に並行した一対のスリット23a
を設け、レンズ抱持部23を構成させてある。このレンズ
抱持部23の内径は、レンズ３の外径（球レンズの場合は
その直径）よりもわずかに小さい。

レンズ抱持部23側より、中央部21の中空部に挿入される
間隔管25は、例えばスレンレス鋼よりなる中空円筒形
で、その外径は中央部21の内径よりも小さく、その中空
孔25aの内径は、レンズ３と光ファイバ１とが光結合す
る光路を遮らないような所望の内径寸法である。

間隔管25には、レンズ抱持部23側の端の外周面に、半径
方向に突出した一対のストッパ片25bを設けてある。こ
のストッパ片25bは、それぞれのスリット23aに嵌入しス
ライドで可能の形状である。ストッパ片25bのフェルー
ル抱持部22側の側端面が、レンズ抱持部23と中央部21と
の間の切込み24の端面に係止した状態で、ストッパ片25
bの先端と中央部21の外周面とを、例えばレーザー溶
接，或いは半田付け等して、間隔管25を円筒形ホルダ20
に固着するようになっている。

この間隔管25は、ストッパ片25b側の端面にレンズ３の
外周部が当接し、ストッパ片25bとは反対側の端面にフ
ェルール２の端面が当接した状態で、光ファイバ１の端
面が、レンズ３の焦点距離の位置に一致するような、所
定の長さである。

間隔管25を円筒形ホルダ20に挿着し、レンズ抱持部23に
レンズ３を押入後、レンジ抱持部23の端部に挿入する押
え環26は、例えばステンレス鋼よりなるリング形で、外
周面には半径方向に突出した一対の突片26bを設けてあ
る。

この突片26bは、それぞれのスリット23aに嵌入しスライ
ドで可能の形状であって、押え環26のリング部がレンズ
３を押圧して、レンズ３を間隔管25の端面に当接させた
状態で、突片26bの先端とレンズ抱持部23の外周面と
を、例えばレーザー溶接，或いは半田付け等して、押え
環26を円筒形ホルダ20に固着するようになっている。

本発明の光ファイバ・レンズアセブリは上述のように構
成されているので、間隔管25を円筒形ホルダ20に挿入固
着し、円筒形ホルダ20をハウジング14に取着後に、フェ
ルール抱持部22にフェルール２を、レンズ抱持部23にレ
ンズ３をそれぞれ挿入すると、フェルール抱持部22,レ
ンズ抱持部23のそれぞれの殻部の弾力により、フェルー
ル２及びレンズ３が抱持され、光ファイバ１の光軸とレ
ンズ３の光軸とが一致する。

また、レンズ３とフェルール２とは、所定の長さの間隔
管25を介して固定されるので、光ファイバ１の端面は、
レンズ３の焦点距離の位置に一致する。

なお、実施例はフェルール抱持部22の内径と、レンズ抱
持部23の内径とが等しく図示してあるが、これらの内径
寸法は等しいことに限定されるものでなく、フェルール
２の外径，レンズ３の外径に対向した異なる寸法であっ
て良いことは勿論である。また、フェルール抱持部22,
レンズ抱持部23の外径寸法についても、同様である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の光ファイバ・レンズアセブ
リは、何等調整作業をすることなく、光ファイバの光軸
とレンズの光軸が一致し、且つ光ファイバの端面がレン
ズの焦点距離に位置して、光結合度が高いという、実用
上で優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の図で、 （ａ）は断面図、 （ｂ）は要部を分離した形で示す斜視図、 第２図に従来例の断面図である。 図において、 １は光ファイバ、２はフェルール、 ３はレンズ、4,14はハウジング、 5,15は段付軸心孔、20は円筒形ホルダ、 21は中央部、22はフェルール抱持部、 22a,23aはスリット、24は切込み、 25は間隔管、 26は押え環をそれぞれ示す。 一般に、フェルール２の外径寸法と調整用フェルールの
外径寸法とを高精度に同一寸法に加工することが困難で
あり、またハウジング４の段付軸心孔５を高精度に真円
に加工することが困難である。 よって、レンズホルダ６を固定した後に、調整用フェル
ールを抜去し、使用すべきフェルール２を段付軸心孔５
に挿着した場合に、先に挿着した調整用フェルールとこ
のフェルール２とは、わずかながらの軸ずれ、傾きが生
じる。したがって、光ファイバ１とレンズ３との関係位
置が変化し、光結合度が低下するという問題点があっ
た。 また、レンズホルダ６の調整に時間がかかり、コスト高
になる恐れがあった。 本発明はこのような点にかんがみて創作されたもので、
光結合度が高く、且つフェルールとレンズとの関係位置
が容易に制定される、低コストの光ファイバ・レンズア
センブリを提供することを目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心の微細孔に光ファイバ（１）の端末が
   挿着されたフェルール（２）と、 弾性ある金属材よりなるほぼ円筒形で、一方の端部側に
   軸心に対称にスリット（22a）を有し、中空孔部に挿入
   した該フェルール（２）を抱持するフェルール抱持部
   （22）、及び他方の端部側に軸心に対称にスリット（23
   a）を有し、挿入したレンズ（３）を抱持するレンズ抱
   持部（23）がそれぞれ形成され、ハウジング（14）の段
   付軸心孔（15）に嵌入し、中央部（21）を該ハウジング
   （14）に固着する円筒形ホルダ（20）と、 該円筒形ホルダ（20）の中央部（21）近傍に挿入固着さ
   れ、該フェルール（２）と該レンズ（３）との距離を規
   定する間隔管（25）と、 該レンズ抱持部（23）に挿入され、該レンズ（３）を該
   間隔管（25）の端面に当接させた状態で、該レンズ抱持
   部（23）に固着する押え環（26）とを、具備することを
   特徴とする光ファイバ・レンズアセンブリ。