JPS59109013A - 光フアイバ−結合装置 - 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】 本発明は１元ファイバーと１発元素子、受光素子、プリ
ズム、回折格子などの光部品との光学的な結合を行なう
元ファイバー結合装置に関する。

従来、レンズを用いて元ファイバーと光部品とを光学的
に結合する事は広く行なわれており１元ファイバを中心
に芯出して保持したフェルールと、スリーブとの嵌合機
構を用いて、元ファイバーとレンズとを着脱可能にした
装置費も、既に公知である。従来のこの種の装置の一例
を、第１図に示す。

１はスリーブ、２はレンズ、３はスペーサ、４はレンズ
を保持するレンズ枠、５は全体を固定する連結筒である
。この装置に７エルールが献金した状態を第２図に示す
。６は光ファイバー、７はそれを円筒状の部材で囲んで
中心に保持したフェルールである。この棟の装置におい
ては、巧常、フエルール嵌合時のファイバ一端面とレン
ズとの相対位置を、ある望ましい関係に正確に規制せね
ばならない。すなわち、レンズの光軸上に元ファイバー
中心軸を規制し、更に、レンズ結像作用の使用目的に応
じて、レンズと光ファイバーとの間隔をｊヅ丁定の長さ
に規制する。例えば１発光素子と元ファイバーとの光学
的結合を目的とする場合には。

発光素子の発光面と光フアイバ一端面が光学的に共役と
なるようにレンズと元ファイバー及び発光素子どの間隔
を規制する事が多く、−万、分岐・結合器や分波・合成
器を構成する為につ“０フアイバーとハーフミラ−乃至
は回折格子などの光学的結合を目的とする場合には１元
ファイバ一端面をレンズの焦点面に規制するのが一般的
である。

第１図にボず従来の実施例においては、レンズ２の光軸
に灼してレン、ズ枠４を芯出しし、それを連結筒５の中
にスリーブ１と共に固定する事により、フェルール妖合
時にフェルール中心軸、従って元ファイバー中心軸をレ
ンズ元軸上に規制し。

また、第２図に示すように、イ沃合時にレンズ２と７エ
ルール７にはさまれて１両者に接してその間隔を決定す
るようにスペーサ５を配置する事によシ、元ファイバ一
端面とレンズとの間１“備を所定の値に規制している。

しかしながら、従来の装置においては、スペーサはフェ
ルールが嵌合するしないにかかわらず、レンズ及びスリ
ーブに灯しである相対位置に固定されていて、この固定
の位置精度によっては、元ファイバーとレンズとの間隔
は必らずしも所定の長さには規制されない。−例を挙げ
れば、第５図に示すように、スペーサ６がレンズ元軸に
対して傾いて固定された場合には、フェルール７の端面
とスペーサとの間に楔状の間隙が生じ、その結果光ファ
イバー６の端面は所定の位置よりレンズから離れる方向
へ押しやられてしまう。一般に普及している２、５謹径
のフェルールの場合、スペーサの０．５°　の傾きに灼
ずｂファイバ一端面の位置ズレは１０μｍ以上にもなシ
、元ファイバー通信などで用いる篩性能の光学系に訃い
ては、この位置ズレは重大な性能低下にっながＱ、許容
しがたい。同様な位置ズレは、レンズに関しても生じう
る。スペーサ及びレンズの接触部の形状にもよるが、一
般に、スペーサの傾きゃ。

レンズ元軸に直交する方向へのズレなどに応じて。

レンズがスペーサに突当って停止する位置も変化し、そ
れに応じて、レンズとファイバ一端面トＣ’間隔も所定
の値から変化する。このように、スペーサがレンズ及び
スリーブと独立せずに、ある相対的位置関係に固定して
保持されている従来の装置においては、スペーサの形状
に精度が要求されるのみならず、その固定位置の精度が
非常に重要となり１組立・調整に時間を要したり、高精
度を要求される部品及び寸法の数が増えたフ、又、完成
品の性能にバラツキが生ずるなどの欠点があっ飢 本発明は、スペーサを浮動構造とする事によって、上記
の従来装置に見られる欠点を除去し、スペーサの寸法精
度も、必要最小限の寸法以外は誤差を許容してその製造
を容易とし、あわせて性能のバラツキが少ない、高性能
の元ファイバ結合装置を提供する事を目的としたもので
ある。

以下に１図面に示す実施例に従って、本発明の内容を詳
しく説明する。第４図は本発明の一実施例を示す図であ
シ％　１はスリーブ、２はレンズ。

３はスペーサ、４はレンズ枠、５は連結筒であ払ヌベー
サ５は、フェルールが嵌合しない状態においては、スリ
ーブやレンズとは独立した。浮動構造によって、レンズ
とスリーブの間に配置されてイル。レンズの元軸は、心
出ししたレンズ枠とスリーブを連結筒内に固定する事に
より、スリーブの中心軸と一致している。この装置に７
エルールが嵌合した状態を第５図に示す。スペーサは挿
入された７エルールに押されてレンズに接触し、レンズ
との接触面で渭シながら、−ｔのスリーブ側の面がフェ
ルール端面と完全に面接触するまで自動的に動き、所定
の位置でレンズと７エルールにはさまれて停止する。第
６図に示すように、スペーサ製造時に、レンズ元軸上ス
ペーサのスリーブ側端面を直交きせるようにレンズとス
ベーサヲ接触させた時の寸法ｔ（乃至は１／　）を、所
定の値に管理して製造してあれば、第５図の、フェルー
ル嵌会時のレンズと元ファイバ一端面との１ド］隔は一
意的に決まり、バランギは生じない。スペーサ製造時に
ｔの値を管理する事は、工程上の工夫によって、容易に
実現できる。更にここでｉｈ筆すべき事は、正確に管理
すべき寸法はこのｔのみであって、スペーサの他の寸法
・形状は、それ程精度を要しないという事である。スペ
ーサの、フェルール及びレンズとの接触部以外のｍｌの
形状には拘束条件はなく、浮動構造を維持して、フェル
ール嵌合時のスペーサの動きを妨げない限りにお・いて
、これらの面の形状はかなり自由であり、当然加工精度
もあまり要求されない。（に、スペーサのレンズ側の面
に関しても、７ヱル一ル嵌合時にレンズと５点以上で接
して、ガタック事なしにレンズとフェルールの間で落着
くような形状（例えば円錐面）であるという条件以外に
はほとんど制約がない。

スペーサ製造時に、レンズ側の面を形成した後に寸法ｔ
を管理してやるという手順を踏むならば。

スペーサがレンズとどこで接するかというような事は、
殆ど気にする必要はない。従って、第７図に示すように
、ス、ペーサをそのスリーブ側端面をレンズ元軸と直角
に保ちながらレンズに押し付けた時に、レンズとの間に
ガタがなく１寸法ｔが所定の値に管理されていれば、他
の部分の形状は精度を必要とせず、容易に加工できる。

以上の実施例においては、レンズは両凸レンズでめった
が。

スペーサの形状を変更すれば、レンズが凹面になってい
る場合にも適用できる。メニスカス・レンズについての
実施例をｙｇ８図に示す。スペーサのビンズ側の面を、
レンズ面よシも曲率半径の小さい凸面にする事によって
、前記凸レンズによる実施例の場合と同様に、フェルー
ル嵌合時にスペーサが自動的に所定の位置に落着き、レ
ンズと元ファイバ一端面との間隔を規制するようにでき
る。

スペーサ製造時に管理すべき寸法は、第８図における。

スペーサのスリーブ側端面をレンズ元軸と直角に保った
時の寸法ｔである。更に１、球レンズについての実施例
を第９図に示す。レンズが球レンズでるる場合、レンズ
光軸は１本には限られず。

スペーサを球レンズに押し付ければ、レンズとスペーサ
との相対位置は光学的には一意的に決−１ニジ、言葉を
かえれば、レンズ元軸とスペーサのスリーヴ側の面とは
常に直交する。従って、寸法ｔの管理は更に容易になる
。以上のように、スペーサをレンズ及びスリーブとは独
立した浮動構造とする事によって、嵌合時にスペーサが
自−的に所定の位置に移動し、レンズと光フアイバ一端
面との間隔を正確に規制する事ができるが、更に、芯出
ししたレンズの外周を、嵌合する７エルールと同径にし
、スリーブ自体をレンズ枠と共用する事によって、レン
ズ光軸と元ファイバーの中心軸とを容易に一致させるこ
とができる。この実施例を第１０図に示す。１はスリー
ヴ、２！Ｓｔ外周を元軸に対して芯出ししたレンズ、３
は浮動構造のスペーサ、８はスペーサの脱落防止用のス
トッパーである。

啼だ、し・ンズを、嵌合するフェルール径と同じ外径の
球レンズとした実施例を第１１図に示す。

この場合には１球レンズの対称性によシ芯出しは不要で
あり、図に示すような簡単な構造で、嵌合時のし／ンズ
とプＣファイバ一端面との相対位置を正確に規制できる
。

以上述べたように１本発明による元ファイバー結合装置
は、嵌合時のレンズとフェルールとの間隔を規制す□る
スペーサが、レンズ及びスリープとは独立した浮遊構造
となっていて、嵌合時に自動的に所定の位置に移動して
、レンズとフェルールとの間隔を一意的に規制する為、
装置組立時にスペーサの固定位置に気を配る必要がなく
、スペーサやその固定用の部品についても、高精度の加
工を必要とする形状・寸法の箇所が必要最小限にまで減
少し、その製造が従来に比べて著しく容易になる。完成
品の性能のバラツキも少なくなり１歩留シの向上も期待
できる。更に、レンズとして。

外周を嵌合するフェルールと同径に芯出ししたレンズを
用いる事１１ｃよって、レンズ元軸と元ファイバーの中
心軸を容易に正確に一致させることができる。レンズと
して、嵌合する７エルールと同径の球レンズを用いれば
、レンズ元軸と元ファイバーの中心軸とを容易に正確に
一致させる事ができるのみならず、スペーサ製造時の寸
法の管理が更に容易になるという特徴をも有するように
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の元ファイバー結合装置の１０ｒｌｋ１
図、第２図は、そのフェルール嵌合時の状態を示す図、
第６図は、従来例の欠点を示す図、第４図は、本９も明
の一実施例の断面図、第５図は、そのフェルール嵌合時
の状態を示す図、第６区１〜９図は１本発明の種々の実
施例における特徴を示す図、第１０図及びＳ１１図は、
本発明の他の実施例の断面向である。 １・・・・・・ヌ＋）−’ｊ、　　　　　２・・・・・
・レンズ。 ３・・・・・・スペーサ、　　　　６・・・・・・元ノ
アイバ、７　・・・　・・・　フ　エ　ル　−　ル。 以　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）元ファイバーを芯出して保持したフェノトルと歌
   合する為のスリーブと、レンズと、嵌合時の前記フェル
   ールとレンズとの間隔を決める為にレンズのフェルール
   挿入側に配置されたスペーサとからなる光フアイバー結
   合装置において、スペーサがレンズ及びファイバーとは
   独立していて、少くともレンズ光軸と直交する方向には
   可動である浮動構造となっている事を特徴とする、光フ
   アイバー結合装置。
2. （２）　　レンズは、その外周が元軸に対して芯出しさ
   れ、その外径が、スリーブと嵌合するフェルールの外体
   と等しいレンズである事を特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の元ファイバー結合装置。
3. （３）　　レンズは、その外径がスリーブと歌合するフ
   ェルールの外径と寺しい球レンズである事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の元ファイバー結合装置。