JPS5932986Y2 - オプテイカルフアイバ−入力装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は発光ダイオードを光通信用光源とするオプティ
カルファイバーの入力装置に関する。

発光ダイオードは、例えば、ＧａＡｓ或はＧａＡｌＡｓ
等のＰ−Ｎ接合に順方向の電流を流すことによってキャ
リアが注入され、これが再結合する際に近赤外或は赤領
域の光を発光するものである。

この再結合発光になる光線を用途上の望む方向に取り出
すために、発光ダイオードには一般にエポキシ系の透明
樹脂を半球形レンズ状に被覆形威しである。

この種のレンズを備えた発光ダイオード光源体では、光
線が半球レンズを通って前方に可成りの広がりを以って
放散される。

従ってこの種の光源体は一般に点滅ランプに代る表示光
源体として利用される。

ところで、発光ダイオードは本来順方向電流を変化させ
ることによって発光強度を自由に変化させ得る利点があ
るので、前記のように単純に点滅させる表示源としてで
はなく、光通信の信号源としてコーヒーレントな発光信
号源であるレーザと同様な使用が可能である。

従って最近ではその方面への適用化の研究が試みられて
おり、この種の試みの１例はベル研究所のシ、ニー、パ
ルス（Ｃ、Ａ 、 Ｂｕｒｒｕｓ）によって公表されて
いる。

これは発光ダイオードのＰ−Ｎ接合部の一次発光領域に
オプティカルファイバーの入光端を近接させた構成を採
り、発光をこの入力端からファイバーのコアに入光させ
ようとするものである。

この場合ｎ−型ＧａＡｓの上面層にエツチング加工を施
して一次発光領域が底部に配位するように凹所を設け、
その凹所にはファイバーを直立させた状態でその間隙に
エポキシ樹脂を充填させた構成が採られている。

ところで、光通信用ファイバーはそのコアに信号伝送路
として極めて小さな径のものが要求さ・れる。

他方発光ダイオードから発する光はレーザに較べて発光
量が可成り小さくしかもレーザのような指向性がない。

上記従来周知の入力装置によれば、その構造上全発光量
の１部がファイバーコアに入光するに過ぎない。

しかもその入光の内、所望入射角の範囲で入光するもの
は更に少ない。

従って入射光量は絶対的に小さい。

その事はファイバーの光伝送距離を長く採ることは実際
土鈴されないことを意味し、従ってその入力装置は光通
信用入力装置としての実用性に欠けていると言える。

ファイバーコアへの入射光量の絶対量を大きくするには
、先ず全発光量を大きくする必要がある。

それにはダイオードの発光面積を大きく採らなければな
らない。

次にこの大きな発光面積から発せられる光を有効にファ
イバーコアに入射するように導かなければならない。

それには何らかのレンズ系を用いる必要がある。

この点に関して従来の表示用の発光ダイオード光源体で
は、単に比較的波がり角の小さくなる光を放射する半球
形レンズ系の採用で充分であり、焦点を結ぶようなレン
ズ系は逆に不適当とされている。

これに対し、上述のようにファイバーに集光して光通信
システムを組むことを目的とする場合には、効率よくフ
ァイバーコアに光を伝送するため、広い発光面から発し
た光をほぼ焦点を結ぶように集光し得るレンズ系を採用
することが極めて有利となる。

しかして本考案の目的は、上記狙いに従って構成される
発光ダイオードを光信号源とする実用的なオプティカル
ファイバー人力装置を提供することにある。

要するにｐｎ接合面を有し、該接合面のほぼ全体を発光
面として非コヒーレント光を発する発光ダイオード素子
と、該発光ダイオード素子を内蔵して発光面に対向した
透孔を有する素子フレームと、該素子フレームの外周に
係合して上端に結合すべきオプチカルファイバーの入力
端部を発光面にほぼ垂直に保持してなる多段円筒状のハ
ウジングをそなえてなり、さらに前記ハウジングの中間
円筒部中に前記素子フレームの透孔周縁部に着座する形
で球レンズを設置し、上記発光ダイオード素子の発光が
前記球レンズを介して上記オプチカルファイバーに入射
させるようにしたことを特徴とするものである。

次に本考案をその実施例により、図面を参照して更に詳
しく説明する。

第１図は本例の入力装置を示す断面説明図である。

図において、１０は非コヒーレント光を発する発光ダイ
オード素子であり、１１はそｃ７）ＧａＡｓ、ＧａＡｌ
Ａｓ等のＰ−Ｎ接合部である。

この接合部の上面が発光面となる。この素子１０は円筒
体のフレーム２０の中に内蔵されている。

この素子フレーム２０の外周面はネジ切り加工を施され
ており、下端部の内面にネジ切りを施された二段形円筒
体のハウジング３０がこの素子フレーム１０に外側から
覆うように締結されている。

このハウジング３０は最大径の最下段部３１．中段部３
２及び最小径の最上段部３３から成り、その最下段部３
１が素子フレーム１０を覆っている。

素子フレーム１０の上端は絞られた形状になっており、
この上端に球レンズ４０が着座する。

球レンズはこの着座した状態でハウジングの中段部３２
に内蔵される。

ハウジングの最上段部３３はオプティカルファイバー５
０の入力端部を保持する位置決め手段として形成されて
おり、その内径はファイバーが堅く挿入されるように設
計されている。

なお素子１０、素子フレーム２０、球レンズ４０及び当
該手段を有するハウジング３０は共軸上に配位するよう
に設計されている。

球レンズ４０の上部面とハウジング中段部の内周面隅と
の間にはＯリングを配置しである。

それによって、ファイバー位置決め手段の挿入孔とファ
イバーとの間隙から侵入する湿気は素子のＰ −Ｎ接合
部１１から完全に遮断される。

従ってこの処理によって素子の機能が外気から保護され
ることになる。

球レンズ４０はエポキシ系の樹脂やガラスで作られるが
、その寸法は、Ｐ−Ｎ接合部１１の発光面から発した大
半の光がこの球レンズを通じて位置決めされたファイバ
ー入力端面のコア面に所望入射角範囲で入射されるよう
に設計される。

本例では２ｍｍφ程度に設計されている。

以上の構造になる入力装置によれば、構造自体が極めて
簡単であり、しかも加工の簡単な、従って製作費の安価
な球レンズを採用することになるので、装置として安価
に提供される。

しかも従来式に較べ大きな光量の光信号を有効にファイ
バーの伝送路に入力させることが出来る。

そのため伝送距離の長い光通信に適用することが出来る
極めて実用的なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る１実施例のオプテイカルファイバ
ー人力装置を示す断面説明図である。 図において、１０は発光ダイオード素子、１１はＰＮ接
合部、２０は素子フレーム、３０はハウジング、４０は
球レンズ、５０はファイバー、６０はＯリング、３３は
ファイバーの位置決め手段を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ｐｎ接合面を有し、該接合面のほぼ全体を発光面として
   非コヒーレント光を発する発光ダイオード素子と、該発
   光ダイオード素子を内蔵して発光面に対向した透光を有
   する素子フレームと、該素子フレームの外周に係合して
   上端に結合すべきオプチカルファイバーの入力端子を発
   光面にほぼ垂直に保持してなる多段円筒状のハウジング
   をそなえてなり、さらに前記ハウジングの中間円筒部中
   に前記素子フレームの透孔周縁部に着座する形で球レン
   ズを設置し、上記発光ダイオード素子の発光が前記球レ
   ンズを介して上記オプチカルファイバーに入射させるよ
   うにしたことを特徴とするオプチカルファイバー人力装
   置。