JPS5934886Y2 - 光学フアイバ用着脱自在結合装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は２個のコネクタ素子および１個のコネフタホル
ダを具え、前記コネクタ素子の各々ならびに前記コネク
タホルダには、前記コネクタ素子を前記コネクタホルダ
に着脱自在に結合する結合手段を設け、対をなすよう光
学ファイバを結合する光学ファイバ用着脱自在結合装置
に関するものである。

この種の結合装置は光通信装置において使用され、光パ
ルスの形式として情報を成る場所から他の場所に光学フ
ァイバを介して伝送する。

伝送すべき情報（この場合光パルスとする）はできるだ
け減衰しないようにすべきである。

上述の結合装置は通信装置において重要であり、伝送す
べき光パルスができるだけ減衰しないようにしなければ
ならない。

この目的を達成するため米国特許明細書第３９０２７８
４号に記載の結合装置は極めて高い精度で製造した部品
を具え、光学ファイバ（ファイバコアの有効直径は１０
０μｍまたはそれ以下）を低い光損失で結合を行ってい
る。

精度の高さが要求されるためこの結合装置は高価であり
、機械的に損傷を受けやすく、これらは欠点とされるこ
と勿論である。

本考案の目的は取扱いが簡単であり、標準部品だけによ
り構成するとともに機械的部品は標準の精度で製造する
だけでよく、従って高価でない光学ファイバ用着脱自在
結合装置を得るにある。

この目的を達成するため本考案は対をなすよう光学ファ
イバを結合する光学ファイバ用着脱自在結合装置におい
て、２個のコネクタ素子および１個のコネクタホルダを
具え、前記コネクタ素子の各々ならびに前記コネクタホ
ルダには、前記コネクタ素子を前記コネクタホルダに着
脱自在に結合する結合手段を設け、前記コネクタ素子の
各々には、同筒状ハウジングと、球面レンズと、および
円板状ファイバホルダとを設け、このファイバホルダに
は円板状の平坦側面に垂直な方向に指向しファイバ端部
の取付けを行う孔を設け、また前記円筒状ハウジングに
は、基準端面と、この基準端面に開口するようこの基準
端面を横切る方向に指向する円筒孔であって、前記基準
端面に隣接して前記球面レンズを配置する挟小部を設け
た円筒孔と、前記基準端面に平行な基準面を画定するリ
ムであって、前記ファイバホルダを前記円筒孔内で軸線
方向に移動させることができる調整手段によりファイバ
ホルダが圧着するリムと、前記ファイバホルダを前記基
準面に平行な方向に移動させるための位置決め手段とを
設け、前記コネクタホルダにより結合した後には前記コ
ネクタ素子の基準端面が互いに接触するよう構成するこ
とを特徴とする。

本考案による結合装置にお・いてはファイバホルダに取
付けたファイバ端部はコネクタ素子の基準端面にほぼ垂
直な方向に常に指向する。

基準端面が互いに接触するよう２個のコネクタ素子を配
列するときファイバホルダに取付けたファイバ端部は常
に互いにほぼ平行にえる。

ファイバ端部の端面ば調整手段により球面レンズから焦
点距離の位置に位置決めすることができる。

位置決め手段はファイバ端面を球面レンズの光軸上に位
置決めするのに使用し、この光軸は基準端面に直交する
方向に延在する。

ファイバ端部を双方のコネクタ素子内において上述のよ
うに位置決めしたとき一方のファイバ端部から他方のフ
ァイバ端部に光が伝送される間の損失は減少する。

球面レンズから発する光ビームはほぼ平行であり、従っ
て他方のファイバ端面に集束する。

生ずる損失は球面レンズを使用することによる不可避的
な球面収差および結合装置の部品の不可避的な公差によ
る球面レンズの光軸間のずれ（本考案によればこのこと
は許容される）によって決まる。

レンズ表面およびファイバ端部の端面からの反射により
生ずる損失は非反射性コーティングを施すことにより、
また例えばレンズとファイバ間に加える液体であってレ
ンズおよび光学ファイバのコアの屈折率に適合する屈折
率を有する結合液を使用することにより既知の方法で制
限することができる。

更にファイバの端面ばハウジング内に位置するため端面
の損傷および汚染を避けることができる。

使用されるレンズ表面の光伝達領域はファイバの端面の
表面領域よりも相当大きいためレンズ表面の損傷および
汚れはそれ程深刻な問題ではない。

更にレンズは完全にハウジング内に位置するため損傷の
恐れはほとんどない。

図面につき本考案を説明する。

第１図に光学ファイバ１，２の２個の端面３ａ。

４ａを示す。

光軸１ａ、２ａを互いに平行にし、距離ｄずれた状態に
あると仮定し、この距離ｄを光学ファイバ１，２のファ
イバコア３，４の直径の大きさく１００μｍ）程度とす
る。

ファイバ１，２を直接互いに結合し、端面３ａ、４ａを
同一平面に配列するとともに、このずれの距離も維持し
たままであるとするとコア３からコア４への光の伝達ま
たはその逆の光の伝達（結合効率）はぽとんどゼロにな
る。

従ってファイバコア３から発せられる光ビーム６を球面
レンズ７により屈折し、はぼ平行な直径りの光線８を形
成する。

ただしレンズ７の焦点を端面３ａに配置する。

同様に球面レンズ９の焦点も端面４ａに配置する。

直径りをファイバコア３の直径よりも２０〜１００倍の
大きさとする。

、レンズ７により生じた光線８の部分Ｓがレンズ９を介
してファイバコア４ａに受光され、更に伝達される。

レンズ７．９および端面３ａ、４ａのこのような配列に
よってファイバ１，２間にこのような公差がある場合の
直接結合よりも高い結合効率が得られる。

しかし光軸１ａ、２ａはほぼ平行にしなければならない
。

結合効率は光軸１ａ、２ａが一致するとき最良になる。

第２ａ図において本考案による結合装置２０を示し、こ
の装置には２個のコネクタ素子２０ａ、２０ｂとコネク
タホルダ２０ｃを設ける。

コネクタ素子２０ａ、２０ｂの各々を円筒ハウジング２
１と、球面レンズ２３と、レンズクランプ２５と、調整
リング３３およびカップ状ばね２７あるいは弾性プラス
チックリング２９の形式の弾性部材を具える調整手段と
、円板状ファイバホルダ３１と、他の若干の部材とによ
り構成する。

ハウジング２１に２個のピン３５を取付け、これらピン
をリング状のコネクタホルダ２０ｃに形成した溝孔に関
連する差込スナップ結合部材とする。

コネクタ素子２０ａをコネクタ素子２０ｂに対してＨ回
転だけ回した状態を示すためコネクタ素子２０ａにおけ
るピン３５だけが図面で見えている。

更にハウジング２１に着座部３７を形成し、この着座部
３７に対し球面レンズ２３をレンズクランプ２５により
クランプし、このレンズクランプ２５をリム８０に形成
した溝３９にクランプし、このリム８０をハウジング２
１の基準端面２２に平行にする。

コネクタ素子２０ａにおいてはレンズクランプ２５を線
図的に示し、溝３９は説明を簡単にするため省略した。

コネクタ素子２０ａ、または２０ｂを組立てる前にファ
イバ端部４１を毛管４３に接着し、この毛管４３をエポ
キシ樹脂によりファイバホルダ３１に取付ける。

更に光学ファイバ４５の歪みをクランプブシュ４７およ
びクランプナツト４９により逃し、このクランプナツト
をファイバホルダ３１のねじスタッド３２に螺着する。

次にクランプブツシュ４７の分割キャップ５１をファイ
バ４７の第２包被にクランプする。

この後レンズクランプ２５に配置したカップ状ばね２７
（または弾性リング２９）を介してファイバホルダ３１
をリム８０に圧着させ、調整リング３３をハウジング２
１にねじ込む。

コネクタ素子２０ａ、２０ｂを組立てた後ファイバ端部
４１をレンズ２３に対して位置決めする。

このことを第３図につき説明する。第２ｂ図はレンズク
ランプ２５の平面図（拡大しである）であり、このレン
ズクランプの４個の隅部５３を溝３９にクランプする。

弾性アーム５５により僅かな圧力（０，５Ｎ）をレンズ
２３に加えるがレンズ２３は機械的な力によってはゆが
むことはない。

第３図にお・いては第２ａ図に示す結合装置２０のコネ
クタ素子２ａ、２ｂのファイバ端部４１を球面レンズ２
３に対して調整する調整装置６０を示す。

この調整には次の作業が含まれる。

即ち、ａ、ファイバ端部を球面レンズから正確な距離離
間する位置に位置決めする。

および、ｂ、ファイバ端部を球面レンズの光軸上に位置
決めする。

装置６０には底板６１を設け、この底板６１にホルダ６
３と、このホルダから離間した位置に配置するスクリー
ン６５とを取付ける。

ホルダ６３にはリム６７を形成し、このリムにコネクタ
素子２０ａ、または２０ｂを配置し、差込結合により取
付ける。

ホルダ６３には更に孔７１を設け、この孔７１をリム６
７に同心になるよう形成する。

目盛７７のＸ−Ｙ座標系の原点７９をリム６７により区
切られる平面を横切り、孔７１の中心を通過する光軸上
に配置する。

リム６７により区切られる平面をコネクタ素子２０ａ、
２０ｂの基準端面２２の衝合面とする。

光学ファイバ４５に入射する光（矢印７３により示す）
は球面レンズ２３を介して投影される。

調整リング３３を締込んでファイバ端部４１とともにフ
ァイバホルダ３１を球面レンズ２３の方向に押込む。

球面レンズ２３によりスクリーン６５上に投影された光
像７５からファイバ端部４１が球面レンズ２３の焦点上
に十分正確に位置しているかを決定することができる。

調整リング３３によりファイバ端部４１とレンズ２３と
の間の距離を調整した後位置決めねじ５７の形式の位置
決め手段によってファイバホルダ３１を基準端面２２に
平行に互いに直交する２方向に移動する。

レンズ２３を介してスクリーン６５上に投影された像を
スクリーン６５に描かれた目盛に対して対称になるよう
位置決めするときファイバ端部４１は球面レンズ２３の
光軸上に位置することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は結合装置の原理を示す説明図、第２ａ図は結合
装置の断面図、第２ｂ図は第２ａ図の結合装置のレンズ
クランプの実施例の平面図、第３図は本考案結合装置の
コネクタ素子の中心軸線に対してファイバ端部を整列さ
せるための調整装置を示す説明図である。 １、 ２．４５・・・・・・光学ファイバ、ｌａ、２ａ
・・・・・・光軸、３，４・・・・・・ファイバコア、
３ａ、４ａ・・・・・・端面、６・・・・・・光ビーム
、７，９．２３・・・・・・球面レンズ、８・・・・・
・光線、２０・・・・・・結合装置、２０ａ、２０ｂ・
・・・・・コネクタ素子、２０ｃ・・・・・・コネクタ
ホルダ、２１１．。 ・・・ハウジング、２２・・・・・・基準端面、２５・
・・・・・レンズクランプ、２７・・・・・・カップ状
ばね、２９・・・・・・弾性プラスチックリング、３１
・・・・・・ファイバホルダ、３２・・・・・・ねじス
タッド、３５・・・・・・ピン、３７・・・・・・着座
部、３９・・・・・・溝、４１・・・・・・ファイバ端
部、４３・・・・・・毛管、４７・・・・・・クランプ
ブシュ、４９・・・・・・クランプナツト、５１・・・
・・・分割キャップ、５３・・・・・・隅部、５５・・
・・・・弾性アーム、５７位置決めねじ、６０・・・・
・・調整装置、６１・・・・・・底板、６３・・・・・
・ホルダ、６５・・・・・・スクリーン、６７、８０・
・・・・・リム、７１・・・・・・孔、７５・・・・・
・光像、７７・・・・・・目盛、７９・・・・・・原点
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．対をなすよう光学ファイバを結合する光学ファイバ
   用着脱自在結合装置において、２個のコネクタ素子お・
   よび１個のコネクタホルダを具え、前記コネクタ素子の
   各々ならびに前記コネクタホルダには、前記コネクタ素
   子を前記コネクタホルダに着脱自在に結合する結合手段
   を設け、前記コネクタ素子の各々には、同筒状ハウジン
   グと、球面レンズと、お・よび円板状ファイバ端部とを
   設け、 このファイバホルダには円板状の平坦側面に垂直な方向
   に指向し、ファイバ端部の取付けを行う孔を設け、 また前記円筒状ハウジングには、基準端面と、この基準
   端面に開口するようこの基準端面を横切る方向に指向す
   る円筒孔であって、前記基準端面に隣接して前記球面レ
   ンズを配置する挟小部を設けた円筒孔と、前記基準端面
   に平行な基準面を画定するリムであって、前記ファイバ
   ホルダを前記円筒孔内で軸線方向に移動させることがで
   きる調整手段によりファイバホルダが圧着するリムと、
   前記ファイバホルダを前記基準面に平行な方向に移動さ
   せるための位置決め手段とを設け、 前記コネクタホルダにより結合した後には前記コネクタ
   素子の基準端面が互いに接触するよう構成することを特
   徴とする光学ファイバ用着脱自在結合装置。 ２、前記ハウジングの前記挟小部を前記球面レンズの円
   錐状着座部とし、前記ハウジングに形成した溝に取付け
   たレンズクランプにより前記着座部に前記球面レンズを
   取付けることを特徴とする実用新案登録請求の範囲１記
   載の光学ファイバ用着脱自在結合装置。 ３、ねじ山部によって前記ハウジングに取付ける調整リ
   ングにより前記円板状ファイバホルダと前記リムとの間
   に弾性部材を押込めることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲１または２記載の光学ファイバ用着脱自在結合
   装置。 ４、前記位置決め手段を少なくとも３個の位置決めねじ
   により形成し、前記円筒孔に開口するハウジングの開口
   部に前記位置決めねじを取付け、これら位置決めねじを
   前記円板状ファイバホルダに作用させることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲１記載の光学ファイバ用着脱
   自在結合装置。