JPS61292109A - 一対の光フアイバを端部を突き合せた関係で光学的に結合する結合装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、別々の長さの光ファイバの間の接続を行うた
めに用いられるコネクタに関するものであり、更に詳し
くいえば、接合部を通る光エネルギーの伝送を最適にす
るために調整でき、一方または他方の光ファイバがコネ
クタから切離されおよび再び結合された時に調整が狂わ
ないようなコネクタに関するものである。

〔発明の背景〕

データまたは光情報を伝送するために光ファイバを使用
することが、近年急激に増加している。

そのような伝送装置の心臓部は珪酸ガラスまたはその他
の適当な材料で作られ、光エネルギーを制御可能状態で
伝えることができる「光チューブ」すなわち光導波器を
作るために適切な物質を被覆された光ファイバである。

光ファイバは極めて細く（たとえば直径１００ミクロン
）、光ファイバを°　データ伝送装置に組込む時は異な
る光ファイバを相互に接続する必要がある。光コネクタ
の主力機能は、一方の光ファイバから次の光ファイバに
光エネルギーを低損失で結合することであるが、接合部
における損失を絶対に最少にするように、結合されるコ
アを極めて精密に整列させる必要がある。

２本の光ファイバの間で可能な最良の結合は、光ファイ
バの端部を平らに研磨し、それらの端部を直接突き合わ
せることによシ達成場れる。ガラスと空気の境界面にお
けるフレネル損失を無視すると、そのような結合の損失
は０．２　ｄ　Ｂのオーダーとなる。この種の接続には
非常に精密な装置を必要とし、永久的な接続に最も適す
る。接続なくり返えし行うためには一層頑丈なコネクタ
を必要とするが、そうすると損失が増大することになる
。

光フアイバ結合装置における損失の主な原因は６つある
。最も大きい損失は横方向のずれによシ生ずるものであ
る。すなわち、横方向にずれた光ファイバは両方の中心
軸が整列していない。また、被着層内のコアの位置に対
して光ファイバの製造者は厳しい許容誤差を課すが、中
心コアのどのよう彦偏心も横にずれた状態として取扱わ
れる。２本の光ファイバの中心軸が相対的に傾いた時に
角度損失が起きる。光ファイバの端部から出た光は円錐
形状になって進むから、光ファイバの間隔が広くなると
損失も大きくなる。ち９やほこシ、表面の凹凸および向
き合う端部が互いに垂直でないと、それらの端部が互い
に分離させられて損失が生ずる。光ファイバの「開口数
（ＮＡ）ｊ、コアの同心性、コアの偏心性およびコアの
直径の変動を含めた、光ファイバの光学的パラメータの
変化によシコネクタ外部（光フアイバ固有）の損失が生
じさせられる。最後に、一方の透明な媒体から、その媒
体とは屈折率が異なる別の媒体へ光が進む時に、送られ
た光の一部が反射されて失われるから、フレネル損失が
常に起きる。ガラスから空気へ光が入射すると、各面ご
とに０．２　ｄ　Ｂのフレネル損失が起きることがある
。その損失は、屈折率を一致させる流体を用いることに
よシなくすことができ、または反射防止コーティングを
用いて減少できる。

上記のような損失をできるだけ少くするだめに、突き合
わせ接合の許容誤差はできるだけ小さくなければならな
い。しかし、接合部にどんなに小さいほこシが付着して
も結合損失が大幅に増大することになるから、光ファイ
バの端部は周囲の条件から常に保護せねばならない。

接続に関連する上記諸問題は、コアの直径である１００
μから、取扱いが一層楽な数鵡の大きさまで光ビームの
直径を大きくする「ビーム拡大」技術を用いて小さくで
きる。そのようにして拡大されたビームは小さいほこり
よりかなり大きいから、そのほこりに起因する損失は小
さくなる。更に、相対的にいえば、ミクロな状況よシも
マクロな状況を取扱うのであるから、接続の全ての面が
、製作から保守までにわたって簡単になる。

光ファイバをレンズの焦点に置いたとすると、そのレン
ズから出た光は、光ファイバのコアの直径よりはるかに
長い直径の平行なビームにされ、各党ファイバが適切珍
レンズを有するものとすれば、一方の光ファイバからの
点像が他方の光ファイバのレンズの焦点に形成てれるこ
とになる。ビーム拡大コネクタは、横方向のずれおよび
端部の分離に起因する損失を明らかに減少する。しかし
、オートコリメーションのためにそれらのコネクタは角
度のずれによる損失を増大する。

原理的には、端部突き合わせ接合の確度と同じ確度で光
ファイバがレンズの焦点に位置させられたとすると、損
失はビーム拡大結合器における損失と同じである。ビー
ム拡大技術を用いる結合器が現在何種類か市販されてい
る。光ファイバ・コネクタに使用するのが最も容易なレ
ンズの１つが屈折率分布形（（ＪＩＮ）レンズである。

円筒形のＧＲＩＮレンズは、それの端面が平らなことを
除き、通常の球面レンズと機能が等しい。

それの軸線に沿う屈折率の変化のためにＧＲＩＮレンズ
の独特の特性が生じ、広い範囲の光学的パラメータを発
生させるためにそのＧＲＩＮレンズを製作者が製作でき
る。レンズの長さが、ある特定の波長においてレンズ内
に含まれるピッチ、または完全な波長の部分を決定する
。点光源から平行ビームを発生させるためには４分の１
ピツチレンズを使用する必要がある。

接合部内の４分の１ピンチＧＲＩＮレンズが他方のレン
ズに対して角度θだけ傾斜させられたとすると、送られ
る像は受けるレンズの軸に対して式２−一θ／　ＮｏＡ
　　により与えられる値だけずらされる。ここに、θは
傾斜角、ＮｏおよびＡはＧＲＩＮレンズのパラメータで
ある。それらのレンズのパラメータは、レンズの焦点距
離ｆとの間で、ｆ＝１／ＮｏＡ　という関係を有する。

各種のＧＲＩＮレンズに対して、１度の傾斜角による損
失は約６ｄＢから１０ｄＢより十分に大きい範囲にわた
ることがある。更に、光ファイバのコアの寸法が小さく
なるにつれて傾斜による損失は一層大きくなる。

ＧＲＩＮレンズコネクタにおいてレンズまたは光ファイ
バの位置姿勢に傾斜の変動があると、送られる像は受信
光ファイバ上に集束させられない。したがって、極めて
高いコストにつく非常に小さい許容誤差を必要とするこ
となしに、傾斜損失を最少にするコネクタを得ることが
望ましい。

上記原理は、ＧＲＩＮレンズではなく、他の結像レンズ
にも適用される。レンズの焦点に像が結ばれたとすると
、角度θの傾斜により、光ファイバの端部において２＝
−θ／　ＮｏＡ　＝　ｆ−θキｆθ　の移動が生ずる。

なぜなら、小さい角度θに対してはθ中−〇だからであ
る。

〔発明の概要〕

本発明は、ビーム拡大形コネクタすなわち結像レンズ形
コネクタに伴う諸問題、および光ファイバの端部をレン
ズの焦点に置く精度を極めて高くする要求に伴う問題を
とくに解決するものである。

本発明は、製作費が低く、使用時に容易に密閉でき、切
離しおよび再接続を容易に行うことができ、光エネルギ
ーの伝送を最適にするために調整できる新規なコネクタ
すなわち結合装置において具体化きれる。本発明の結合
装置は、サブミクロンの解像力を有する小型の構造を実
現するために、新規な傾斜技術を組合わせてレンズの諸
性質を使用するものである。更に、任意の寸法または任
意の数の受光光ファイバに光を結合するための元の結合
器や減衰器すなわちコネクタとして、本発明の原理を具
体化する微調整装置または調整を行わない装置を使用で
きる。

この明細書においては、「最適」という用語およびそれ
の変形例は「定められた諸条件の下で最も好ましい」と
いうような広い意味を持つことを意図するものであるこ
とを理解すべきである。おる結合器に対する「最適」信
号強度は得ることができる最高の強度のことであるが、
減衰器に対する「最適」信号強度は最高強度より低い希
望の信号強度のことである。

本発明は、一実施例において、表面上のねじボスと軸線
方向の貫通穴をおのおのが有する一対のベース板を利用
する。各貫通穴はそれの所定位置にホルダを受ける。そ
のホルダはビーム拡大レンズすなわち結像レンズと、そ
のレンズに関連する光ファイバとを保持する。このレン
ズホルダをベース板に着脱できるようにするために、ベ
ース板のボスにねじ合わ式れるナツトがレンズホルダに
設けられる。ベース板の向き合う端面の間に弾性部材が
はきまれ、一方のベース板からその弾性部材を貫通して
他方のベース板まで雄ねじをねじこんでベース板を互い
に連結する。弾性部材の中心空所にはレンズの向き合う
面が含まれ、ベース板を封止接触式せることにより周囲
の雰囲気から密封できる。コネクタを組立てたら、一方
の光ファイバから試験光を接続部を通じて他方の光ファ
イバへ送シ、それから適当力受光器へ送ることができる
。それから、１枚のレンズおよびそれに組合わされてい
る光ファイバを他方のレンズおよびそれに組合わ式れて
いる光ファイバに対して角度の向きを変えるように、一
方のベース板の他方のベース板に対する角度の向きを変
えるために雄ねじを調整できる。その調整中は受光器を
モニタし、検出された出力が最適にされるまであるパタ
ーンで雄ねじが調整される。その時に調整を終了する。

一方または両方の光ファイバが上記のようにして接合部
から切離される場合にも、ベース板は調整された状態を
保ち、再接続後に損失が増大するおそれなしに光ファイ
バを接合部に再接続できる。

広くいえば、したがって本発明は、それぞれビーム拡大
レンズすなわち結像レンズで終端している一対の光ファ
イバを端部を突き合わせた関係で光学的に結合する結合
装置において、前記各党ファイバのためのペース手段で
あって、各ベース手段は軸線方向の穴および前記レンズ
の１枚を固定する手段を含むベース手段と、これらのベ
ース手段の向き合う端面の間に位置させることができ、
それらの端面を光エネルギーが横切ることを許す弾性部
材と、前記ベース手段を、それらのベース手段の間に捕
えられている前記弾性部材に相互に連結するための軸線
方向に延長する固定および調整手段とを備え、それによ
シ前記固定および調整手段は、１本の光ファイバおよび
それのレンズから他方のレンズおよびそれの光ファイバ
へ伝送できる光エネルギーを最適にするように、一方の
ベース手段を他方のベース手段に対して角度調整するた
めに軸線方向に変位できる、一対の光ファイバを端部を
突き合わせた関係で光学的に結合する結合装置を提供す
るものであると考えることができる。

〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明の基本的な光フアイバ結合装置が第１図に参照番
号１０で示されている。この結合装置１０は、一方の光
フアイバ組立体から他方の光フアイバ組立体へ、接合部
における損失を最少にして、光エネルギーの形で光信号
を送ることができるように、一対の光フアイバ組立体１
２および１４を端部を突き合わせた関係で接合するため
に使用される。光フアイバ組立体１２．１４はクラッド
光ファイバコア１２＆、１４＆と、それらのコアを囲む
プラスチックの被覆１２ｂ　、　１４ｂと、それらの被
覆を囲む保護ケーブルすなわちシース１２ｃ、１４ａと
を典型的に含む。第３図を参照して、各クラツド光ファ
イバコア１２ｍ　、　１４ａは分布屈折率形レンズ（Ｇ
ＲＩＮ）７２で終端する。光フアイバコアの端部がその
レンズの焦点に位置でせられる。そのレンズは、受光Ｇ
ＲＩＮレンズへ光信号を効率良く伝送するために、光信
号を拡大および平行にする。本発明にとって適当なＧＲ
ＩＮレンズが日本板ガラス会社からセルフォック（８Ｅ
ＬＦＯＣ）　（商標）という名称で供給されている。

第１図および第２図を参照して、各光フアイバ組立体１
２．１４は、後で説明する適切な接続機構を介して、対
応するベース板１６．１８内に受けられる。各ベース板
１６．１８の一方の面から中心ボス２０．２２がそれぞ
れつき出る。各ボスの外面にねじ溝３６が形成場れ、か
つ各ボスの中心に軸線方向の貫通穴３８が設けられる。

その貫通穴３８はベース板も貫通して、ベース板の反対
側の平らな面に出る。後で説明する目的のために、穴３
８の側壁にキー溝４０が設けられる。

各光フアイバ組立体１２．１４の端部にレンズホルダ２
４．２８が設けられる。各レンズホルダにはそれの周囲
を自在に回るナラ）２６．３０がとりつけられる。各レ
ンズホルダにはキー４２が形成される。そのキーは、各
ベース板の穴３８に設けられているキー溝４０にはめこ
まれる。光フアイバ組立体１２．１４をそれのベース板
１６゜１８に組立てたい場合には、キー４２をキー溝４
０にはめこんで、レンズボルダ−２４，２１１適切な中
心穴３８の中にすベシこませ、それからナラ）２６．３
０を回してボス２０．２２にねじ合わせることが必要な
だけである。ナツトがボスに完全にねじ合わされると、
レンズホルダーはそれのベース板内の所定位置に保持さ
れる。

一方のベース板１６の周縁部近くに貫通穴４４が円周方
向に隔てられて設けられる。他方のベース板１８の周縁
部近くに、貫通穴４４と整列させることができる位置に
、ねじ穴４６が円周方向に隔てられて設けられる。貫通
穴４４にしｔ、ｂばめ嘔れ、かつねじ穴４６にねじ合わ
される雄ねじ３４が設けられる。雄ねじ３４は１ｃ１ｎ
当り少くとも約２２ねじ山（１インチ当り少くとも５６
ねじ山）、なるべく１０ｎ当り少くとも３２ねじ山（１
インチ当り少くとも８０ねじ山）を有しなければならな
い。単一長当りのねじ山の数を多くすれば調整の刻みを
細かくできる。最後に、弾性ワッシャ部材３２が設けら
れる。この弾性ワッシャ部材には、ねじ穴４６および貫
通穴４４に整列できる貫通穴４８と、中心空所領域５０
とが設けられる。この中心空所領域５０の形は本発明に
とっては重要ではない。

第２図に示す部品は、光フアイバ組立体１２゜１４をペ
ース板１６．１８に連結し、ベース板１６．１８の反対
側の面を向き合わせて互いに連結し、それらの反対側の
面の間に弾性ワッシャ部材３２をはさむことにより、第
１図に示すように一緒に組立てることができる。雄ねじ
３４が締めつけられた時に、ワッシャ部材３４をベース
板１６と１８の間に封止して留めるように、雄ねじ３４
が整列している穴４４と４８を通ってねじ穴４６にねじ
合わ嘔れる。ベース板とワッシャ部材を最初に組立てる
時は、ベース板を中心ボス上で滑らせて、その中心ボス
を穴３８の中にきつくはめこんで、雄ねじ３４が最初の
位置にセットされた時に、ベース板の軸が最初に整列で
せられるようにする。

ワッシャ部材３２は、第２図において、周縁部が連続し
、ベース板の向き合う面に接触する平らな表面を有する
ものとして示されている。水中で使用する用途などのた
めに、結合装置の内部を気密封止することが望ましい場
合には、そのワッシャ部材はとくに有用である。そのよ
うな用途においては、ボス２０．２２の端面とナツト２
６の内面の間にＯリング（図示せず）を置くことができ
る。気密封止を必寮としない場合には、ベルビル（Ｂｅ
ｌｌｅｖｉｌｌａ）　　ワッシャのように、雄ねじ３４
が通ることができる適切な穴を有する環状ばね部材とし
てワッシャ部材を形成できる。環状ばねの代りに、各雄
ねじ３４に個々にはねワッシャを設けてベース板を互い
に離隔させるために偏移させることができる。ワッシャ
またはばね部材自体に雄ねじを通す必要がないように、
雄ねじにより定められる周縁部内に環状ばね部材（また
はワッシャ部材３２）を置くこともできる。通常はワッ
シャ部材はゴムまたは軟かいプラスチック材料から作ら
れるが、希望によっては軟かい金属（たとえばインジウ
ム）を使用することが可能である。

上記ワッシャ部材３２の代りに、市販されている０リン
グによシコネクタの内部を気密封止することが可能であ
る。一方のベース板の向き合う面に環状溝を設け、その
環状溝の中にＯリングを受けることができる。その０リ
ングの一部はベース板の面から突き出る。他方のベース
板には０リングを受ける溝を設ける必要は力い。という
のは、雄ねじ３４が締めつけられると、他方のベース板
の面がＱ　ＩＪソング強く押しつけられて封止するから
である。この実施例においては、０りングは雄ねじ３４
０周縁部よりなるべく内側に設ける。

次に第３図を参照して典型的な光フアイバ組立体１２の
内部構造について説明する。第３図は実際の部品よシは
るかに拡大して描かれている。

光フアイバ組立体１２は、極めて細い（たとえば直径約
１００ミクロン）の珪酸ガラスまたはドープされた珪酸
ガラスで作られたクラッドコア１２＆と、このクラッド
コアを囲むプラスチック被覆１２ｂと、弾力のめる可撓
性プラスチック材料で作られて、クラッドコアおよびプ
ラスチック被覆を保護するように機能するケーブルすな
わちシース１２ｃとのようないくつかの部品で作られる
。シースの外径は４ｍのオーダーである。

光フアイバ組立体の端部においては、シースが約１３目
という短い長ざだけプラスチック被覆から除去され、露
出している被覆１２ｂの周囲に内部巻縮スリーブ５２が
はめこまれて、巻縮することが望ましい。光フアイバ組
立体の自由端部においてはクラッドコア１２ａが非常に
短く露出される。

また、内部巻縮スリーブ５２の内端部に近接して、シー
ス１２ｃに外部巻縮スリーブ５４がはめこまれて、巻縮
することが望ましい。

巻縮スリーブ５２．５４が巻縮された光フアイバ組立体
１２は光ファイバ・フェルール５６の中にすベシこまぜ
られる。７エルール５６は、外部巻縮スリーブ５４をゆ
るく受ける軸線方向の穴６０−　　ＩＭ　　− を有する拡大された第１の部分５Ｂと、内部巻縮スリー
ブ５２を受ける細い直径の軸線方向めくら穴６４を有す
る、細くされた第２の部分６２と、光ファイバ１２から
のクラッドコア１２ａを短い長さだけ受ける細い軸線方
向の穴６８を有する端部部分６６とを含む。端部部分６
６は傾斜縁部７０を有する。このコネクタの用途に応じ
て、フェルール５６は金属、プラスチックまたはセラミ
ックで作ることができる。このコネクタを高温度の環境
において使用する場合には、セラミックの熱膨張率が光
ファイバに用いられるガラスのそれに非常に近いから、
セラミックフェルールが望ましい。

また、巻縮スリーブを使用しない時は、巻縮スリーブを
使用する時のフェルールよシ小さいフェルールを使用で
きる。

シースおよび被覆の一部が光フアイバ組立体１２から除
去でれた後で、内側および外部の巻縮スリーブ５２．５
４は被覆１２ｂとシース１２ｅに前記した場所で固着さ
れる。光コアイノ（組立体の端部な補強するようにそれ
らのスリーブは機能するのである限りは、それらのスリ
ーブは金属またはプラスチックで作られる。それらのス
リーブを光フアイバ組立体にとりつけてから、クラッド
コア部が穴６８の中にはめこまれ、スリーブ５２．５４
が段つき穴６４．６０の中にそれぞれはめこまれるよう
に、光フアイバフェルールが光フアイバ組立体の端部の
周囲にはめこまれる。巻縮またはエポキシ樹脂の注封に
よシフエルールを光フアイバ組立体１２に固定できる。

この固定はその他の公知のやシ方によっても行うことが
できる。注封材料を穴６４．６０に沿って注入できるよ
うに、スリーブ５２．５４と穴６４．６０のはめ合いは
僅かにゆるくする。

光ファイバ・フェルール５６が光フアイバ組立体に固定
された後で、直径が大きい、セルフォック（商標）レン
ズのような分布屈折率形レンズ７２がレンズホルダー２
４の端部内にはんだづけまたは接着される。気密封止が
重要であれば、レンズホルダーにはんだづけして気密封
止できるように、レンズに金属膜を被覆できる。

次に、フェルール／光フアイバ組立体５６／１２がレン
ズホルダー２４に組付けらレル。レンズホルダー２４は
全体として円筒形であシ、その長さはレンズＴ２の長さ
およびフェルール５６の第２の部分および端部部分の長
さに等しい。レンズホルダー２４の軸線方向の穴７４の
中にレンズＴ２と、フェルールの第２の部分および端部
部分がきつくはめこまれる。レンズホルダー２４の中央
部近くに直径を太くされた部分子６が設けられて、環状
肩部７８．８０を形成する。更に、レンズホルダーの胴
部に長手方向に延長するキー４２が形成場れる。このキ
ー４２の実際の形は、それがキー溝４０の中に入るもの
であれば重要ではない。

フェルール５６がレンズホルダー２４に組付けられる前
に、ナツト２６がレンズホルダーの内側端部にはめこま
れる。ナツト２６は内部ねじ部８２と、端面８４、およ
び必要があれば適当なレンチでくわえるための平らな部
分２６とを有する。ナツトが所定位置に置かれたら、フ
ェルール組立体は、クラッドコアの端面を含んでいるフ
ェルールの端面がレンズ７２の端面に接触するまで、穴
７４の中に滑シこませられる。それから、接着または注
封のよう々任意の通常のやり方でレンズホルダーはフェ
ルールに固定される。レンズホルダーの壁のうち、レン
ズ１２と光フアイバフェルール５６の間の境界における
部分に空気穴８８が設けられる。フェルールがレンズホ
ルダーに組付けられた時に、空気、過剰な接着剤あるい
は注封コンパウンドを出すためにその空気穴８Ｂは用い
られる。

また、フェルールの第１の部分の直径はレンズホルダー
の隣接する部分の直径より少し大きいから、ナツト２６
はレンズホルダーの周囲を自由に回るが、レンズホルダ
ーの肩部８０とフェルールの第１の部分の間に捕えられ
たままである。

２つの光フアイバ組立体１２．１４が上記のようにして
製作されたら、それらの光フアイバ組立体は前記のよう
にしてベース板１６．１８にとりつけられる。キー４２
がキー溝４０に入り、軸線方向の穴３８の中に完全に入
ったら、レンズホルダー２４の肩部７８がベース板１６
．１８のそれぞれのボス２０．２２の外面に接触する。

このように、面を接触させる機構およびキーをキー溝に
入れる機構により、この光フアイバ組立体は、それらが
ベース板にとりつけられるたびに、それぞれのベース板
の同じ所定位置に位置する。

本発明の結合装置が最初に組立てられた時は、（−）光
ファイバのコア１２ａ、１４ａの軸がそれのＧＲＩＮレ
ンズ７２の軸に完全に整列させられていること、または
（ｂ）接合部において向き合うＧＲＩＮレンズ７２゜Ｔ
２の軸が完全に整列していることの保証はない。

いいかえると、一方の光ファイバから送られる像が受光
光ファイバに対して大きくずれていないという保証はな
い。どんなずれでも接合部において損失が生ずる結果と
なる。本発明は、希望の光エネルギー伝送を達成するた
めに、２枚のＧＲＩＮレンズと、それに組合わ式れてい
る光ファイバとの間の相対的々角度を調整できるように
することにより、それらの欠点を解消しようとするもの
である。調整が行われると、上記したように光フアイバ
組立体の精密な位置決めのために、光フアイバ組立体が
結合装置１０から切離式れ、かつ結合装置に再接続され
た場合にも、調整された条件は維持される。何らかの理
由にょシ初めの調整が失われたり、伝送される光エネル
ギーが衰えたシすると、エネルギー伝送を最適にするた
めに接合部を再調整できる。

接合部の最初の調整には、完全に組立てられた接合部と
、試験光源および計器のような受光器を必要とする。こ
の調整作業は非常に容易で、時間もかからない。すなわ
ち、試験光源からの光がビーム状に石れて、接合部を通
って受光器によシ受けられる。受光器は光信号の相対的
な指示を与える。それから、受けた光をセニタしている
間に、一方のベース板を他方のベース板に対して動かす
、す彦わち［傾ける−１ように雄ねじが回される。その
雄ねじのねじピッチは非常に細かく、それの動きを正確
に制御できる。どの雄ねじを調整する必要があるかをオ
ペレータは迅速に確かめ、それから、接合部を通る光信
号の強度を希望の値にするために、適切な雄ねじを迅速
に調整する。希望の信号強度が得られ、それによシ、送
光光ファイバの像が希望の受光光ファイバに入射したこ
とを示すと、調整作業が終る。非常に細かいピッチの雄
ねじと、ワッシャ部材３２によシ与えられる弾力バイア
スとの組合わせは、雄ねじの望ましくない回転を阻止す
るように、雄ねじを調整された状態に保つのに十分であ
る。後で接合の再調整を必要とすると、上記の調整作業
を繰返えすことが必要々だけである。

それ以上の調整を行おうとしないか、悪い環境において
結合装置を使用するものとすると、雄ねじ３４を接着剤
などによりベース板に固定することができる。そうする
と雄ねじは動けなくてれる。

あるいは、接合部を動けなくするために、調整作業の後
でベース板の間に接合部を接着剤、注封剤またははんだ
で固定することが可能であるが、再調整はできない。

本発明のコネクタすなわち結合装置により光フアイバ用
の非常に低損失のコネクタが得られる。

この低損失（０，８ｄＢよシ低い）は、受光レンズと送
光レンズの間の傾斜角を制御することによシ、送光光フ
ァイバの像を受光光ファイバに正確に整列させた結果で
ある。２−５６の雄ねじを１．３５百の半径上に使用す
る場合には、雄ねじを１回転させると雄ねじは４３５ミ
クロンだけ移動式せられることになる。実際にはこの雄
ねじをプラスマイナス２度だけ回すことができるから、
距離分解能は約プラスマイナス２．５　　ミクロンが得
られる。２．７ｍの長さのレバーアームでは、その分解
能にょシ光像を実際にプラスマイナス０．２８ミクロン
だけ移動式せるごとができることになる。もちろん、実
際の角度分解能は、使用するＧＲＩＮレンズの種類およ
びコネクタの構造に依存する。

小さい傾斜角θに対しては、結合装置の分解能はＺ＝ｆ
・ΔＸ／ｌにより決定される。ここに、ｆｄレンズの焦
点距離、ΔＸは雄ねじの分解能、ｔはＬ／／＜−アーム
の要式でおる。

別の実施例 第１図〜第３図に示す実施例においては、光ファイバお
よびそれのＧＲＩＮレンズはレンズホルダ内に保持され
、その他の部品は図示のようにとシつけられている。実
際には、第１の実施例は前記したような特有の部品のみ
に使用できるだけである。しかし、多くの製作者は他の
種類のコネクタを供給しており、それらのコネクタは適
当なアダプタ・フェルールを使用することにより、本発
明の結合装置に使用できる。そのよう彦コネクタのうち
の２つが一般的なＳＭＡ型およびＡＭＰ　（商標）型で
おる。いずれかの型のコネクタの端部がアダプタの端部
と面一になるように、コネクタの端部をアダプタの中に
挿入することが可能である。それからコネクタはベース
板内に挿入され、コネクタの端部がそれのＧＲＩＮレン
ズに非常に近接するようにして所定位置に固定される。

光（フレネル）損失を最少にし、かつ結合装置とレンズ
の間の境界面における摩擦を小さくすることなどにより
その境界面を滑らかにするために、屈折率整合流体を使
用できる。

第４図〜第６図は、ＳＭＡ型コネクタとＡＭＰ型コネク
タに終端する光フアイバ組立体を受ける［万能」結合装
置を示すものである。第４図〜第６図に示す部品で第１
図〜第３図に示す部品と同種の部品には、第１図〜第３
図の部品を表す参照番号に１００を加えた参照番号をつ
ける。たとえば、第４図〜第６図においては、本発明の
結合装置には１１０という参照番号がつけられている。

結合装置１１０は光フアイバ組立体１１２と１１４を一
緒に接続するために用いられ、前記した結合装置の原理
と同じ基本的な原理を使用する。結合装置１１０は整合
用の円形ベース板１１６，１１８を有し、各ベース板１
１８，１１６の一方の面からはボス１２２゜１２０がそ
れぞれ突き出ている。この実施例においては、各ベース
板の軸線方向の貫通孔１３８の直径は第１の実施例の貫
通孔３Ｂの直径より大きく、かつ穴の内面にねじ部１３
６が設けられる。第１の実施例と同様に、ベース板１１
６と１１８の向き合う面の間に、空所領域１５０を有す
る弾性ワッシャ部材１３２が置かれる。細かいピッチの
雄ねじ１３４が、一方のベース板の穴１４４と、ワッシ
ャ部材の通路１４８とを通って、他方のベース板のねじ
穴１４６にねじこまれて、両方のベース板を一緒に連結
する。

連結が終ったら結合装置１１０を気密封止する。この実
施例には、第１の実施例に関連して述べた弾性部材を使
用できることもわかるであろう。

第５図、第６Ａ図および第６Ｂ図はとの実施例において
用いられる種々の部品を示す。とくに、それらの図は、
捕えられて回ることができるナツト１２６がとシつけら
れているＡＭＰ型コネクタ１２４によシ終端された光フ
アイバ組立体１１２と、捕えられて回ることができるナ
ツト１３０がと９つけられているＳＭＡ型コネクタ１２
８によυ終端された光フアイバ組立体１１４とを示す。

それらのコネクタ１２４．１２８は周知のものであるか
ら、図示のような外形を有するものであるということ以
外、それについて詳しく述べることは不要である。

光フアイバ組立体１１２．１１４の結合装置１１０への
必要な接続を行うためには、適切なアダプタ１４０゜１
４２を設ける必要がおる。アダプタ１４０（第６Ａ図）
は、ボス１２０の内面ねじ部１３６がねじ合わされるね
じ部１５４を外面に有する大きい直径の部分１５２と、
それの外面から延びた小ざい直径の部分すなわちボス１
５６とを有する。そのボス１５６の外面にはナツト１２
６がねじ合わされるねじ部が設けられる。アダプタ１４
０には、蔚型コネクタ１２４０円錐台形端部を受ける形
の穴１６０も設けられる。

アダプタ１４２は、ボス１２２の内面ねじ部１３６がね
じ合わされるねじ部１６４を外面に有する大きい直径の
部分１６２と、ナツト１３０がねじ合わされるねじ部１
６８を外面に有する小さい直径の部分すなわちボス１６
６とを有する。アダプタ１４２には、ＳＭＡ型コネクタ
１２８の円筒形端部を受ける形の穴１７０も設けられる
。

コネクタ１２４．１２８のいずれにもＧＲＩＮレンズは
設けられないから、適切なＧＲＩＮレンズ（図示せず）
を受ける寸法の軸線方向の穴１７４を有するレンズホル
ダー１７２を各ベース板に設ける必要がある。ボス１２
０，１２２の内面ねじ部１３６をねじ合わせるねじ部１
７６がレンズホルダー１７２の外面に設けられる。レン
ズホルダー１７２に用いられるＧＲＩＮレンズは第１の
実施例に用いられているＧＲＩＮしンズに類似する。

結合装置１１Ｇを組立てる時には、第１の実施例につい
て説明したようにして雄ねじ１３４を用いることによシ
、２枚のベース板１１６，１１８を、それらのベース板
の向き合う面の間に弾性ワッシャ１３２をはさんで、ま
ず組立てることができる。ベース板の組立時にベース板
を最初に整列させるために心出しロッドを使用する。そ
れから、（穴１７４内にＧＲＩＮレンズが固定されてい
る）一方のレンズホルダー１７２が、工具１７Ｂ（第７
図）を用いることによシ、一方の穴１３８にねじこまれ
る。その工具１７８はハンドル部１８０を含み、そのハ
ンドル部の一端から一対のピン１８２が突出する。それ
らのピン１８２は、レンズホルダー１７２およびアダプ
タ１４０．１４２に設けられている貫通穴１８４と協働
して、工具１７８を回すとレンズホルダーまたはアダプ
タが回てれて適切な穴１３Ｂの中に入れられたり、その
穴１３８から出でれたシするようにする。穴１８４は空
気または樹脂の排出穴として機能し、組立中に空気また
は樹脂が結合装置の内部から出ることができるようにす
る。

レンズホルダーが所定の場所にあると、アダプタ１４０
．１４２が既に位置石せられているレンズホルダー１７
２に接触するように、それらのアダプタが工具１７８を
用いてそれぞれの穴１３８の中にねじこまれる。コネク
タのフェルールによりレンズに加えられる力を吸収する
ために、アダプタ１４０．１４６の小ざい直径の部分の
端面に０リングすなわち封止ワッシャ１８６を当てるこ
とができ、それからコネクタ１２４，１２８がそれの適
切なアダプタの中にすべ９こませられる。ナツト１２６
，１３０がアダプタのねじ部に締めつけられて接続およ
び封止を終了する。

完成された接合部は、第１の実施例と同様に、試験およ
び調整できることになる。試験信号が接合部を通され、
雄ねじ１３４を調整して、前記した最適信号強度が得ら
れるまで、一方のベース板を他方のベース板に対して傾
斜式せる。このようにして安定にされた接合部はすぐに
使用できる。

接合部すなわち結合装置１１０を、ＡＭＰ型とＳＭＡ型
の端末コネクタを１つずつ用いて接続することについて
説明したが、アダプタ１４０．１４２と同じ場所に位置
させるために適切に構成されたアダプタを使用できる限
りは、市販のコネクタの任意の組合せをこの万能結合装
置に使用できることは明らかである。

本発明と、２枚のＧＲＩＮレンズの間の傾斜角を調整す
る原理とを利用することによシ、光ファイバとレンズの
間の軸線方向の不整列および角度不整列、ならびに２枚
のレンズの間の角度不整列によシ生じきせられる損失を
無くすこと、または少くとも大幅に減少させることが可
能である。４点支持の同じ技術により、その傾斜角度を
容易に調整し、それから厳密に制御することができる。

伝送係数を最初にモニタせねばならないというぎせいを
払って、低損失、低コストおよび再現性の高い結合装置
（第１の実施例）、または低損失の万能結合装置（第２
の実施例）を製作できる。第２の実施例により、適切な
アダプタを介して、既に終端てれている標準コネクタを
使用できる。変位分解能を高くするため、および機械的
な寸法の誤差に起因する僅かに大きくなる横方向のずれ
損失というぎせいを払って結合装置の寸法を最小にする
ために、種々のビーム拡大レンズすなわち結像レンズを
使用できる。光ファイバの典型的な寸法は直径が１０〜
４００ミクロンである。

実際には、任意の態様の結像技術す逓わちビーム拡大技
術を使用する装置における結合を改善するためにも本発
明を使用できる。

次に、本発明の諸原理を利用するいくつかの付加構造と
、本発明の諸原理内のいくつかの変更例とを以下に説明
する。

１、バルクヘッド・コネクタ（第８図）開口面の大きい
光源からの光を光ファイバに効率的に結合させるように
バルクヘッドにねじこむことができるアダプタ１８８へ
、本発明の結合装置の半分（１１６，１３２）を、適切
な雄ねじ１３４によシとシつけることができる。この場
合には、ベース板１１ａ内のＧＲＩＮレンズが光像を、
光フアイバ組立体１１２の光ファイバの開口面に結び、
傾斜調整機構によって光源の像を受光光ファイバ上に最
適に結ばせることができる。本発明の原理を用いること
により、発光ダイオード（ＬＥＤ　）光源と光ファイバ
の間の良好か結合を実現できる。

Ｈｅ−Ｎｏ　　レーザ、注入レーザダイオード、ＬＥＤ
のよう彦各種の光源を使用できるから、コネクタまたは
結合装置に各種のＧＲＩＮレンズを使用できる。たとえ
ば、０．２２５−８ＬＳ−３のセルフォック（８ＥＬＦ
ＯＣ）　（商標）レンズを用いて、万能型コネクタをＨ
ｅ−Ｎｅ　レーザに結合した。挿入損失は、１００／１
４０　０．３　ＮＡ　ＳＩ光ファイバの場合に０．３ｄ
Ｂ、　５０／１２５０．２　ＮＡ　ＧＩ光ファイバの場
合に０．５　ｄ　Ｂでおることが見出されている。１０
μｍの０．１１ＮＡ単一モード光フアイバに０．２５−
８ＬＮ−２，０■レンズを用いた時の挿入損失測定値は
０．８　ｄ　Ｂであった。

２、単一モード・コネクタ 単一モード光ファイバを通じて光を伝送するためには、
コアの位置合わせおよびビームの位置合わせでは非常に
小さい誤差である必要がある。多くの場合に、単一モー
ド光ファイバコアの直径は１０ミクロンにすぎない。本
発明により、グラスマイナス０．１ミクロンの確度で集
束領域を位置させることが可能である。その領域および
それの誤差は、１３００ナノメートルの単一モード光フ
ァイバの１０ミクロンコア直径内に十分おさまる。明ら
かに、本発明の諸原理は単一モード光ファイバを接続す
る浸れた方法を提供するものであるが、余分の損失（レ
ンズの収差による）のために挿入損失は１．６ｄＢまで
高くなることが予測される。

５ＬＷ−１，８５ＥＬＦＯＣレンズを用いる単一モード
コネクタの平均損失は１ｄＢであることが見出式れた。

本発明の結合装置の出口アパーチャに一連の光ファイバ
を置くことができることは、光フアイバ像の確度および
置換についてのｒｔｔ算から明らかである。圧電物質を
用いるような、精密な伝送技術を用いて傾余Ｆ角を制御
することにょシ、出力アパーチャを一方の出力光ファイ
バから別の出力光ファイバへ切換えることができるよう
に、出力アパーチャを傾斜式せることができる。これが
第９図に示されている。第９図においては、入力光ファ
イバ１９０が、ＧＲＩＮレンズ１９６に近接する一対の
（図示の場合）出力光ファイバ１９４とともに、フェル
ール１９２の内部に保持てれる。フェルール１９２とＧ
ＲＩＮレンズ１９６はケース１９８の内部に保持される
。ケース１９８は空所２００を有し、この空所２００の
内部においては、圧電ｘ／ｙベンダー２０４に平面鏡２
０２がとりつけられる。Ｘ方向およびＸ方向の動きのた
めの制御電圧が線２０６，２０８をそれぞれ介してベン
ダー２０４へ与えられ、適切な光ファイバを選択した時
に、入力光ファイバ１９８からの光信号が選択された出
力光ファイバ１９４へ反射される（破線で示されている
）ように、所要の値の電圧がベンダ２０４へ与えられる
。

第１０図は、光スィッチとして使用でき、かつ一端コネ
クタと考えることもできる別の構造を示すものである。

第１０図において、ベース板１６はそれの穴３６の中に
レンズホルダー２４を保持する。このレンズホルダー２
４　ハＧＲＩＮ　レン、＜１２と光ファイバ・フェルー
ル５６を保持スる。この場合には、雄ねじ３４はベース
板１６と弾性ワッシャ部材３２を通り、反射鏡支持体２
１０に受けられる。この反射鏡支持体２１０は内面に平
面鏡２１２を支持する。光ファイバ・フェルール５６は
複数の光ファイバを支持する。複数の光ファイバのうち
の１本が参照番号２１４で表１れ、かつその光ファイバ
２１４はホルダー内に軸線方向に位置させられる。他、
つ光ファイバが参照番号２１６，２１８で表され、それ
らの光ファイバは光ファイバ２１４を中心として対称的
に配置はれる。光ファイバ２１４は入力光ファイバとし
て考えることができ、光ファイバ２１６．２１８は出力
光ファイバと考えることができる。構造は３本の光ファ
イバを用いる図示の構造に限定されるものではないこと
がわかるでおろう。

選択した１本または一対の雄ねじを適切に調整すること
により、入力光ファイバ２１４によシ送られて、平面鏡
２１２上のレンズにより結像される光信号を、任意に選
択した１本の出力光ファイバ２１６．２１８へ平面鏡２
１２により反射できるように、平面鏡２１２をペース板
１６０光軸および光ファイバ２１４，２１６，２１８の
光軸に対して傾斜させることが可能である。選択される
出力光ファイバを選択するだけでサーボモータを適切に
動作させて平面鏡２１２の適切な傾斜調整を行うことが
できるように、たとえばマイクロコンピュータにより適
当に制御されるサーボモータ（図示せず）によって６雄
ねじ３４を駆動させるようにすることによって、出力光
ファイバの選択作業を機械化できる。

先に行った本発明の詳細な説明においては、本発明の結
合装置の微調整を、試験光エネルギー源からの光エネル
ギーを１本の光ファイバから結合装置を経て他方の光フ
ァイバへ送られ、モニタされている信号が最大になるま
で他方の光ファイバの出力をモニタする、という手順に
従って行った。モニタされている光信号が最大になった
時にコネクタは調整されたと考えられる。この技術は、
短い光ファイバに対しては満足できるが、電話データシ
ステムの場合におけるように、教生ロメートルの長さの
光ファイバの場合にはかなり満足できなくなる。

別のモニタ技術を第１１Ａ図〜第１１Ｃ図を参照して説
明する。このモニタ技術は、プラスチック被　、覆をク
ラツド光ファイバコアからはぎ取９、その代りに、その
クラツディング材料より減衰率が低く、屈折率が高い材
料の被覆を用いたとすると、クラツディングモード（ク
ラップインク内部の光エネルギー）がそれから除去され
、周囲の物質内で検出できるという原理を基にしている
。除去されたモードが最小にされるものとすると、最大
のエネルギーが光フアイバコアに沿って通ったと考える
ことができる。適当なモニタに接続されている適当な検
出器を使用することによシ、調整を最適にするように、
調整中の除去されたクラツディング・モードをモニタす
ることが可能である。

第１１Ａ図および第１１Ｂ図は、適当な材料から作られ
て、４本の検出用光ファイバ２２２を内部に有する検出
器２２０を示す。この検出器２２０には長手３９一 方向に延びる中央溝２２４が設けられ、この中央溝の周
囲に４本の光ファイバが対称的に配置される。

検出器２２０のボデーの周囲を回転して中央溝２２４を
覆うことができるように、検出器に外部シース２２６が
施される。光ファイバ２２２はモニタに接続される。

検出器２２０が、第１０図の一端コネクタす碌わち光ス
ィッチに接続されている様子が第１１Ｃ図に示されてい
る。この場合にはフェルール５６の端部において出力光
ファイバ２１６　、２１８からプラスチック被覆が除去
され、クラツディングの屈折率より高い屈折率を有する
半透明の樹脂コンパウンド２２Ｂが光ファイバ２１６　
、２１８の除去式れた周囲に注封される。全ての光ファ
イバ２１４，２１６，２１８が溝２２４の中に配置され
、検出器の光ファイバ２２２の研磨でれた端部が樹脂コ
ンパウンド２２８に接触するように、検出器２２０は位
置させられる。検出器が意図しないのに外れることを阻
止するために、溝を覆うためにシース２２６が回転させ
られる。光ファイバ２２２はモニタ２３０に接続され、
試験信号が入力光ファイバ２１４に沿って送られる。

信号をたとえば第１１Ｃ図の上側の出力光ファイバ２１
８へ反射させるためＫ、平面鏡２１２が雄ねじ３４によ
り傾斜させられたとすると、出力光ファイバ２１８から
材料すなわち樹脂コンパウンド２２８へもれた光のため
に、光ファイバ２２２により受けられたある量の光をモ
ニタ２３０が記録する。レンズ７２により集束てれて反
射された光が、選択された光ファイバ２１８の端部から
漂遊するために、光は樹脂コンパウンド２２Ｂの中に漏
れる。モニタされている光エネルギーが最少である点ま
で雄ねじ３４が調整されると、それは、最大の光エネル
ギーが光ファイバのコアを伝わって送られたこと、およ
びコネクタが適切に調整式れていることを示す。そうす
ると検出器を外すことができ、または結合装置の永久部
品としてその位置に検出器を接着できる。

第１１Ａ図、第１１Ｂ図に示す検出器においては、４本
の光ファイバ２２２が光フアイバフェルールの軸を中心
として対称的に配置されているが、対称的に配置された
３本の光ファイバ２２２を用いることも可能である。更
に、樹脂コンパウンド２２Ｂが十分に長ければ、樹脂コ
ンパウンド内部での光の散乱のために、はぎとられたモ
ードが数センチメートル以内の指向性を失うから、１本
の検出器光ファイバで十分かもしれない。光が散乱させ
られ、樹脂コンパウンド２２８の内部で適度に一様に分
散させられると、散乱された光を１本の光ファイバで検
出できる。はぎとられたモードの指向性がよシ強ければ
一層多くの検出器光ファイバを必要とする。

以上述べたコネクタの検出器調整は、出力光ファイバの
端部における光エネルギーをモニタすることなしに行う
ことができる。更に、この検出器は本発明の先に述べた
どの実施例にも使用できる。

また、第１０図に基本的に示されている光スィッチにこ
の検出器に永久に含まれてマイクロコンピュータに接続
されたとすると、その検出器は選択された傾斜調整の確
度を連続指示し、したがってその指示をマイクロコンピ
ュータへの帰還とじて使用でき、選択された出力光ファ
イバにより最適信号が受信されるまで雄ねじを適切に調
整するサーボモータをマイクロコンピュータが制御する
から、検出器は自身が完全自動光スィッチとなる。

この実施例は入力光ファイバ１本と出力光ファイバを２
本有する１×２の光スィッチと考えることができる。出
力光ファイバの数はスペースの制限により決定されるか
ら、Ｎを出力光ファイバの数として、光スィッチをＩＸ
Ｎスイッチとして設計できる。各ベース板に関連する光
ファイバの数がＮ本である第１図または第４図に示す実
施例を用イテＮ　Ｘ　Ｎスイッチを構成することができ
る。

この実施例においては、光信号が希望の経路を通るよう
に雄ねじを調整するだけで、一方のベース板に関連する
光ファイバへの入力光信号を、他方のベース板に関連す
る任意の選択された出力光ファイバへ、コネクタを通っ
て送ることができる。

光信号はいずれの向きにも進むことができる。この実施
例は、雄ねじの動きを制御するためにマイク（２コア　
ヒ：Ｌ−夕によ多制御されるサーボモータ装置にとくに
有効であシ、上記のような帰還装置によって容易にでれ
る。

第１２図は、第１の実施例におけるような種類の結合装
置に使用されるような構造に関連する別の検出器を示す
ものである。この場合には、レンズホルダー２４がレン
ズ７２を保持し、光ファイバ・フェルール２７８がレン
ズホルダ２４の内部に受けられるようになっている。フ
ェルール内においては、光ファイバ１２ｍがより多くの
光を集めるように、光ファイバの被着層（クラツディン
グ）の屈折率より高い屈折率を有し、かつなるべく低い
減衰率を有する機脂２８２により、裸の光ファイバ１２
＆はバレル２８０内に保持される。ケーブルすなわちシ
ース１２切濫フエルールの拡げられている穴２８４の中
に接着剤２８６によシ接着され、４個というような複数
の半径方向穴２８８が７エルールのボデーを貫通して樹
脂２８２まで延長する。できるだけ多くの光を集めるた
めに高い開口数を有する検出器光ファイバ２９０が、除
去されたモードを検出するためにそれらの穴２８８の中
に挿入される。前記実施例におけるのと同様に、光ファ
イバ２９０は光検出器すなわちモニタに接続され、それ
により樹脂２８２内の光の量をモニタでき、そうすると
、希望の量の光が受光光ファイバへ送られるようにする
ために、結合装置を調整できる。除去されたモードが穴
２８８の領域内で指向性を失ったとすると、除去でれた
モードは樹脂２８２の内部を適度に一様に散乱させられ
るから、１本の検出器光ファイバ２９０のみを必要とす
る。

５、減衰器 これまで説明し、かつこれから説明するどの実施例も、
送られる像が受光光ファイバに関してずらδれるように
、希望の連続可変信号強度が得られるまで、入力光ファ
イバと出力光ファイバの相対的な傾斜角度を調整するだ
けで、信号減衰器として使用できる。送られる信号の強
さをできるだけ強くするということは必ずしも常に必要
ではなく、望ましくもない。本発明の傾斜原理によシ、
送波光ファイバへ戻る後方反射が減少する。レーザダイ
オードの空胴へあまり多くの光が帰還されると不安定に
彦ることかある現在のレーザダイオードにとっては、そ
のこと社重要である。

本発明の減衰技術は単一モード光ファイバまたは多モー
ド光ファイバに使用できる。減衰はモード依存性ではな
いから、本発明の減衰技術は単一モードの用途において
とくに良く機能する。希望に応じて最適な結合または最
適な減衰な行うためにコネクタ・ハウジングを調整でき
るから、減衰を行えることによりピグテール単一モード
減衰器に対する要求が解消される。

６、オプション （１）　　希望によっては、偏光器またはニュートラル
フィルタのような第２の要素を本発明の結合装置に組込
むことができる。それらの要素は、レンズホルダー１７
２に類似するねじ付キャリヤにとシつけることができ、
コネクタにねじこむことができる。

（ｉｉ）　　第３図に示すように、ビーム分割器のよう
カ装置に本発明の原理を使用することも可能である。こ
の場合には、ビーム分割器２９２は４枚のベース板２９
４により囲まれる。ベース板としては、第１図〜第３図
または第４図〜第６図に示すベース板を含めて、任意の
種類のものを使用できる。

各ペース１２９４は、適切なレンズホルダーと光ファイ
バ・フェルールを軸線方向の穴２９６の中に装着する。

その装着の仕方の詳細についての説明は省略する。装着
シャーシー２９８はビーム分割器２゛９２を装着するた
めのものであって、各ベース板に空隙３００を設け、装
着シャーシー２９８と、隣接するベース板２９４の向き
合う面の間の各隅に弾性インサート３０２を挿入できる
ようにするものである。ベース板に設けられている適切
な貫通穴（図示せず）とインサート３０２０貫通穴を通
る細かいピッチの雄ねじ３０４が、各ベース板２９４を
装着シャーシー２８８に留める。ビーム分割器を介する
光ファイバの希望の結合を行うために、雄ねじ３０４の
調整は先に述べたようにして行うことができる。

ω１）先の説明とは反対に、光ファイバの端部を隣接す
るレンズに接触式せること紘常には必要ではなく、ｉた
は可能でない。レンズがそれの焦点距離の正確に４分の
１である時のみ、レンズと光ファイバの端部が接触する
。実際に、レンズを通る像が光ファイバの端部に集束式
せられるようにするために、光ファイバの端部なレンズ
から隔てることが必要なことがある。光ファイバの端部
とレンズの間のそのような間隙を、低減衰率を有する屈
折率整合流体すなわち樹脂を充填して、損失を最低にす
ることができる。

第１４図および第１５図は、光スィッチおよび結合装置
への傾斜調整の原理の使用を示すものである。調整は、
軸線方向の雄ねじではなくて、半径方向の雄ねじにより
行われる。半径方向に調整できる装置は、軸線方向に調
整できる装置より長くでき、かつ細くでき、更に、寸法
の制約により軸線方向調整装置を使用できない用途にと
くに使用できる。

第１４図はバルクヘッド・コネクタ、一端コネクタまた
は光スィッチに使用でき、第８図、第１θ図に示す実飽
例に類似する簡単なベース板および光フアイバ組立体の
組合わせを示すものである。

この場合には、ベース板２３２は小径フランジ２３４を
有する。このフランジの周縁部には隔てられた穴２３６
が設けられる。ボス２３８が７ランジ２３４から後方へ
突き出し、中心穴２４０がベース板を全長にわたって延
びる。フランジ２３４から離れて位置式せられ九半径方
向の４個の穴２４２がボス２３８を中心穴２４０まで貫
通する。ビーム拡大レンズナ彦わち結像レンズ２４６を
装着するフェルール２４４が設けられ、光ファイバ２４
８がレンズ２４６に近接するまでフェルール２４４を貫
通する。弾性被覆すなわち弾性カバー２５０のようなス
ペーサ一手段がフェルール２４４にかぶせられ、半径方
向に向けられたねじ穴２５２がフェルールに図示のよう
に設けられる。それらのねじ穴はカバー２５０を貫通す
る。

第１４図に示す装置を組立てるために、穴２５２が穴２
４２に整列させられるまで、カバーされたフェルール２
４４が中心穴２４０の中に挿入される。細かいピッチの
雄ねじ２５４が穴２４２を通ってねじ穴２５２にねじこ
壕れる。その後でこの装置はパルクヘッドまたは反射鏡
アセンブリ（第８図、第１０図）に取付ねじ２５６によ
り取付けられる。

適当な光源とモニタをこの装置に接続した後で、半径方
向の雄ねじ２５４を回して、希望の最高光伝送その他の
光伝送を行うように、フェルールの端部を上方、下方ま
たは側方（ｔたはそれらの方向の組合わせ）へ動かすこ
とができる。フェルール２４４が弾性物質で覆われてい
るから、雄ねじ２５４を回すと、フェルールおよびそれ
のレンズがベース板に対して傾斜させられて希望の結果
を達成する。

ベース板２３２は、第１図〜第３図を参照して説明した
ように、レンズホルダーで置き換えることができる。そ
のレンズホルダーはベース板にキーで固定でき、適当な
固定ナツトによシベース板に固定できる。調整できるよ
うにするために、その固定ナツトは雄ねじ２５４を露出
状態にする。半径方向傾斜特性を有する光フアイバ間の
コネクタを得るために、向き合うベース板を一緒に固定
し、それぞれのベース板に適切に固定される。この構造
では軸線方向の傾斜は求められないから、ベース板の向
き合う面の間に弾性部材を置く必要はない。

第１５図は、別の結合装置２６０に適用される半径方向
調整の原理を示す。この場合には、結合装置のボデー２
６２の一端に半径方向の穴２４２が設けられ、第１４図
に示す実施例におけるようにして作られているフェルー
ル２４４を軸線方向の穴２４０に受ける。ボデー２６２
の他端部の外面にねじ部２６４が設けられ、中心穴２４
０にフェルール２６６を受ケる。フェルール２６６は藺
導で、適当なビーム拡大レンズすなわち結像レンズ２６
８と光ファイバ２７０を含む。フェルール２６６は周縁
フランジ２７２を有し、そのフランジはコネクタのボデ
ー２６２の端部に接触する。７ランジ２１２のボデー２
６２の端部に留めることによシ、フェルール２６６を所
定の位置に保持するためにナツト２７４が設けられる。

全ての部品が所定位置に取付けられたら、１本の光ファ
イバに沿って適当な試験信号を送ることができ、コネク
タの他の側でモニタできる。希望の信号強度がコネクタ
を通じて送られたことをモニタされている信号が示すま
で、雄ねじ２５４を調整シてフェルール２４４とそれの
レンズおよび光ファイバを傾斜させる。調整が終ったら
、全ての部品を調整された位置に保持するために、空隙
２５５をエポキシ樹脂で充たす。

第１４図、第１５図は、第１図の簡単に嘔れた実施例に
類似する簡単な構造を示す。しかし、本発明の要旨を逸
脱することなしに、半径方向に調整できる他の装置を得
るため、および小型のレーザダイオードまたは発光ダイ
オードを組込むために、適当なレンズホルダーおよびア
ダプタを使用できる。

とくに示してはいないが、調整地ねじの構成は図示のも
のと全く同じにする必要はない。たとえば、フェルール
２４４のねじ穴２４２を設ける必要はなく、雄ねじをね
じこみ、それらの雄ねじの端部がフェルールの外面（ま
たは弾性被覆）に接触するように、ハウジングの貫通穴
２４２にねじをきることができる。フェルールの調整は
先に説明したようにして行われる。また、ハウジングの
穴２４２（ねじが切られる場合と、切られない場合も）
はハウジングの外側部分（第１５図では左端部）近くに
設ける必要はない。それらの穴２４２は、ハウジング内
に装着場れた時にそのフェルールの内端部の附近で、中
心により近く設けることができる。

本発明の別の実施例は、第１５図から明らかなように、
各端部に同じ装着機構を用いて、右側および左側の同一
のフェルールを使用する。たとえば、左側フェルールに
ナツト２７４に類似する係留ナツトを有することができ
、ハウジングのねじ部２６４にナツトをねじ合わすこと
ができる。もちろん、フェルールがハウジング内に設け
られた後で、ナツトをじゃましないように調整ねじを７
１ウジング内部に設ける必要がるる。フェルールをノー
ウジング内に正しく位置させて、正しく整列させるため
に、ハウジング２６４に設けられているキー溝（図示せ
ず）に挿入する、第１図の実施例に示されているキー４
２に類似するキーをフェルール２４４と２６６になるべ
く設ける。

以上の説明から明らかなように、光学的に結合されてい
る光ファイバに対して、調整を軸線方向または半径方向
に行う種々の実施例で本発明の原理を実施できることが
明らかである。

第１６図〜第１８図に示すように、弾性部材すなわち弾
性被覆を必要としない別の実施例も可能である。第１６
図の実施例は第１図に示す実施例に類似し、第１７図、
第１８図に示す実施例は第１５図に示す実施例に類似す
る。

第１６図は、前記光フアイバ組立体１２．１４とほぼ同
じである一対の光フアイバ組立体３１２゜３１４を光学
的に結合するために用いられる結合装置３００を示す。

この場合には、光フアイバ組立体は、レンズホルダー３
２４，３２８にそれぞれ保持式れているナツト３２６，
３３０をねじボス３２０．３２２にそれぞれねじ合わせ
ることによシ、ベース板３１６．３１８にそれぞれとシ
フけられる。

第１図に示す実施例と同様に、ベース板３１６の周辺部
近くに円周方向に隔てられた貫通穴が設けられ、ベース
板３１Ｂには周縁部近くに対応するねじ穴が設けられる
。雄ねじ３３４の態様の固定および調整手段がベース板
３１６の穴を通って、ベース板３１８のねじ穴にねじこ
まれる。

一方のベース板に対する他方のベース板の傾斜調整のた
めの支点が、一方のベース板（たとえばベース板３１８
）の面から他方のベース板（３１６）へ向って突き出て
いる全体として半球状の突起すなわちスペーｖ−３３２
によ多形成される。突起３３２はベース板と一体にもで
きれば、図示のように適切に位置させられる別々の部品
とすることもできる。

図示のように、突起３３２の一部が、他方のベース板の
向き合う面に設けられている小石い直径の円筒形状くほ
み３３４の中に受けられる。雄ねじ３３４が初めて締め
つけられると、突起３３２がくぼみ３３４の円形縁部に
当たシ、したがって両方のベース板は相互に相対的に半
径方向に配置させられる。それから、一方の光ファイバ
およびそれのレンズから他方のレンズおよびそれの光フ
ァイバに送ることができる１、光エネルギーを最適にす
るために、一方のベース板を他方のベース板に対して傾
斜させることができるように、第１図に示す実施例につ
いて説明したようにして雄ねじ３３４を調整できる。

この実施例では、それぞれのＧＲＩＮレンズを互いにで
きるだけ近づけることが望ましく、したがって、レンズ
ホルダー３２８は、それのレンズが突起３３２の最も外
側の表面の点にあるように、ベース板３１８内に配置で
きなければならない。同様に、レンズホルダー３２４の
レンズをくぼみ３３４の最も内側の表面に置かなければ
ならない。

この傾斜機構は「球継手」のようにして動作することが
明らかである。したがって、くぼみ３３４は、突起３３
２の球形に一致するように、図示の円筒形の代りに球形
とすることができること、およびくぼみと突起の少くと
も一方にポリテトラフルオロエチレンのような減摩材の
薄い層を付着できることが明らかである。ベース板３１
６．３１８が適当なプラスチック材料から成型でれる場
合は、突起とくぼみの間の摩擦すなわち拘束を気にする
必要かないことがある。

気密封止を必要とする場合には、突起とくぼみの接触部
の周囲にＯリングのようなシールを設けることが可能で
ある。同様に、第１図に示されている弾性ワッシャ３２
のような弾性ワッシャを使用でき、突起３３２が空所領
域５０の中に位置式せられる。更に、たとえばＡＭＰ型
またＨｓｍ型の市販のコネクタに終端する光フアイバ組
立体を使用するものとすると、第４図および第５図に示
す万能型コネクタを適当に変更して用いて、第１６図を
参照して説明した「玉およびソケット」型傾斜機構の利
点を享受することが可能である。

第１７図は、第１のフェルールすなわちレンズホルダー
４６６がハウジング４６２の一端に配置されて、フェル
ールのフランジ４７２およびハウジングのねじ部４６４
にねじ合わされるナツト４７４によシそこに固定される
半径方向コネクタ４６０を示す。

光フアイバ組立体４７０はビーム拡大レンズすなわち結
像レンズ４６８に終端する。前記のように、フェルール
４６６をハウジング内に反復して確実に位置させるため
に、キー溝（図示せず）に挿入されるキー（図示せず）
をフェルール４６６に設けるべきである。

レンズ４４６と光フアイバ組立体を保持する第２のフェ
ルール４４４が、ハウジング４６２の他端部からそのハ
ウジング内に位置させられる。この場合には、環状の球
面部材４５０の態様のスペーサーがフェルール４４４に
きつくはめこまれ、かつハウジングの内面に接触する。

半径方向のねじ穴４４２がハウジングに貫通され、調整
用の雄ねじ４５４の態様の固定および調整手段がそのね
じ穴に受けられる。それらの調整雄ねじの端部は支持す
るようにしてフェルール４４４に接触できる。一方の光
ファイバから他方の光ファイバから送られる光信号を最
適にするために、ハウジング４６２と他のフェルール４
６６に対するフェルール４４４０角度の向きを変えるよ
うに調整雄ねじ４５４を個々に調整できる。

第１８図に示す実施例においては、部品５６２゜５６４
．５６６．５６８，５７０，５７２，５７４は第１６図
の同等の部品に対応する。しかし、他端部における部品
はかなシ異なシ、第２のフェルール５４４のフランジ５
５６のねじ部にねじ合わせるナツト５５２により、第２
のフェルール５４４がハウジング５６２に装着される。

光フアイバホルダー５５０が光フアイバ組立体５４８を
保持し、かつ球面レンズ５４６に終端する。

レンズ５４６はフェルール内に摩擦により保持され、中
心の光ファイバに融着される。フェルール５４４に設け
られているねじ穴５４２に雄ねじ５５４がねじ込まれる
。この雄ねじ５５４は光フアイバホルダー５５０を中心
に置き、かつフェルール５４４およびハウジング５６２
に対する光フアイバホルダー５５０の相対的な角度も調
整する。球面レンズ５４６は光フアイバホルダー５５０
のための支点として機能する。

したがって、この実施例においては、光信号は一方の光
フアイバ組立体から他方の光フアイバ組立体へ通ること
ができる。

第１９図は、第１図に示す光フアイバ組立体１２゜１４
とほぼ同一の光フアイバ組立体６１２，６１４を光学的
に結合するために用いられる別の結合装置６００を示す
。この実施例では、レンズホルダー６２４．６２８にそ
れぞれとりつけられて、ねじボス６２０．６２２にそれ
ぞれねじ合わされるナラ）　８２６　。

６３０により、光フアイバ組立体はベース板６１８゜６
１６にとシつけられる。

第１９図に示す実施例は第１図に示す実施例とは種々の
面で異なる。第１に、ベース板６１６，６１８は互いに
同じでないことである。ベース板６１８はベース板１Ｂ
または３１８に類似する標準のベース板であるが、ベー
ス板６１６には、ベース板６１Ｂの平らな面に向き合っ
て、一方のベース板に対する他方のベース板を傾斜調整
するだめの支点として機能する球面６３６が形成される
。

傾斜調整は、他の実施例におけるのと同様に、ベース板
６１６０周縁部近くの貫通穴を通って、ベース板６１Ｂ
の周縁部近くの対応するねじ穴に受けられる、雄ねじ６
３４の態様の固定および調整手段によシ傾斜調整が行わ
れる。この実施例においては、雄ねじ６３４の頭部とベ
ース板６１６の裏面の間に、ゴムワッシャ、Ｏリング、
ベルビル（Ｂａｌｌａｖｉｌｌｅ）ワッシャなどのよう
な弾性手段６３２が置かれる。

この実施例の調整はたとえば、第１図、第１６図に示す
実施例におけるのと同様にして行われる。

この実施例にはいくつかの利点がある。たとえば、レン
ズが物理的に互いに近接しているために、端部分離損失
が減少する。また、雄ねじの頭部とベース板の間に弾性
部材が置かれているために、結合装置の調整が多少容易
なことである。１本の雄ねじ６３４を締付けたり、ゆる
めたすすると、弾性部材６３６の弾力のためにベース板
の他方の側を動かすことができ、したがって、ベース板
を相互に傾斜運動させるために、反対側の雄ねじをゆる
めたシ、締付けたシする必袂はない。

他の実施例と同様に、この実施例もいくつか変更できる
。同じ原理を第５図に示す結合装置、または減衰器その
他の装置のために使用できる。また、調整可能度を高め
るために、各ベース板に球面６３６のような球面を設け
ることが可能である。

更に、ベース板６１６，６１８を使用する特定の場所に
応じて、それらのベース板の外形を円形ではなくてたと
えば正方形にできる。このことは他の実施例でも同様で
ある。

明らかに、認められるほどの損失を生ずることなしに結
合装置の切離しと再接続を行えるように、ある光ファイ
バを他の光ファイバまたは光源に結合するだめの独特の
機構を本発明は提供するものである。この結合装置は製
作が容易で、安価であシ、使用が容易で６って光ファイ
バの技術における大きな進歩を表すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光フアイバ結合装置の側面図、第２図
は本発明の結合装置の主な部品の図、第３図は本発明の
ベース板内に愛社ることができる光ファイバおよびレン
ズの横断面図、第４図は本発明の結合装置の第２の実施
例の側面図、第５図は第４図に示す第２の実施例の主な
部品の図、第６Ａ図および第６Ｂ図紘第２の実施例にお
いて可能である接続の簡略化した横断面図、第７図は第
２の実施例の部品に使用できる工具を示し、第８図は本
発明の原理を用いるバルクヘッドコネクタを示し、第９
図および第１０図は本発明の原理を用いる２個の一端結
合装置（光スィッチ）の横断面図、第１１Ａ図、第１１
Ｂ図、第１１Ｃ図および第１２図は本発明に使用できる
モニタ用コネクタを示し、第１３図は本発明の原理を用
いるビーム分割器を示し、第１４図および第１５図は本
発明の原理を用いて半径方向に調整できる結合装置の２
つの実施例を示し、第１６図はそれを中心として傾斜調
整を可能にする球状支点を用いる第１図に類似の実施例
を示し、第１７図は傾斜調整のための球状支点部材を用
いる第１５図に類似の実施例を示し、第１８口拡円筒レ
ンズの代シに球面レンズを用いる第１５図に類似の実施
例を示し、第１９図はある面が第１６図に示す実施例に
類似する別の実施例を示す図である。 １０　、１１０　、３００　、６００・・・・光ファイ
バの結合装置、１６　、１８　、１１６，１１８，２３
２，３１６．３１８．２９４゜６１６．６１８・・・・
ベース板、２４，２８，１２４，１２８・・・・コネク
タ、４０．４２．１４０，１４２，１８８・・・・アダ
プタ、５６　、４４４，４６６．５４４　・・・・フェ
ルール。 ＦＩＧ、　６Ａ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　８ −鵡 ＦＩＧ、　１Ｂ ＦＩＧ、　１５ −ら 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　　６７．７．９１
．事件の表示 昭和６１年待　　許願第ｇｚＢ７９号 事件との関係　　　　特　　　　許出願人名称（氏名）
士マー１し・エム・ｔＴ’ニでニ５、→、、ヶの日付　
　昭和６１年　６　月２＋日６、補正の対象 （１）委任状 （２）明細書 「乙補正の内容 （い別紙の通り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれビーム拡張レンズすなわち結像レンズで終端し
   ている一対の光ファイバを端部を突き合せた関係で光学
   的に結合する結合装置において、前記各光ファイバのた
   めのベース手段であつて、軸線方向の穴および前記レン
   ズの１枚を固定する手段を含むベース手段と、これらの
   ベース手段の向き合う端面の間に位置させることができ
   、それらの端面を光エネルギーが横切ることを許す弾性
   部材と、前記ベース手段を、それらのベース手段の間に
   捕えられている前記弾性部材に相互に連結するための軸
   線方向に延長する固定および調整手段とを備え、それに
   より前記固定および調整手段は、１本の光ファイバおよ
   びそれのレンズから他方のレンズおよびそれの光ファイ
   バへ伝送できる光エネルギーを最適にするように、一方
   のベース手段を他方のベース手段に対して角度調整する
   ために個々に軸線方向に変位できることを特徴とする一
   対の光ファイバを端部を突き合せた関係で光学的に結合
   する結合装置。