JPS6322690Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は発光ダイオード装置特に光フアイバ通
信用の発光ダイオード装置に関するものである。
発光ダイオード（LED）装置は広い温度範囲で
安定に動作し、長寿命でかつ低価格なことから
低・中速度、短・中距離光通信の光源に適してお
り、使用実績も豊富である。しかし、レーザと異
なり発光ビームが広がるので、例えばコア径
100μm前後の光フアイバへ入射し、伝搬する成分
は全発光出力の数％以下というようにきわめて小
さい。第１図は簡易な発光装置の例である。
LED素子２はダイボンド、樹脂接着などにより
金属ステム（基台）３に固定され、ガラス板６を
保持する金属キヤツプ５はリングウエルド（溶
接）によりステム３と一体化され、LED素子２
を気密封止している。この発光装置の欠点はフア
イバ１に入射し、伝搬する光の成分が小さいた
め、１Km程度以下の短距離通信に用途が限定され
ることである。これは、LED素子２の発光放射
パターンが大きく広がること及びフアイバ１と素
子２の距離が一般に１mm以上となるために、光結
合効率（光フアイバへの出力と全発光出力の比）
が低下することによるものである。４はリード電
極であり、５はキヤツプである。

これを改善するために、第２図のように球レン
ズ７をエポキシ接着剤８により素子２に固定した
ものも使用されている。球レンズ７により発光放
射パターンは狭くなり、光結合効率は向上する。
しかし、この構造では光は球レンズ７のほかにガ
ラス板６をも通過することとなり、光の損失が大
きい。また、樹脂接着なのでヒートサイクルなど
により接着力が低下して球レンズ７が外れること
があるという欠点がある。また、第３図のように
球レンズ７をガラス板６の中央に設けて光の損失
増加を回避した構造もあるが、この構造では球レ
ンズ７とガラス窓６を溶接させる際の球レンズ７
の変形により光結合効率が低下する。また、変形
を避けるため両者を樹脂接着させる方法も考えら
れるが、第２図と同様接着力の低下の問題がある
上に、気密封止ではなくなるという欠点がある。

さらにこの例では球レンズ７の径や、キヤツプ
５の肉厚などの寸法によつては球レンズ７がキヤ
ツプ５の円盤状上面よりも外側に出ることが多
く、例えば第４図のように発光ダイオード装置１
０をレセプタクル１１に組み込んだ場合に、フア
イバプラグ１２をレセプタクル１１に嵌合させ、
袋ナツト２４でしめ付けるとフアイバスリーブ２
３の端面が球レンズ７に当り、ガラス板６に割れ
が生じる。２２は発光ダイオード装置固定ネジで
ある。

本考案は、前記した従来技術の欠点を解消し、
光結合効率が高くかつ長期的に信頼性の高い発光
ダイオード装置を提供することを目的とする。

本考案の構成を、実施例を示す図面を参照して
具体的に説明する。

第５図は本考案の一実施例を示し、LED素子
２は従来と同様にステム３に固定される。４はリ
ード電極である。キヤツプ５の円盤状上面の中央
でキヤツプ５は内側に折り曲げられて円筒孔５１
が形成されており、円筒孔５１の内径は球レンズ
７とほぼ等しく構成する。球レンズ７には第６図
に示すようなメタライズ層７１が設けられてお
り、キヤツプの円筒孔５１と球レンズのメタライ
ズ層７１とをロウ付けする。

球レンズ７の位置はキヤツプ５の円盤面より外
側にとび出ないとともに、ステム３とキヤツプ５
とを一体化したときに、球レンズ７とLED素子
２が接触しない限りにおいて近接するような位置
とする。球レンズ７の径を変化させることにより
LED素子２からの光に対する焦点距離が変化す
るので、光コネクタの構造およびそれによるフア
イバ端面とLED装置の距離に応じて最適径を選
択するが、一般的には0.1mm〜１mmの範囲である。

以上球レンズ７を用いた場合について説明した
が、第７図に示すように、ロツドレンズ９を用い
てもよい。９１はロツドレンズ９のメタライズ層
である。各図において同じ符号は同じ構成要素を
示す。

以上説明したような本考案の発光ダイオード装
置であれば、次のような顕著な効果を奏する。

(1) LED素子と光フアイバとの間にレンズを介
しており、かつ他のガラス板を介していないの
で、発光放射パターンが狭く光結合効率が高く
かつ光の損失も小さくなり、通信距離が長くな
る。

(2) レンズとキヤツプとは樹脂接着剤を用いるこ
となく、ロウ付けされるので気密が保たれると
ともに機械的に強くヒートサイクルや振動など
に対しても長期的信頼性が高い。

(3) キヤツプに円筒孔が設けられており、レンズ
がキヤツプの面よりとび出ないので、フアイバ
スリーブが押しつけられてもレンズが破壊しに
くく、かつフアイバ端面、レンズ表面とも傷が
つかない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は従来の発光ダイオ
ード装置を示す断面説明図、第４図は第３図の発
光ダイオード装置をレセプタクルに組み込んだ例
を示す断面説明図、第５図は本発明の一実施例を
示す断面説明図であり、第６図及び第７図は本発
明の２通りの実施例における部分説明図である。 １：光フアイバ、２：発光ダイオード素子、
３：ステム、４：リード（電極）、５：キヤツプ、
６：ガラス板、７：球レンズ、８：樹脂接着剤、
９：ロツドレンズ、１０：発光ダイオード装置、
１１：レセプタクル、１２：プラグ、２２：発光
ダイオード装置固定ネジ、２３：フアイバスリー
ブ、２４：袋ナツト、５１：円筒孔、７１：球レ
ンズのメタライズ層、９１：ロツドレンズのメタ
ライズ層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ステム３に固定された発光ダイオード素子２
   と、円盤状上面と光透過部とを有し、前記ステム
   ３に固定されたキヤツプ５とからなる発光ダイオ
   ード装置において、前記キヤツプ５の円盤状上面
   には円筒孔５１が設けられており、該円筒孔５１
   には外周にメタライズ層７１，９１を有するレン
   ズ７，９がロウ付けされていることを特徴とする
   発光ダイオード装置。