WO2013046800A1 - 光結合部材及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光結合部材用保持部材 - Google Patents

光結合部材及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光結合部材用保持部材 Download PDF

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WO2013046800A1
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optical fiber
optical
lens
coupling member
contact surface
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鈴木　等
森谷　直彦
岩元　淳
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三菱鉛筆株式会社
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    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4244—Mounting of the optical elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical coupling member used for condensing light from a light emitting element and entering the optical fiber, or condensing light emitted from the optical fiber to a light receiving element, and light using the same.
  • the present invention relates to a connector and a holding member for an optical coupling member.
  • the optical coupling member is used when light emitted from the light source propagates in the optical fiber and is emitted into the air as necessary, or when light propagating in the air is incident into the optical fiber.
  • it is necessary to appropriately position the end face of the optical fiber and the lens in order to suppress propagation loss.
  • a method of positioning the end face of the optical fiber and the lens a method of inserting a spacer as a separate member into the holding member (for example, see Patent Document 1), or a method of providing a spacer portion on the holding member itself Is known (see, for example, Patent Document 2).
  • JP 2007-244104 A Japanese Utility Model Publication No. 5-38606
  • optical coupling member used for such an application is required to have a small size on the shape surface and to maintain the positional relationship between the optical fiber and the lens even when the device surface is repeatedly inserted and removed.
  • Patent Document 1 or Patent Document 2 it is conceivable to apply the method according to Patent Document 1 or Patent Document 2 to positioning the end face of the optical fiber and the lens in such an optical coupling member.
  • the operation of inserting the spacer of another member into the holding member and the operation of providing the spacer portion on the holding member itself become more difficult as the size of the optical coupling member becomes smaller, and there is a problem that the cost required for the operation increases.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an optical coupling member capable of easily positioning a lens and an optical fiber while suppressing an increase in cost, and an optical connector using the optical coupling member And it aims at providing the holding member for optical coupling members.
  • the optical coupling member of the present invention includes an optical fiber, a holding member that holds the optical fiber inserted from an insertion hole formed at one end, and a lens that is accommodated in a housing portion that is formed at the other end of the holding member. And an optical coupling member for positioning by contacting at least one of the lens and the end face of the optical fiber with an abutting surface formed by providing a recessed portion on the outer periphery in the vicinity of the accommodating portion of the holding member. A plurality of the depressed portions are provided on the same plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber.
  • the lens is positioned by contacting at least one of the lens and the optical fiber with the contact surface formed by providing the depressed portion in the holding member, the lens is used as a reference. And / or the optical fiber can be positioned.
  • working efficiency can be improved compared with the case where the spacer of another member is inserted in a holder holding member like the past, or the case where a spacer part is provided in holding member itself.
  • the lens and / or the optical fiber can be brought into contact with the contact surface at a plurality of positions.
  • the lens and / or optical fiber can be positioned with higher accuracy.
  • an angle of the contact surface facing the optical fiber is set to 20 ° or less with respect to a plane perpendicular to the insertion direction of the optical fiber, and a part of the end surface of the optical fiber is contacted with the optical fiber. It is preferable to contact the contact surface. In this way, by setting the angle of the contact surface facing the optical fiber to 20 ° or less with respect to the plane perpendicular to the optical fiber insertion direction, the optical fiber has a core and a clad covering the core, and if necessary.
  • the end faces of the optical fibers are contact surfaces. It is possible to make it easy to ensure the positional accuracy of these components. For this reason, the angle of the contact surface is most preferably 0 °, but if it is 20 ° or less, a desired positional accuracy can be ensured.
  • the angle of the contact surface facing the optical fiber is set to be 30 ° or more and 80 ° or less with respect to a plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber to constitute the optical fiber. It is preferable that a part of the reinforcing layer is brought into contact with the contact surface, and the end surfaces of the core and the clad constituting the optical fiber are arranged closer to the lens than the contact portion.
  • a glass optical fiber is provided with a reinforcing layer that covers the cladding, and when inserted into the holding member, the reinforcing layer at the end is peeled off, and the end surfaces of the core and the cladding protrude from the plane of the reinforcing layer. It has become.
  • the angle of the contact surface facing the optical fiber should be 30 ° or more and 80 ° or less with respect to the plane perpendicular to the optical fiber insertion direction. As a result, it is possible to smoothly insert the optical fiber into a narrow gap surrounded by the abutment surface, and to easily ensure the positional accuracy of the optical fiber during insertion.
  • an angle of the contact surface facing the optical fiber and an angle of the contact surface facing the lens are different from a plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber.
  • An angle is preferred.
  • the lens and the optical fiber having different shapes are effectively positioned by making the angle of the contact surface facing the lens in the depressed portion different from the angle of the contact surface facing the optical fiber. It becomes possible.
  • the contact surface facing the lens is an inclined surface
  • the angle of the inclined surface with respect to a plane orthogonal to the optical fiber insertion direction is 0 ° to 45 °
  • the lens It is preferable that a part of is brought into contact with the inclined surface. In this case, since it can position in the state which supported a part by the side of the optical fiber in a lens, it becomes possible to raise the positional accuracy of a lens.
  • a removal process is performed on the contact surface facing the lens.
  • the removal processing method include cutting processing, press (pressing) processing, grinding processing, and energy beam processing.
  • the optical connector of the present invention is characterized by connecting the optical coupling member of any one of the above-described aspects. According to this optical connector, it is possible to obtain the effects obtained by the optical coupling member described above.
  • the holding member for an optical coupling member of the present invention is provided at a holding body for holding an optical fiber, at one end of the holding body, at a receiving portion for storing a lens, at the other end of the holding body, An insertion hole for inserting an optical fiber, and at least one of the lens and the end face of the optical fiber is formed on a contact surface formed by providing a recessed portion on the outer periphery of the holding body in the vicinity of the accommodating portion.
  • a contact surface for positioning by contacting at least one of the lens and the optical fiber is formed by providing a recessed portion in the vicinity of the holding portion of the holding body.
  • the lens and / or the optical fiber can be positioned with reference to the depression.
  • the lens and / or the optical fiber can be brought into contact with the contact surface at a plurality of positions.
  • the lens and / or the optical fiber can be accurately positioned.
  • an angle of the contact surface facing the optical fiber inserted through the insertion hole is set to 20 ° or less with respect to a plane perpendicular to the optical fiber insertion direction. It is preferable.
  • the optical fiber has a core and a clad covering the core, and if necessary.
  • a reinforcing layer that covers and reinforces this cladding, and when these end faces are made of optical fibers (for example, plastic optical fibers) arranged on the same plane, the end faces of the optical fibers are contact surfaces. It is possible to make it easy to ensure the positional accuracy of these components.
  • the angle of the contact surface facing the optical fiber inserted through the insertion hole is set to 30 ° with respect to a plane orthogonal to the optical fiber insertion direction.
  • the angle is preferably 80 ° or less.
  • a glass optical fiber is provided with a reinforcing layer covering the cladding, and when inserted into the holding body, the reinforcing layer at the end is peeled off, and the end surfaces of the core and the cladding protrude from the plane of the reinforcing layer. It has become.
  • the angle of the contact surface facing the optical fiber should be 30 ° or more and 80 ° or less with respect to the plane perpendicular to the optical fiber insertion direction.
  • the angle of the contact surface facing the optical fiber inserted through the insertion hole and the contact facing the lens accommodated in the accommodating portion is different from the plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber.
  • the angle of the contact surface facing the lens in the depression and the angle of the contact surface facing the optical fiber are different from each other, thereby effectively positioning the lens and the optical fiber having different shapes. It becomes possible.
  • the contact surface facing the lens accommodated in the accommodating portion is an inclined surface, and the angle of the inclined surface with respect to a plane orthogonal to the optical fiber insertion direction is set. It is preferable that the angle be 0 ° or more and 45 ° or less. In this case, since it can position in the state which supported a part by the side of the optical fiber in a lens, it becomes possible to raise the positional accuracy of a lens.
  • the contact surface facing the lens accommodated in the accommodating portion is subjected to a removal process.
  • the removal process is performed on the surface of the contact surface facing the lens, the contact surface facing the lens in the recessed portion can be smoothed, thereby preventing damage to the lens. It is possible to improve the positional accuracy of the lens.
  • the lens and the optical fiber can be positioned.
  • working efficiency can be improved compared with the case where the spacer of another member is inserted in a holder holding member like the past, or the case where a spacer part is provided in holding member itself.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged view within a two-dot chain line B shown in FIG. 3.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line FF shown in FIG.
  • FIG. 7 is an enlarged view within a two-dot chain line G shown in FIG. 6.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line NN shown in FIG.
  • FIG. 17 is an enlarged view inside the two-dot chain line O shown in FIG. 16.
  • FIG. 1 is a side sectional view schematically showing an optical connector to which an optical collimator as an optical coupling member according to the present invention is connected.
  • a semiconductor laser chip and an optical connector provided with an optical lens on the optical axis of the semiconductor laser chip will be described as a light source emitted to the optical collimator. It is not limited to these, and can be changed as appropriate.
  • a semiconductor laser chip 101 is disposed on a mount base 103 of a case 102 and optically on the optical axis of the semiconductor laser chip 101.
  • a semiconductor laser unit 105 having a lens 104 is provided.
  • the optical connector 100 includes an adapter 108 having an opening 106 attached to the side surface 102 a of the case 102 and holding the holder 11 of the optical collimator 10 inserted from the insertion port 107.
  • the laser light emitted from the semiconductor laser chip 101 is converted into parallel light by the optical lens 104 and guided to the opening 106.
  • the parallel light from the optical lens 104 is collected by the collimator lens 12 of the optical collimator 10 and is incident on the optical fiber 13. The incident light is propagated through the optical fiber 13.
  • the optical connector 100 when the optical collimator 10 is inserted to a predetermined position of the adapter 108, the optical lens 104 and the collimator lens 12 are aligned. In this state, the laser light from the semiconductor laser chip 101 is designed to be able to enter the optical fiber 13 appropriately.
  • the configuration of the optical collimator 10 according to the present embodiment connected to such an optical connector 100 will be described.
  • FIG. 2 is a side view of the optical collimator 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • the optical collimator 10 according to the first embodiment includes a holder 11 as a holding member having a generally cylindrical shape, a collimator lens 12 held at one end of the holder 11, and the holder 11. And an optical fiber 13 that is inserted from an insertion hole 11a provided at the other end.
  • a plastic optical fiber is preferably inserted as the optical fiber 13.
  • the holder 11 is made of, for example, a metal material.
  • the metal material constituting the holder 11 is preferably formed of austenitic stainless steel, particularly from the viewpoint of workability.
  • the holder 11 is formed by molding a resin material or a ceramic material.
  • the resin material include polypropylene (PP), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), and polyethylene naphthalate (PEN). ), Polyethersulfone (PES), polyphenylene ether (PPE), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), and the like.
  • the holder 11 is formed by performing various moldings such as injection molding, extrusion molding, and press molding on these resin materials.
  • the ceramic material for example, zirconia, alumina, silicon nitride, silicon carbide, etc. can be used.
  • the holder 11 is formed by performing various moldings such as injection molding, extrusion molding, and press molding on these ceramic materials. Furthermore, glass, crystallized glass, or the like can be used as a material constituting the holder 11.
  • an opening 11b is provided at the end of the holder 11 on the collimator lens 12 side.
  • a housing portion 11c for housing the collimator lens 12 is provided inside the opening portion 11b.
  • the accommodating portion 11c is provided with a size slightly smaller than the diameter of the collimator lens 12, and is configured such that the collimator lens 12 can be press-fitted.
  • the accommodating portion 11c is provided with a size that allows the entire collimator lens 12 to be accommodated therein.
  • a through hole 11 d having a diameter slightly larger than the outer diameter of the optical fiber 13 is provided inside the holder 11.
  • the through hole 11d communicates with the insertion hole 11a and is also communicated with the accommodating portion 11c.
  • a plurality of depressed portions 11 e are provided on the outer peripheral surface of the holder 11. These depressed portions 11e are provided between the accommodating portion 11c and the through hole 11d. These depressed portions 11e are used for positioning the collimator lens 12 and the optical fiber 13, as will be described in detail later.
  • these depressed portions 11e are formed by pressing the outer peripheral portion with a tool or the like.
  • the collimator lens 12 is made of, for example, a glass material, and is composed of a ball lens having a spherical shape. As shown in FIG. 3, the collimator lens 12 faces the opening 106 of the adapter 108 from the opening 11b while being accommodated in the housing 11c of the holder 11, and the optical fiber 13 inserted into the through hole 11d. It arrange
  • the optical fiber 13 is composed of, for example, a plastic optical fiber, and includes a core 13a provided through the center thereof, a clad 13b that covers the core 13a, and a reinforcing layer 13c that covers and reinforces the clad 13b. It is configured. On the end face of the optical fiber 13 facing the collimator lens 12, the core 13a, the clad 13b, and the reinforcing layer 13c are arranged on the same plane. That is, the core 13a, the clad 13b, and the reinforcing layer 13c are arranged on the end face facing the collimator lens 12.
  • the optical fiber 13 is inserted into the through hole 11d through the insertion hole 11a.
  • the optical fiber 13 is fixed in a state in which the tip portion is disposed in the vicinity of the collimator lens 12 so as to face the spherical surface.
  • the optical fiber 13 is fixed to the holder 11 by, for example, an adhesive applied between the inner peripheral surface of the through hole 11d.
  • the fixing of the optical fiber 13 to the holder 11 is not limited to this, and any fixing method can be applied.
  • the optical fiber 13 is composed of, for example, a graded index (GI) type optical fiber.
  • the optical fiber 13 is configured such that the refractive index continuously changes in a cross section perpendicular to the fiber axis.
  • the core 13a and the clad 13b are made of, for example, an all-fluorine-substituted optical resin in which H of C—H bond is substituted with F.
  • the optical fiber 13 is made of a perfluorinated optical resin and is made of a GI type optical fiber, whereby high-speed and large-capacity communication can be realized.
  • the holder 11 is provided to easily position the collimator lens 12 and the optical fiber 13 while suppressing an increase in cost.
  • the depressed portion 11e is used. Specifically, by providing the holder 11 with the depressed portion 11e, the collimator lens 12 and a part of the optical fiber 13 are brought into contact with a contact surface formed in the vicinity of the accommodating portion 11c in the holder 11 for positioning. . This eliminates the need for a configuration such as a spacer for positioning the collimator lens 12 and the optical fiber 13, thereby enabling easy positioning of the collimator lens 12 and the optical fiber 13 while suppressing an increase in cost. Is.
  • FIG. 4 is an enlarged view inside the two-dot chain line B shown in FIG.
  • a contact surface 11 e 1 is formed in a portion of the depressed portion 11 e that faces the collimator lens 12, and a part of the collimator lens 12 abuts on a portion that faces the optical fiber 13.
  • a contact surface 11e 2 is formed, and a part of the cladding 13b and / or the reinforcing layer 13c other than the core 13a constituting the optical fiber 13 is in contact.
  • the collimator lens 12 and the optical fiber 13 are each positioned at a predetermined position of the holder 11 in such a state of contact.
  • the depressed portion 11e is a plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 (for example, a plane C that is arranged in parallel with the end surface of the optical fiber 13 shown in FIG. 4 and passes through the center of the depressed portion 11e. ) Is different from the angle of the contact surface 11 e 1 facing the collimator lens 12 and the angle of the contact surface 11 e 2 facing the optical fiber 13. As described above, the angle of the contact surface 11e 1 facing the collimator lens 12 in the depressed portion 11e and the angle of the contact surface 11e 2 facing the optical fiber 13 are different from each other, so that the collimator lenses 12 having different shapes are formed. And the optical fiber 13 can be effectively positioned.
  • a depressed portion 11e is provided by, for example, pressing using a tapered tool having a different tip shape.
  • the depressed portion 11 e faces the shape of the portion (contact surface 11 e 1 ) facing the collimator lens 12 with respect to the central axis at the time of pressing and the optical fiber 13.
  • the shape of the portion (contact surface 11e 2 ) is provided asymmetrically.
  • such a recessed portion 11e is on the same circumference of the holder 11 (in other words, on the same plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 on the inner surface of the holder 11).
  • a plurality are provided on the top.
  • the contact surface 11e 1 facing the collimator lens 12 in the depressed portion 11e constitutes an inclined surface.
  • This inclined surface is a plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 indicated by an arrow in FIG. 4 (for example, a plane that is arranged in parallel with the end face of the optical fiber 13 shown in FIG. 4 and passes through the base end of the depressed portion 11e. angle theta 1 with respect to D) are provided so as to be 45 ° or less 0 ° or more.
  • the optical fiber in the collimator lens 12 is set. Since it can position in the state which supported a part by 13 side, the positional accuracy of the collimator lens 12 can be improved.
  • the surface of the contact surface 11e 1 facing the collimator lens 12 in the depressed portion 11e is cut, pressed (pressed), ground, energy beam. Removal processing is performed. Since the surface of the contact surface 11e 1 facing the collimator lens 12 is thus removed, the contact surface 11e 1 of the collimator lens 12 in the depressed portion 11e can be smoothed. As a result, damage to the collimator lens 12 can be prevented, and the position accuracy of the collimator lens 12 can be further increased. Such removal processing is similarly performed in the optical collimators 20 and 30 according to the second and third embodiments described below.
  • the abutment surface 11e 2 facing the optical fiber 13 in the recess 11e constitutes an inclined surface.
  • a plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 e.g., a plane E which is parallel to the end face of the optical fiber 13 shown in FIG. 4
  • the angle of the contact surface 11e 2 is set to 20 ° or less with respect to the plane E.
  • the optical fiber 13 is composed of an optical fiber (for example, a plastic optical fiber) in which the core 13a, the clad 13b, and the reinforcing layer 13c are arranged on the same plane, the optical fiber 13 is concerned. by abutting the end face of the contact surface 11e 2, which is assumed to be able to easily secured these positional accuracy.
  • an optical fiber for example, a plastic optical fiber
  • the optical collimator 10 As described above, in the optical collimator 10 according to the first embodiment, a part of the collimator lens 12 and the light on the contact surfaces 11e 1 and 11e 2 formed by providing the recessed portion 11e in the holder 11. A part of the fiber 13 is brought into contact with and positioned. As a result, the collimator lens 12 and the optical fiber 13 can be positioned with reference to the depressed portion 11e.
  • a spacer as a separate member is inserted into the holder 11 as in the prior art, or the spacer portion is attached to the holder 11 itself. Compared with the case where it provides, work efficiency can be improved. As a result, it is possible to easily position the collimator lens 12 and the optical fiber 13 while suppressing an increase in cost.
  • the collimator lens 12 and the optical fiber 13 are positioned by the depressed portion 11e, while being applied between the inner peripheral surface of the through hole 11d.
  • the optical fiber 13 is fixed by an adhesive or the like.
  • the through hole 11d is configured to have a length sufficient for fixing the optical fiber 13, the through hole 11d is firmly fixed in a state where the optical fiber 13 is positioned. For this reason, the positional relationship between the optical fiber 13 and the collimator lens 12 is maintained even when the optical fiber 13 is used for performing large-capacity communication between devices or within the device, even when insertion and removal is repeated. be able to.
  • a part of the collimator lens 12 and a part of the optical fiber 13 are brought into contact with the contact surfaces 11e 1 and 11e 2 formed by providing the depressed portion 11e in the holder 11.
  • the case where positioning with 12 and the optical fiber 13 is performed is demonstrated.
  • the positioning method of the collimator lens 12 and the optical fiber 13 is not limited to this, and can be appropriately changed.
  • both the collimator lens 12 and the optical fiber 13 are not brought into contact with the contact surfaces 11e 1 and 11e 2 , but one of the collimator lens 12 and the optical fiber 13 is contacted, and the other is contacted with the contact surface.
  • Positioning may be performed by a portion of the holder 11 other than 11e 1 (contact surface 11e 2 ).
  • the optical collimator 10 includes an idea of bringing one of the collimator lens 12 or the optical fiber 13 into contact with the contact surfaces 11e 1 and 11e 2 formed by providing the depressed portion 11e.
  • the configuration of the inserted optical fiber is different, and the shape of the depressed portion for positioning the optical fiber is different depending on the configuration of the optical fiber. This is different from the optical collimator 10 according to the first embodiment.
  • the configuration of the optical collimator according to the second embodiment will be described focusing on differences from the optical collimator 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a side view of the optical collimator 20 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line FF shown in FIG.
  • FIG. 7 is an enlarged view inside the two-dot chain line G shown in FIG. 5 to 7, the same reference numerals are given to the same components as those of the optical collimator 10 according to the first embodiment shown in FIGS. 2 to 4, and the description thereof is omitted.
  • the optical fiber 15 inserted into the optical collimator 20 according to the second embodiment is made of, for example, a glass optical fiber.
  • the optical fiber 15 includes a core 15a provided through the center thereof, a clad 15b covering the core 15a, and a reinforcing layer 15c further covering the clad 15b.
  • the optical fiber 15 is made of, for example, a glass material.
  • the optical fiber 15 has an end face facing the collimator lens 12 from which the coating of the reinforcing layer 15c has been removed, and the clad 15b and the core 15a protrude to the collimator lens 12 side.
  • the core 15a and the clad 15b are in a state of protruding toward the collimator lens 12 side from the end face constituted by the reinforcing layer 15c.
  • a recessed portion 11 f for positioning the collimator lens 12 and the optical fiber 15 is provided between the housing portion 11 c and the through hole 11 d in the holder 11.
  • the depressed portion 11f has a shape different from that of the depressed portion 11e according to the first embodiment, depending on the configuration of the optical fiber 15 described above. Specifically, the shape of the portion facing the optical fiber 15 is different from the depressed portion 11e according to the first embodiment. The shape of the depressed portion 11f will be described later.
  • the portion facing the collimator lens 12 abutting surface 11f 1 is formed, a portion of the collimator lens 12 abuts.
  • the portion facing the optical fiber 15 abutting surface 11f 2 is formed, a portion of the reinforcing layer 15c constituting the optical fiber 15 abuts.
  • the core 15a and cladding 15b is disposed to protrude on the collimator lens 12 side of the contact position between the abutment surface 11f 2.
  • the collimator lens 12 and the optical fiber 15 are each positioned at a predetermined position of the holder 11 in such a state of contact.
  • the abutting surface 11f 1 facing the collimator lens 12 in the recess 11f constitutes an inclined surface.
  • This inclined surface has the same configuration as the inclined surface that constitutes the contact surface 11e1 of the depressed portion 11e according to the first embodiment. Further, this inclined surface is arranged in a plane perpendicular to the insertion direction of the optical fiber 15 indicated by an arrow in FIG. 7 (for example, parallel to the end surface of the optical fiber 15 shown in FIG. 7 and passes through the proximal end portion of the depressed portion 11f. angle theta 3 with respect to the plane H) which is provided so as to be 0 ° to 45 °.
  • the collimator lens 12 having a spherical shape is formed. Therefore, the position accuracy of the collimator lens 12 can be improved.
  • the abutment surface 11f 2 that faces the optical fiber 15 in the recess 11f constitutes an inclined surface.
  • the inclined surface 11f 2 is a plane perpendicular to the insertion direction of the optical fiber 13 (e.g., plane I which is parallel to the end surface of the reinforcing layer 15c of the optical fiber 13 shown in FIG. 7) the angle theta 4 is 30 ° or more with respect to It is provided so that it may be 80 degrees or less.
  • the angle of the abutment surface 11f 2 that faces the optical fiber 15, by a 30 ° or less than 80 ° with respect to the plane I perpendicular to the insertion direction of the optical fiber 15, optical fiber 15, optical fiber 15, the above-mentioned
  • the core 15a and the clad 15b and the reinforcing layer 15c are configured by an optical fiber (for example, a glass optical fiber) that protrudes from the plane of the reinforcing layer 15c.
  • the fiber 15 can be inserted smoothly, and the position accuracy of the collimator lens 12 and the optical fiber 15 can be easily secured.
  • the optical collimator 20 As described above, in the optical collimator 20 according to the second embodiment, a part of the collimator lens 12 and the light on the contact surfaces 11f 1 and 11f 2 formed by providing the holder 11 with the recessed portions 11f. A part of the fiber 15 is abutted and positioned. As a result, the collimator lens 12 and the optical fiber 15 can be positioned with reference to the depressed portion 11f. Thus, when a spacer as a separate member is inserted into the holder 11 as in the prior art, or the spacer portion is attached to the holder 11 itself. Compared with the case where it is provided, the working efficiency can be improved, and positioning of the collimator lens 12 and the optical fiber 15 can be easily performed while suppressing an increase in cost.
  • recess 11f includes a contact surface 11f 1 of the angle opposed to the collimator lens 12, the abutment surface 11f 2 that faces the optical fiber 15 angle and is
  • the points provided at different angles and the plurality of points provided on the same circumference of the holder 11 are the same as those of the optical collimator 10 according to the first embodiment. For this reason, also in the optical collimator 20 which concerns on 2nd Embodiment, it is possible to acquire the effect by the structure of these depression parts 11f.
  • the optical collimator according to the third embodiment is different from the optical collimator 10 according to the first embodiment in that the configuration of the depressed portion is different.
  • the configuration of the optical collimator according to the third embodiment will be described focusing on differences from the optical collimator 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a side view of the optical collimator 30 according to the third embodiment of the present invention.
  • 9 is a cross-sectional view taken along line JJ shown in FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged view inside the two-dot chain line K shown in FIG. 8 to 10, the same reference numerals are given to the same components as those of the optical collimator 10 according to the first embodiment shown in FIGS. 2 to 4, and the description thereof is omitted.
  • the depressed portion 11g is provided on the entire peripheral surface of the holder 11 between the accommodating portion 11c and the through hole 11d, as shown in FIGS. Yes. That is, the depressed portion 11g is provided in the holder 11 between the accommodating portion 11c and the through hole 11d so as to form an annular concave portion.
  • the portion facing the collimator lens 12 abutting surface 11g 1 is formed, a portion of the collimator lens 12 abuts.
  • the portion facing the optical fiber 13 abutting surface 11g 2 is formed, a portion of the cladding 13b and / or the reinforcing layer 13c constituting the optical fiber 13 abuts.
  • the collimator lens 12 and the optical fiber 13 are each positioned at a predetermined position of the holder 11 in such a state of contact.
  • Contact surface 11g 1 facing the collimator lens 12 in the recess 11g constitutes an inclined surface.
  • This inclined surface is a plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 indicated by an arrow in FIG. 10 (for example, for example, the inclined surface constituting the contact surface 11e1 of the depressed portion 11e according to the first embodiment (for example, disposed in parallel with the end face of the optical fiber 13 shown in FIG. 10, the angle theta 5 with respect to the plane L) passing through the base end portion of the recess portion 11g is provided so as to be 45 ° or less 0 ° or more.
  • the angle ⁇ 5 of the contact surface 11g 1 on the collimator lens 12 side is set to 0 ° or more and 45 ° or less with respect to the surface orthogonal to the central axis L in the insertion direction of the optical fiber 13, the spherical shape is obtained. Since it can position in the state which supported a part by the side of the optical fiber 13 in the collimator lens 12 to have, the positional accuracy of the collimator lens 12 can be improved.
  • the contact surface 11g 2 facing the optical fiber 13 in the recess 11g constitutes an inclined surface.
  • This inclined surface is a plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 (for example, the optical fiber shown in FIG. 10), similarly to the inclined surface constituting the contact surface 11e 2 of the depressed portion 11e according to the first embodiment.
  • the angle ⁇ 6 with respect to the plane M) arranged parallel to the end face of 13 is set to be 20 ° or less.
  • the optical fiber 13 By providing the angle of the contact surface 11g 2 to 20 ° or less with respect to the plane M, the optical fiber 13, as described above, the optical fiber core 13a and the cladding 13b are arranged on the same plane (e.g., plastic optical fiber) in the case consists of, by abutting the end face of the optical fiber 13 to the contact surface 11g 2, which is assumed to be able to easily secured these positional accuracy. Therefore, the angle of the contact surface 11g 2 is, 0 ° is most preferred, it is possible to secure the desired positional accuracy if 20 ° or less.
  • the angle of the contact surface 11g 2 is, 0 ° is most preferred, it is possible to secure the desired positional accuracy if 20 ° or less.
  • the collimator lens 12 and the optical fiber 13 can be positioned with reference to the depressed portion 11g, so that when a separate spacer is inserted into the holder 11 as in the prior art, or the spacer portion is provided on the holder 11 itself.
  • the working efficiency can be improved, and positioning of the collimator lens 12 and the optical fiber 13 can be easily performed while suppressing an increase in cost.
  • recess 11g is, the abutting surface angle of 11g 1 facing the collimator lens 12, the contact surface 11g 2 facing the optical fiber 13 angle and is
  • the points provided at different angles are the same as those of the optical collimator 10 according to the first embodiment. For this reason, also in the optical collimator 30 according to the third embodiment, it is possible to obtain the effect of the configuration of the depressed portion 11g.
  • the optical collimator 10 (20, 30) that condenses parallel light and enters the optical fiber, or converts the light emitted from the optical fiber into parallel light. It explains using.
  • the optical coupling member according to the present invention is not limited to the optical collimator.
  • the optical coupling member according to the present invention has an arbitrary configuration on the premise that the light from the light emitting element is condensed and incident on the optical fiber, or the light emitted from the optical fiber is condensed on the light receiving element. It can be applied to the optical coupling member.
  • FIG. 11 is an enlarged view around the main part of the optical coupling member according to the present invention.
  • FIG. 11 shows an enlarged view around the collimator lens 12 of the optical collimator 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 11B shows an enlarged view around the lens 41 of the optical coupling member 40 having a configuration different from that of the optical collimators 10, 20 and 30 according to the first to third embodiments.
  • the lens 41 collects light emitted from the light emitting / receiving element 42 (emitted light that is not parallel light) and enters the optical fiber 13, or converts the light emitted from the optical fiber 13 into parallel light. Instead, the light is condensed on the light emitting / receiving element 42.
  • the depression part 11e etc. which are provided in the holder 11, it is common with the depression part 11e of the optical collimator 10 which concerns on the said 1st Embodiment.
  • the optical coupling member 40 having such a lens 41 a part of the lens 41 and a part of the optical fiber 13 are applied to the contact surfaces 11e 1 and 11e 2 formed by providing the recessed part 11e in the holder 11. Can be positioned by touching. As a result, the lens 41 and the optical fiber 13 can be positioned with reference to the depressed portion 11e. Therefore, when a spacer as a separate member is inserted into the holder 11 as in the conventional case, or the spacer portion is provided in the holder 11 itself. Compared with the case, work efficiency can be improved. As a result, it is possible to easily position the lens 41 and the optical fiber 13 while suppressing an increase in cost.
  • the optical collimator 10 (20, 30) that configures the distance between the collimator lens 12 and the optical fiber 13 (15) in the holder 11 to be relatively short is shown.
  • the distance between the collimator lens 12 and the optical fiber 13 (15) can be changed as appropriate depending on factors such as the light collection characteristics of the collimator lens 12 and the positional relationship with the light receiving and emitting elements.
  • optical collimators optical coupling members 50 and 60 when the distance between the collimator lens 12 and the optical fiber 13 in the holder 11 is configured to be relatively long will be described.
  • the description will be made with reference to an optical collimator, but the present invention can also be applied to an optical coupling member as shown in FIG. 11B.
  • FIG. 12 is a side view of the optical collimator 50 according to the first modification of the present invention.
  • 13 is a cross-sectional view taken along line LL shown in FIG.
  • FIG. 14 is an enlarged view inside the two-dot chain line M shown in FIG.
  • FIG. 15 is a side view of an optical collimator 60 according to a second modification of the present invention.
  • 16 is a cross-sectional view taken along line NN shown in FIG.
  • FIG. 17 is an enlarged view inside the two-dot chain line O shown in FIG. 12 to 17, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • depressions 11 h (11 h 1 , 11 h 2 ) are provided that are spaced apart from each other by a certain distance in the insertion direction of the optical fiber 13.
  • Recess 11h 1 is provided at a position of the opening 11b side
  • depressions 11h 2 are provided on the insertion hole 11a side position.
  • a plurality of depressions 11h (11h 1 , 11h 2 ) are provided on the same circumference (in other words, on the same plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 on the inner side surface of the holder 11) (shown in FIGS. 12 to 14). In the example, 4) are provided.
  • the depression 11 h 1 is used for positioning the collimator lens 12.
  • the depressed portion 11 h 2 is used for positioning the optical fiber 13. More specifically, the contact surface 11 h 3 on the opening 11 b side formed in the holder 11 by providing the depressed portion 11 h 1 is used for positioning the collimator lens 12. On the other hand, the contact surface 11 h 4 on the insertion hole 11 a side is used for positioning the optical fiber 13.
  • the optical collimator 60 shown in FIGS. 15 to 17 is provided with a depressed portion 11 i extending by a certain length in the insertion direction of the optical fiber 13.
  • a plurality of depressions 11i are provided on the same circumference (in other words, on the same plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 on the inner side surface of the holder 11) (two in the example shown in FIGS. 15 to 17). ing.
  • the depressed portion 11 i is used for positioning the collimator lens 12 and the optical fiber 13.
  • contact surface 11i 1 of the opening 11b side is formed is formed in the holder 11 is used for positioning of the collimator lens 12 by providing the recess 11i, the abutment of the insertion hole 11a side
  • the surface 11 i 2 is used for positioning the optical fiber 13.
  • the distance between the collimator lens 12 and the optical fiber 13 can be made relatively long.
  • the number of the recessed parts 11h provided in the holder 11 (the number of the recessed parts 11h provided in the insertion direction of the optical fiber 13) and the length of the recessed part 11i can be changed as appropriate.
  • the said embodiment demonstrated the case where the collimator lens 12 with which the optical collimator 10 (20, 30) was comprised with a glass material, about the structure of the collimator lens 12, it is limited to this. It is not a thing and it can change suitably.
  • the collimator lens 12 may be made of a plastic material, and the shape thereof is not limited to a spherical lens.
  • a plastic optical fiber is described as an example of the optical fiber 13, but the optical fiber 13 applied in the optical collimator 10 according to the first embodiment is a plastic optical fiber.
  • the optical fiber is not limited.
  • a glass optical fiber can be applied as long as the end face on the collimator lens 12 side is arranged on the same plane.
  • the glass optical fiber is demonstrated as an example of the optical fiber 15, the optical fiber 15 applied in the optical collimator 20 which concerns on 2nd Embodiment is glass.
  • the optical fiber is not limited.
  • a plastic optical fiber can be applied as long as a part of the end face on the collimator lens 12 side is protruded.
  • such a plastic optical fiber may correspond to a case where a coating layer covering the outer periphery of the cladding is formed, and only the core and the cladding are arranged to protrude from the end face of the coating layer.
  • the configuration of the holder 11 is not limited to the cylindrical shape and can be changed as appropriate. Any shape can be adopted on the premise that the receiving portion 11c of the collimator lens 12 is formed at one end and the insertion hole 11a of the optical fiber 13 is formed at the other end.
  • the receiving portion 11c of the collimator lens 12 is formed at one end and the insertion hole 11a of the optical fiber 13 is formed at the other end.
  • those having a rectangular tube shape that is, a tube shape in which a cross section orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 is a quadrangle
  • a rectangular tube shape that is, a tube shape in which a cross section orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 is a quadrangle
  • the depressed portion 11e is on the same plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 on the inner surface of the holder 11.
  • a plurality are provided. The same applies to the depressed portion 11f when applied to the optical collimator 20 according to the second embodiment.
  • the depressed portion 11 g is on the same plane orthogonal to the insertion direction of the optical fiber 13 on the inner surface of the holder 11. It is provided in a ring shape.
  • the case where this invention is embodied in the optical collimator 10 (20, 30) and the optical connector to which this is connected is demonstrated.
  • this invention is not limited to these, It is materialized also as a holding member for optical coupling members comprised with the holder 11 which the said optical collimator 10 (20, 30) has.
  • the optical coupling member holding member is provided at, for example, a holding body constituted by the entire holder 11 and one end of the holding body, and a lens (for example, a collimator lens 12 in the case of the optical collimator holding member).
  • the lens and the optical fiber 13 is brought into contact with a part of the depressed portion 11e (11f, 11g) provided in the vicinity of the accommodating portion 11c. Since the contact surfaces 11e 1 and 11e 2 (contact surfaces 11f 1 and 11f 2, contact surfaces 11g 1 and 11g 2 ) for positioning are provided, the depressed portion 11e (11f and 11g) is used as a reference.
  • the lens and / or optical fiber 13 (15) can be positioned. Thereby, working efficiency can be improved compared with the case where the spacer of another member is inserted in a holder holding member like the past, or the case where a spacer part is provided in holding member itself. As a result, it is possible to easily position the lens and the optical fiber 13 (15) while suppressing an increase in cost.

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Abstract

　コストの上昇を抑制しつつ、簡単にレンズと光ファイバとの位置決めを行うこと。光ファイバ（１３）と、一端に形成された挿入孔（１１ａ）から挿入された光ファイバ（１３）を保持するホルダ（１１）と、ホルダ（１１）の他端に形成された収容部（１１ｃ）に収容されるコリメータレンズ（１２）などのレンズとを具備し、ホルダ（１１）の収容部（１１ｃ）近傍の外周に陥没部（１１ｅ）を設けることで収容部（１１ｃ）近傍に形成される当接面（１１ｅ１、１１ｅ２）にレンズ及び光ファイバ（１３）の端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行う光結合部材において、光ファイバ（１３）の挿入方向と直交する同一平面上に複数の陥没部（１１ｅ）を設けたことを特徴とする。

Description

光結合部材及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光結合部材用保持部材
　本発明は、発光素子からの光を集光して光ファイバに入射したり、光ファイバから出射する光を受光素子に集光したりする場合に使用される光結合部材及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光結合部材用保持部材に関する。
　光結合部材は、光源から出射される光を光ファイバ内で伝搬させ、必要に応じて空中に出射させる際、或いは、空中を伝搬する光を光ファイバ内に入射させる際に使用される。このような光結合部材においては、伝搬損失を抑えるために光ファイバの端面とレンズとの位置決めを適切に行う必要がある。従来、このような光ファイバの端面とレンズとの位置決めを行う方法として、別部材のスペーサを保持部材内に挿入する方法や（例えば、特許文献１参照）、保持部材自体にスペーサ部を設ける方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７－２４１０９４号公報 実開平５－３８６０６号公報
　近年、光ファイバを用いて機器間若しくは機器内での大容量通信を行うことが検討されている。このような用途で使用される光結合部材においては、形状面においてその寸法が小さいこと、機器面において抜き差しが繰り返されても光ファイバとレンズとの位置関係が維持されることが要求される。
　このような光結合部材における光ファイバの端面とレンズとの位置決めにも、特許文献１又は特許文献２による方法を適用することが考えられる。しかしながら、別部材のスペーサを保持部材内に挿入する作業や保持部材自体にスペーサ部を設ける作業は、光結合部材の寸法が小さくなるほど困難となり、その作業に要するコストが上昇するという問題がある。
　本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にレンズと光ファイバとの位置決めを行うことができる光結合部材及びこれを用いた光コネクタ、並びに、光結合部材用保持部材を提供することを目的とする。
　本発明の光結合部材は、光ファイバと、一端に形成された挿入孔から挿入された前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材の他端に形成された収容部に収容されるレンズとを具備し、前記保持部材の収容部近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面に前記レンズ及び光ファイバの端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行う光結合部材であって、前記陥没部を前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数設けたことを特徴とする。
　上記光結合部材によれば、保持部材に陥没部を設けることで形成される当接面にレンズ及び光ファイバの少なくとも一方を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部を基準としてレンズ及び／又は光ファイバを位置決めすることができる。これにより、従来のように、別部材のスペーサをホルダ保持部材内に挿入する場合や、保持部材自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができる。この結果、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にレンズと光ファイバとの位置決めを行うことが可能となる。特に、光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数の陥没部が設けられることから、レンズ及び／又は光ファイバをそれぞれ複数の位置で当接面に当接させることができる。この結果、より高精度にレンズ及び／又は光ファイバの位置決めを行うことが可能となる。
　上記光結合部材においては、前記光ファイバに対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とし、前記光ファイバの端面の一部を前記当接面に当接させることが好ましい。このように光ファイバに対向する当接面の角度を、光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とすることにより、光ファイバが、コアとこのコアを被覆するクラッド、必要によりこのクラッドを被覆して補強する補強層とから構成され、これらの端面が同一平面上に配置される光ファイバ（例えば、プラスチック光ファイバ）で構成される場合に、光ファイバの端面を当接面に当接させることで、これらの位置精度を確保し易くすることが可能となる。このため、当接面の角度は、０°が最も好ましいが、２０°以下であれば所望の位置精度を確保することが可能となる。
　また、上記光結合部材においては、前記光ファイバに対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とし、前記光ファイバを構成する補強層の一部を前記当接面に当接させ、当該当接部よりも前記レンズ側に前記光ファイバを構成するコア及びクラッドの端面を配置することが好ましい。通常、ガラス光ファイバには、クラッドを被覆する補強層が設けられ、保持部材に挿入する場合は端部の補強層が剥かれ、コア及びクラッドの端面が補強層の平面よりも突出した状態となっている。このようなガラス光ファイバが用いられる場合においても、上述したように光ファイバに対向する当接面の角度を、光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とすることにより、特に当接面で囲まれた狭い間隙への光ファイバの挿入をスムーズにし、挿入時におけるこれらの位置精度を確保し易くすることが可能となる。
　さらに、上記光結合部材においては、前記光ファイバに対向する前記当接面の角度と、前記レンズに対向する前記当接面の角度とを前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して異なる角度とすることが好ましい。このように陥没部におけるレンズに対向する当接面の角度と、光ファイバに対向する当接面の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるレンズと光ファイバとを効果的に位置決めすることが可能となる。
　さらに、上記光結合部材においては、前記レンズに対向する前記当接面を傾斜面とし、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する前記傾斜面の角度を０°以上４５°以下とし、前記レンズの一部を前記傾斜面に当接させることが好ましい。この場合には、レンズにおける光ファイバ側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、レンズの位置精度を高めることが可能となる。
　さらに、上記光結合部材においては、前記レンズに対向する前記当接面に除去加工を施すことが好ましい。このようにレンズに対向する当接面の表面に除去加工を施すことで、陥没部におけるレンズに対向する当接面を平滑化することができるので、レンズの損傷を防止することができると共に、レンズの位置精度を高めることが可能となる。なお、除去加工方法としては、切削加工、プレス（押圧）加工、研削加工、エネルギービーム加工などが挙げられる。
　本発明の光コネクタは、上述したいずれかの態様の光結合部材を接続することを特徴とする。この光コネクタによれば、上述した光結合部材で得られる作用効果を得ることが可能となる。
　本発明の光結合部材用保持部材は、光ファイバを保持する保持体と、前記保持体の一端に設けられ、レンズを収容するための収容部と、前記保持体の他端に設けられ、前記光ファイバを挿入するための挿入孔とを具備し、前記保持体の前記収容部の近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面に前記レンズ及び光ファイバの端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行う光結合部材用保持部材であって、前記陥没部を前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数設けたことを特徴とする。
　上記光結合部材用保持部材によれば、保持体の収容部の近傍に陥没部を設けることでレンズ及び光ファイバの少なくとも一方を当接させて位置決めを行うための当接面を形成したことから、陥没部を基準としてレンズ及び／又は光ファイバを位置決めすることができる。これにより、従来のように、別部材のスペーサをホルダ保持部材内に挿入する場合や、保持部材自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができる。この結果、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にレンズと光ファイバとの位置決めを行うことが可能となる。特に、光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数の陥没部が設けられることから、レンズ及び／又は光ファイバをそれぞれ複数の位置で当接面に当接させることができるので、より高精度にレンズ及び／又は光ファイバの位置決めを行うことが可能となる。
　上記光結合部材用保持部材においては、前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下することが好ましい。このように光ファイバに対向する当接面の角度を、光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とすることにより、光ファイバが、コアとこのコアを被覆するクラッド、必要によりこのクラッドを被覆して補強する補強層とから構成され、これらの端面が同一平面上に配置される光ファイバ（例えば、プラスチック光ファイバ）で構成される場合に、光ファイバの端面を当接面に当接させることで、これらの位置精度を確保し易くすることが可能となる。
　また、上記光結合部材用保持部材においては、前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とすることが好ましい。通常、ガラス光ファイバには、クラッドを被覆する補強層が設けられ、保持体に挿入する場合は端部の補強層が剥かれ、コア及びクラッドの端面が補強層の平面よりも突出した状態となっている。このようなガラス光ファイバが用いられる場合においても、上述したように光ファイバに対向する当接面の角度を、光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とすることにより、特に当接面で囲まれた狭い間隙への光ファイバへの挿入をスムーズにし、挿入時におけるこれらの位置精度を確保し易くすることが可能となる。
　さらに、上記光結合部材用保持部材においては、前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度と、前記収容部に収容された前記レンズと対向する前記当接面の角度とを前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して異なる角度とすることが好ましい。このように陥没部におけるレンズに対向する当接面の角度と、光ファイバに対向する当接面の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるレンズと光ファイバとの効果的に位置決めすることが可能となる。
　さらに、上記光結合部材用保持部材においては、前記収容部に収容された前記レンズと対向する前記当接面を傾斜面とし、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する前記傾斜面の角度を０°以上４５°以下とすることが好ましい。この場合には、レンズにおける光ファイバ側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、レンズの位置精度を高めることが可能となる。
　さらに、上記光結合部材用保持部材においては、前記収容部に収容された前記レンズと対向する前記当接面に除去加工を施ことが好ましい。この場合には、レンズに対向する当接面の表面に除去加工が施されることから、陥没部におけるレンズに対向する当接面を平滑化することができるので、レンズの損傷を防止することができると共に、レンズの位置精度を高めることが可能となる。
　本発明によれば、保持部材に陥没部を設けることで形成される当接面にレンズ及び光ファイバの少なくとも一方を当接させて位置決めするようにしたことから、陥没部を基準としてレンズ及び／又は光ファイバを位置決めすることができる。これにより、従来のように、別部材のスペーサをホルダ保持部材内に挿入する場合や、保持部材自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができる。この結果、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にレンズと光ファイバとの位置決めを行うことが可能となる。
本発明に係る光結合部材としての光コリメータが接続される光コネクタを模式的に示す側断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光コリメータの側面図である。 図２に示すＡ－Ａにおける断面図である。 図３に示す二点鎖線Ｂ内の拡大図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光コリメータの側面図である。 図５に示すＦ－Ｆにおける断面図である。 図６に示す二点鎖線Ｇ内の拡大図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光コリメータの側面図である。 図８に示すＪ－Ｊにおける断面図である。 図９に示す二点鎖線Ｋ内の拡大図である。 光結合部材の要部周辺の拡大図である。 第１の変形例に係る光コリメータの側面図である。 図１２に示すＬ－Ｌにおける断面図である。 図１３に示す二点鎖線Ｍ内の拡大図である。 第２の変形例に係る光コリメータの側面図である。 図１５に示すＮ－Ｎにおける断面図である。 図１６に示す二点鎖線Ｏ内の拡大図である。
　以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明に係る光結合部材としての光コリメータが接続される光コネクタについて説明する。図１は、本発明に係る光結合部材としての光コリメータが接続される光コネクタを模式的に示す側断面図である。なお、図１においては、説明の便宜上、光コリメータに出射する光源として半導体レーザチップ及びこの半導体レーザチップの光軸上に光学レンズを備える光コネクタについて説明するが、光コネクタの構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
　図１に示すように、本発明に係る光コリメータが接続される光コネクタ１００は、半導体レーザチップ１０１をケース１０２のマウント台１０３上に配置すると共に、この半導体レーザチップ１０１の光軸上に光学レンズ１０４を配置して成る半導体レーザユニット１０５を備えている。また、光コネクタ１００は、開口部１０６がケース１０２の側面１０２ａに取り付けられ、挿入口１０７から挿入された光コリメータ１０のホルダ１１を保持するアダプタ１０８を備えている。
　半導体レーザユニット１０５において、半導体レーザチップ１０１から出射されるレーザ光は、光学レンズ１０４により平行光とされ、開口部１０６に導かれる。そして、この光学レンズ１０４からの平行光は、光コリメータ１０のコリメータレンズ１２により集光され、光ファイバ１３に入射される。そして、このように入射された光が、光ファイバ１３内を伝搬される。
　本実施の形態に係る光コネクタ１００においては、アダプタ１０８の所定位置まで光コリメータ１０が挿入されると、光学レンズ１０４とコリメータレンズ１２との位置合わせが行われる。そして、その状態において、半導体レーザチップ１０１からのレーザ光が適切に光ファイバ１３に入射できるように設計されている。以下、このような光コネクタ１００に接続される本実施の形態に係る光コリメータ１０の構成について説明する。
　（第１の実施の形態）
　図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光コリメータ１０の側面図である。図３は、図２に示すＡ－Ａにおける断面図である。図２に示すように、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０は、概して円筒形状を有する保持部材としてのホルダ１１と、このホルダ１１の一端部に保持されるコリメータレンズ１２と、ホルダ１１の他端部に設けられた挿入孔１１ａから挿入される光ファイバ１３とを含んで構成されている。なお、本実施の形態に係る光コリメータ１０においては、光ファイバ１３としてプラスチック光ファイバが好適に挿入される。
　ホルダ１１は、例えば、金属材料で形成される。ホルダ１１を構成する金属材料としては、特に加工性の点から、オーステナイト系ステンレスで形成されることが好ましい。
　また、ホルダ１１は、樹脂材料やセラミックス材料に成型加工を施して形成される。樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンコポリマー（ＡＢＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などを使用できる。これらの樹脂材料に対して、射出成型、押出し成型及びプレス成型などの各種成型を施すことでホルダ１１が形成される。
　また、セラミックス材料としては、例えば、ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素などを使用できる。これらのセラミックス材料に対して、射出成型、押出し成型及びプレス成型などの各種成型を施すことでホルダ１１が形成される。さらに、ホルダ１１を構成する材料として、ガラス及び結晶化ガラスなども使用できる。
　図３に示すように、ホルダ１１におけるコリメータレンズ１２側の端部には、開口部１１ｂが設けられている。この開口部１１ｂの内側には、コリメータレンズ１２を収容する収容部１１ｃが設けられている。この収容部１１ｃは、コリメータレンズ１２の直径よりも僅かに小さい寸法に設けられ、コリメータレンズ１２が圧入可能に構成されている。収容部１１ｃは、コリメータレンズ１２の表面の損傷を防止するためにコリメータレンズ１２全体をその内側に収容可能な寸法に設けられている。
　また、ホルダ１１の内部には、光ファイバ１３の外径よりも僅かに大径の貫通孔１１ｄが設けられている。この貫通孔１１ｄは、挿入孔１１ａに連通すると共に、収容部１１ｃに連通して設けられている。さらに、ホルダ１１の外周面には、複数の陥没部１１ｅが設けられている。これらの陥没部１１ｅは、収容部１１ｃと、貫通孔１１ｄとの間に設けられている。また、これらの陥没部１１ｅは、詳細について後述するように、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めに利用される。例えば、ホルダ１１が金属材料で形成される場合、これらの陥没部１１ｅは、その外周部から工具等により押圧加工を施すことで形成される。
　コリメータレンズ１２は、例えば、ガラス材料で形成され、球形状を有するボールレンズで構成されている。図３に示すように、コリメータレンズ１２は、ホルダ１１の収容部１１ｃ内に収容された状態において、開口部１１ｂからアダプタ１０８の開口部１０６に臨む一方、貫通孔１１ｄに挿入された光ファイバ１３の先端部に臨むように配置されている。
　光ファイバ１３は、例えば、プラスチック光ファイバで構成され、その中心を貫通して設けられるコア１３ａと、このコア１３ａを被覆するクラッド１３ｂと、このクラッド１３ｂを被覆して補強する補強層１３ｃとから構成されている。光ファイバ１３のコリメータレンズ１２に対向する端面においては、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが同一平面上に配置されている。すなわち、コリメータレンズ１２に対向する端面において、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが揃って配置されている。
　また、光ファイバ１３は、挿入孔１１ａを介して貫通孔１１ｄに挿入される。光ファイバ１３は、その先端部がコリメータレンズ１２の近傍でその球面に対向するように配置した状態で固定されている。この場合において、光ファイバ１３は、例えば、貫通孔１１ｄの内周面との間に塗布された接着剤によりホルダ１１に固定される。なお、ホルダ１１に対する光ファイバ１３の固定に関しては、これに限定されるものではなく、任意の固定方法が適用可能である。
　第１の実施の形態に係る光コリメータ１０において、光ファイバ１３は、例えば、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型光ファイバで構成される。光ファイバ１３は、ファイバ軸に垂直な断面で屈折率が連続的に変化するように構成されている。また、コア１３ａ及びクラッド１３ｂは、例えば、Ｃ－Ｈ結合のＨをＦに置換した全フッ素置換光学樹脂で構成されている。これらのように光ファイバ１３を全フッ素置換光学樹脂で構成すると共に、ＧＩ型光ファイバで構成することにより高速且つ大容量通信を実現することができるものとなっている。
　このような構成を有し、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、コストの上昇を抑制しつつ、簡便にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うためにホルダ１１に設けた陥没部１１ｅを利用する。具体的には、ホルダ１１に陥没部１１ｅを設けることでホルダ１１内の収容部１１ｃの近傍に形成される当接面にコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めを行う。これにより、コリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決め用のスペーサなどの構成を不要とすることで、コストの上昇を抑制しつつ、簡便にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを可能とするものである。
　ここで、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０のホルダ１１におけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決め方法について図４を用いて説明する。図４は、図３に示す二点鎖線Ｂ内の拡大図である。図４に示すように、陥没部１１ｅのうち、コリメータレンズ１２に対向する部分には当接面１１ｅ１が形成され、コリメータレンズ１２の一部が当接する一方、光ファイバ１３に対向する部分には当接面１１ｅ２が形成され、光ファイバ１３を構成するコア１３ａ以外のクラッド１３ｂ及び／又は補強層１３ｃの一部が当接する。このように当接した状態でコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。
　図４に示すように、陥没部１１ｅは、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｅの中心を通過する平面Ｃ）に対して、コリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｅ１の角度と、光ファイバ１３に対向する当接面１１ｅ２の角度とが異なる角度に設けられている。このように陥没部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｅ１の角度と、光ファイバ１３に対向する当接面１１ｅ２の角度とを異なる角度とすることで、形状の異なるコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との効果的に位置決めすることが可能となる。
　ホルダ１１が金属材料で形成される場合、このような陥没部１１ｅは、例えば、先端部の形状の異なる先細の工具を用いて押圧加工を施すことにより設けられる。このような工具で押圧加工することにより、陥没部１１ｅは、その押圧加工時における中心軸を基準としてコリメータレンズ１２に対向する部分（当接面１１ｅ１）の形状と、光ファイバ１３に対向する部分（当接面１１ｅ２）の形状とが非対称に設けられることとなる。
　また、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、このような陥没部１１ｅがホルダ１１の同一周上（言い換えると、ホルダ１１の内側面における光ファイバ１３の挿入方向と直交する同一平面上）に複数（本実施の形態においては、３つ）設けられている。このように同一周上に複数の陥没部１１ｅを設けることにより、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３をそれぞれ複数の位置で当接させることができるので、より高精度にコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めを行うことが可能となる。
　陥没部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｅ１は、傾斜面を構成する。この傾斜面は、図４に矢印で示す光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｅの基端部を通過する平面Ｄ）に対する角度θ１が０°以上４５°以下となるように設けられている。このようにコリメータレンズ１２側の当接面１１ｅ１の角度θ１を光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面Ｄに対して０°以上４５°以下に設定することにより、コリメータレンズ１２における光ファイバ１３側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、コリメータレンズ１２の位置精度を高めることができるものとなっている。
　また、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、陥没部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｅ１の表面には、切削加工、プレス（押圧）加工、研削加工、エネルギービーム加工による除去加工を施している。このようにコリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｅ１の表面に除去加工を施したことから、陥没部１１ｅにおけるコリメータレンズ１２の当接面１１ｅ１を平滑化することができる。この結果、コリメータレンズ１２の損傷を防止することができると共に、コリメータレンズ１２の位置精度を更に高めることができるものとなっている。なお、かかる除去加工については、以下に示す第２、第３の実施の形態に係る光コリメータ２０、３０においても同様に行われる。
　一方、陥没部１１ｅにおける光ファイバ１３に対向する当接面１１ｅ２は、傾斜面を構成する。傾斜面は、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図４に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置される平面Ｅ）に対する角度θ２が２０°以下となるように設けられている。このように当接面１１ｅ２の角度が平面Ｅに対して２０°以下に設けられている。これにより、光ファイバ１３が、上述したように、コア１３ａ、クラッド１３ｂ及び補強層１３ｃが同一平面上に配置される光ファイバ（例えば、プラスチック光ファイバ）で構成される場合に、当該光ファイバ１３の端面を当接面１１ｅ２に当接させることにより、これらの位置精度を確保し易くすることができるものとなっている。
　以上説明したように、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０においては、ホルダ１１に陥没部１１ｅを設けることで形成される当接面１１ｅ１、１１ｅ２にコリメータレンズ１２の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めする。これにより、陥没部１１ｅを基準としてコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３を位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ１１内に挿入する場合や、ホルダ１１自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができる。この結果、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。
　また、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０のホルダ１１においては、陥没部１１ｅによりコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行う一方、貫通孔１１ｄの内周面との間に塗布された接着剤等により光ファイバ１３を固定している。この場合において、貫通孔１１ｄは、光ファイバ１３の固定に十分な長さを有して構成されていることから、光ファイバ１３を位置決めした状態で堅固に固定される。このため、光ファイバ１３を用いて機器間若しくは機器内での大容量通信を行うための用途において、抜き差しが繰り返し行われた場合においても、光ファイバ１３とコリメータレンズ１２との位置関係を維持することができる。
　なお、以上の説明においては、ホルダ１１に陥没部１１ｅを設けることで形成される当接面１１ｅ１、１１ｅ２にコリメータレンズ１２の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させてコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行う場合について説明している。しかしながら、コリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決め方法については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の双方を当接面１１ｅ１、１１ｅ２に当接させるのではなく、コリメータレンズ１２又は光ファイバ１３の一方を当接させるようにし、他方については当接面１１ｅ１（当接面１１ｅ２）以外のホルダ１１の部分で位置決めを行うようにしても良い。但し、この場合には、他方を位置決めするための部分が、当接面１１ｅ１（当接面１１ｅ２）との関係で一定の位置関係に設計されることを前提とする。すなわち、本発明に係る光コリメータ１０においては、コリメータレンズ１２又は光ファイバ１３の一方を陥没部１１ｅを設けることで形成される当接面１１ｅ１、１１ｅ２に当接させる着想も含まれる。
　（第２の実施の形態）
　第２の実施の形態に係る光コリメータにおいては、挿入される光ファイバの構成が異なる点、並びに、この光ファイバの構成に応じてこれを位置決めするための陥没部の形状が異なる点において、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と相違する。以下、第２の実施の形態に係る光コリメータの構成について、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０との相違点を中心に説明する。
　図５は、本発明の第２の実施の形態に係る光コリメータ２０の側面図である。図６は、図５に示すＦ－Ｆにおける断面図である。図７は、図６に示す二点鎖線Ｇ内の拡大図である。なお、図５～図７において、図２～図４に示す第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と共通する構成については同一の符号を付与してその説明を省略する。
　第２の実施の形態に係る光コリメータ２０に挿入される光ファイバ１５は、例えば、ガラス光ファイバで構成される。光ファイバ１５は、その中心を貫通して設けられるコア１５ａと、このコア１５ａを被覆するクラッド１５ｂと、このクラッド１５ｂを更に被覆する補強層１５ｃとから構成されている。光ファイバ１５は、例えば、ガラス材料で構成されている。
　図６に示すように、光ファイバ１５は、コリメータレンズ１２と対向する端面において、補強層１５ｃの被覆が除去されており、クラッド１５ｂ及びコア１５ａがコリメータレンズ１２側に突出している。すなわち、コリメータレンズ１２に対向する端面において、コア１５ａ及びクラッド１５ｂは、補強層１５ｃで構成される端面よりもコリメータレンズ１２側に突出した状態となっている。
　ホルダ１１における収容部１１ｃと、貫通孔１１ｄとの間には、コリメータレンズ１２と光ファイバ１５との位置決めを行うための陥没部１１ｆが設けられている。この陥没部１１ｆにおいては、上述した光ファイバ１５の構成に応じて、第１の実施の形態に係る陥没部１１ｅと異なる形状を有している。具体的には、光ファイバ１５に対向する部分の形状において、第１の実施の形態に係る陥没部１１ｅと異なっている。なお、この陥没部１１ｆの形状については後述する。
　ここで、このような陥没部１１ｆを有する光コリメータ２０のホルダ１１におけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１５の位置決め方法について説明する。図７に示すように、陥没部１１ｆのうち、コリメータレンズ１２に対向する部分には当接面１１ｆ１が形成され、コリメータレンズ１２の一部が当接する。一方、陥没部１１ｆのうち、光ファイバ１５に対向する部分には当接面１１ｆ２が形成され、光ファイバ１５を構成する補強層１５ｃの一部が当接する。この場合、コア１５ａ及びクラッド１５ｂは、当接面１１ｆ２との当接位置よりもコリメータレンズ１２側に突出して配置されている。このように当接した状態でコリメータレンズ１２及び光ファイバ１５がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。
　図７に示すように、陥没部１１ｆにおけるコリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｆ１は、傾斜面を構成する。この傾斜面は、第１の実施の形態に係る陥没部１１ｅの当接面１１ｅ１を構成する傾斜面と同様の構成を有する。また、この傾斜面は、図７に矢印で示す光ファイバ１５の挿入方向と直交する平面（例えば、図７に示す光ファイバ１５の端面と平行に配置され、陥没部１１ｆの基端部を通過する平面Ｈ）に対する角度θ３が０°以上４５°以下となるように設けられている。このようにコリメータレンズ１２側の当接面１１ｆ１の角度θ３を光ファイバ１５の挿入方向直交する平面Ｈに対して０°以上４５°以下に設定することにより、球形状を有するコリメータレンズ１２における光ファイバ１５側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、コリメータレンズ１２の位置精度を高めることができるものとなっている。
　一方、陥没部１１ｆにおける光ファイバ１５に対向する当接面１１ｆ２は、傾斜面を構成する。この傾斜面１１ｆ２は、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図７に示す光ファイバ１３の補強層１５ｃの端面と平行に配置される平面Ｉ）に対する角度θ４が３０°以上８０°以下となるように設けられている。このように光ファイバ１５に対向する当接面１１ｆ２の角度を、光ファイバ１５の挿入方向と直交する平面Ｉに対して３０°以上８０°以下とすることにより、光ファイバ１５が、上述のように、コア１５ａ、クラッド１５ｂ及び補強層１５ｃとから構成され、コア１５ａ及びクラッドが補強層１５ｃの平面より突出して配置される光ファイバ（例えば、ガラス光ファイバ）で構成される場合において、光ファイバ１５の挿入がスムーズになると共に、コリメータレンズ１２と光ファイバ１５の位置精度を確保し易くすることが可能となる。
　以上説明したように、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０においては、ホルダ１１に陥没部１１ｆを設けることで形成される当接面１１ｆ１、１１ｆ２にコリメータレンズ１２の一部及び光ファイバ１５の一部を当接させて位置決めする。これにより、陥没部１１ｆを基準としてコリメータレンズ１２及び光ファイバ１５を位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ１１内に挿入する場合や、ホルダ１１自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズ１２と光ファイバ１５との位置決めを行うことが可能となる。
　なお、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０において、陥没部１１ｆが、コリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｆ１の角度と、光ファイバ１５に対向する当接面１１ｆ２の角度とが異なる角度に設けてられている点、並びに、ホルダ１１の同一周上に複数設けてられている点は、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と同様である。このため、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０においても、これらの陥没部１１ｆの構成による効果を得ることが可能である。
　（第３の実施の形態）
　第３の実施の形態に係る光コリメータにおいては、陥没部の構成が異なる点において、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と相違する。以下、第３の実施の形態に係る光コリメータの構成について、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０との相違点を中心に説明する。
　図８は、本発明の第３の実施の形態に係る光コリメータ３０の側面図である。図９は、図８に示すＪ－Ｊにおける断面図である。図１０は、図９に示す二点鎖線Ｋ内の拡大図である。なお、図８～図１０において、図２～図４に示す第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と共通する構成については同一の符号を付与してその説明を省略する。
　第３の実施の形態に係る光コリメータ３０において、陥没部１１ｇは、図８及び図９に示すように、収容部１１ｃと貫通孔１１ｄとの間において、ホルダ１１の周面全体に設けられている。すなわち、陥没部１１ｇは、収容部１１ｃと貫通孔１１ｄとの間のホルダ１１に円環状の凹部を構成するように設けられている。
　ここで、このような陥没部１１ｇを有する光コリメータ３０のホルダ１１におけるコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決め方法について説明する。図１０に示すように、陥没部１１ｇのうち、コリメータレンズ１２に対向する部分には当接面１１ｇ１が形成され、コリメータレンズ１２の一部が当接する。一方、陥没部１１ｇのうち、光ファイバ１３に対向する部分には当接面１１ｇ２が形成され、光ファイバ１３を構成するクラッド１３ｂ及び／又は補強層１３ｃの一部が当接する。このように当接した状態でコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。
　陥没部１１ｇにおけるコリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｇ１は、傾斜面を構成する。この傾斜面は、第１の実施の形態に係る陥没部１１ｅの当接面１１ｅ１を構成する傾斜面と同様に、図１０に矢印で示す光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図１０に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置され、陥没部１１ｇの基端部を通過する平面Ｌ）に対する角度θ５が０°以上４５°以下となるように設けられている。このようにコリメータレンズ１２側の当接面１１ｇ１の角度θ５を光ファイバ１３の挿入方向の中心軸Ｌと直交する面に対して０°以上４５°以下に設定することにより、球形状を有するコリメータレンズ１２における光ファイバ１３側の一部を支持した状態で位置決めすることができるので、コリメータレンズ１２の位置精度を高めることができるものとなっている。
　一方、陥没部１１ｇにおける光ファイバ１３に対向する当接面１１ｇ２は、傾斜面を構成する。この傾斜面は、第１の実施の形態に係る陥没部１１ｅの当接面１１ｅ２を構成する傾斜面と同様に、光ファイバ１３の挿入方向と直交する平面（例えば、図１０に示す光ファイバ１３の端面と平行に配置される平面Ｍ）に対する角度θ６が２０°以下となるように設けられている。このように当接面１１ｇ２の角度を平面Ｍに対して２０°以下に設けることにより、光ファイバ１３が、上述したように、コア１３ａとクラッド１３ｂとが同一平面上に配置される光ファイバ（例えば、プラスチック光ファイバ）で構成される場合に、光ファイバ１３の端面を当接面１１ｇ２に当接させることにより、これらの位置精度を確保し易くすることができるものとなっている。このため、当接面１１ｇ２の角度は、０°が最も好ましいが、２０°以下であれば所望の位置精度を確保することが可能となる。
　以上説明したように、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０においては、ホルダ１１に陥没部１１ｇを設けることで形成される当接面１１ｇ１、１１ｇ２にコリメータレンズ１２の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めしている。これにより、陥没部１１ｇを基準としてコリメータレンズ１２及び光ファイバ１３を位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ１１内に挿入する場合や、ホルダ１１自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができ、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。
　なお、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０において、陥没部１１ｇが、コリメータレンズ１２に対向する当接面１１ｇ１の角度と、光ファイバ１３に対向する当接面１１ｇ２の角度とが異なる角度に設けてられている点は、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０と同様である。このため、第３の実施の形態に係る光コリメータ３０においても、この陥没部１１ｇの構成による効果を得ることが可能である。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
　例えば、上記実施の形態においては、光結合部材の一例として、平行光を集光して光ファイバに入射し、或いは、光ファイバから出射する光を平行光にする光コリメータ１０（２０、３０）を用いて説明している。しかしながら、本発明に係る光結合部材については、光コリメータに限定されるものではない。本発明に係る光結合部材については、発光素子からの光を集光して光ファイバに入射し、或いは、光ファイバから出射される光を受光素子に集光することを前提として、任意の構成の光結合部材に適用することができる。
　図１１は、本発明に係る光結合部材の要部周辺の拡大図である。なお、図１１において、図３と同一の構成については、同一の符号を付与し、詳細な説明を省略する。図１１Ａにおいては、上記第１の実施の形態に係る光コリメータ１０のコリメータレンズ１２周辺の拡大図を示している。図１１Ｂにおいては、上記第１～第３の実施の形態に係る光コリメータ１０、２０及び３０と異なる構成の光結合部材４０のレンズ４１周辺の拡大図を示している。
　図１１Ｂに示す光結合部材４０においては、ホルダ１１の収容部１１ｃに収容されるレンズ４１の構成において、上記第１の実施の形態に係る光コリメータ１０のコリメータレンズ１２と相違する。レンズ４１は、受発光素子４２から出射される光（平行光ではない出射光）を集光して光ファイバ１３に入射し、或いは、光ファイバ１３から出射される光を、平行光とすることなく受発光素子４２に集光する。なお、ホルダ１１に設けられる陥没部１１ｅ等の構成については上記第１の実施の形態に係る光コリメータ１０の陥没部１１ｅと共通する。
　このようなレンズ４１を有する光結合部材４０においても、ホルダ１１に陥没部１１ｅを設けることで形成される当接面１１ｅ１、１１ｅ２にレンズ４１の一部及び光ファイバ１３の一部を当接させて位置決めできる。これにより、陥没部１１ｅを基準としてレンズ４１及び光ファイバ１３を位置決めすることができるので、従来のように、別部材のスペーサをホルダ１１内に挿入する場合や、ホルダ１１自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができる。この結果、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にレンズ４１と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。
　また、上記実施の形態においては、いずれもホルダ１１内におけるコリメータレンズ１２と光ファイバ１３（１５）との間の距離を比較的短く構成する光コリメータ１０（２０、３０）について示している。しかしながら、コリメータレンズ１２と光ファイバ１３（１５）との間の距離については、コリメータレンズ１２の集光特性や受発光素子との位置関係などの要因により適宜変更することが可能である。
　以下、ホルダ１１内におけるコリメータレンズ１２と光ファイバ１３との間の距離を比較的長く構成する場合の光コリメータ（光結合部材）５０、６０について説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、光コリメータを参照して説明するが、図１１Ｂに示すような光結合部材にも適用することが可能である。
　図１２は、本発明の第１の変形例に係る光コリメータ５０の側面図である。図１３は、図１２に示すＬ－Ｌにおける断面図である。図１４は、図１３に示す二点鎖線Ｍ内の拡大図である。また、図１５は、本発明の第２の変形例に係る光コリメータ６０の側面図である。図１６は、図１５に示すＮ－Ｎにおける断面図である。図１７は、図１６に示す二点鎖線Ｏ内の拡大図である。なお、図１２～図１７において、図３と同一の構成については、同一の符号を付与し、詳細な説明を省略する。
　図１２～図１４に示す光コリメータ５０においては、光ファイバ１３の挿入方向に一定距離離間して陥没部１１ｈ（１１ｈ１、１１ｈ２）が設けられている。陥没部１１ｈ１は、開口部１１ｂ側の位置に設けられ、陥没部１１ｈ２は、挿入孔１１ａ側の位置に設けられている。陥没部１１ｈ（１１ｈ１、１１ｈ２）は、それぞれ同一周上（言い換えると、ホルダ１１の内側面における光ファイバ１３の挿入方向と直交する同一平面上）に複数個（図１２～図１４に示す例では、４個）設けられている。陥没部１１ｈ１は、コリメータレンズ１２の位置決めに利用される。一方、陥没部１１ｈ２は、光ファイバ１３の位置決めに利用される。より具体的には、陥没部１１ｈ１を設けることでホルダ１１内に形成される形成される開口部１１ｂ側の当接面１１ｈ３がコリメータレンズ１２の位置決めに利用される。一方、挿入孔１１ａ側の当接面１１ｈ４が光ファイバ１３の位置決めに利用される。
　一方、図１５～図１７に示す光コリメータ６０においては、光ファイバ１３の挿入方向に一定長さだけ延在する陥没部１１ｉが設けられている。陥没部１１ｉは、同一周上（言い換えると、ホルダ１１の内側面における光ファイバ１３の挿入方向と直交する同一平面上）に複数個（図１５～図１７に示す例では、２個）設けられている。陥没部１１ｉは、コリメータレンズ１２及び光ファイバ１３の位置決めに利用される。より具体的には、陥没部１１ｉを設けることでホルダ１１内に形成される形成される開口部１１ｂ側の当接面１１ｉ１がコリメータレンズ１２の位置決めに利用され、挿入孔１１ａ側の当接面１１ｉ２が光ファイバ１３の位置決めに利用される。
　ホルダ１１の外周に、図１２～図１７に示すような陥没部１１ｈ、１１ｉを設けることにより、コリメータレンズ１２と光ファイバ１３との間の距離を比較的長く構成できる。なお、ホルダ１１に設けられる陥没部１１ｈの数（光ファイバ１３の挿入方向に設けられる陥没部１１ｈの数）や、陥没部１１ｉの長さは適宜変更が可能である。このような陥没部１１ｈ、１１ｉをホルダ１１に設けることにより、コリメータレンズ１２の集光特性や受発光素子との位置関係などが異なる様々な環境で発光素子や光ファイバ１３から出射される光を適切に集光することが可能となる。
　さらに、上記実施の形態においては、光コリメータ１０（２０、３０）が備えるコリメータレンズ１２がガラス材料で構成される場合について説明しているが、コリメータレンズ１２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、コリメータレンズ１２をプラスチック材料で構成するようにしても良いし、その形状も球形レンズに限られない。
　また、上記第１の実施の形態においては、プラスチック光ファイバを光ファイバ１３の一例として説明しているが、第１の実施の形態に係る光コリメータ１０にて適用される光ファイバ１３は、プラスチック光ファイバに限定されるものではない。コリメータレンズ１２側の端面が同一平面上に配置される構成であれば、ガラス光ファイバを適用することも可能である。
　さらに、上記第２の実施の形態においては、ガラス光ファイバを光ファイバ１５の一例として説明しているが、第２の実施の形態に係る光コリメータ２０にて適用される光ファイバ１５は、ガラス光ファイバに限定されるものではない。例えば、コリメータレンズ１２側の端面の一部が突出して配置される構成であれば、プラスチック光ファイバを適用することも可能である。例えば、このようなプラスチック光ファイバとしては、クラッドの外周を被覆する被覆層が形成され、コア及びクラッドのみが被覆層の端面から突出して配置される場合が該当し得る。
　さらに、上記第１実施の形態においては、ホルダ１１が概して円筒形状を有する場合について説明しているが、ホルダ１１の構成については円筒形状に限定されるものではなく適宜変更が可能である。一端部にコリメータレンズ１２の収容部１１ｃが形成される一方、他端部に光ファイバ１３の挿入孔１１ａが形成されることを前提として任意の形状を採用することができる。例えば、角筒形状（すなわち、光ファイバ１３の挿入方向と直交する断面が四角形とされた筒形状）を有するものなどが含まれる。
　仮に、角筒形状を有するホルダ１１を第１の実施の形態に係る光コリメータ１０に適用する場合、陥没部１１ｅは、ホルダ１１の内側面における光ファイバ１３の挿入方向と直交する同一平面上に複数設けられる。第２の実施の形態に係る光コリメータ２０に適用される場合における陥没部１１ｆについても同様である。また、角筒形状を有するホルダ１１を第３の実施の形態に係る光コリメータ３０に適用する場合、陥没部１１ｇは、ホルダ１１の内側面における光ファイバ１３の挿入方向と直交する同一平面上に環形状に設けられる。
　さらに、上記実施の形態においては、本発明を光コリメータ１０（２０、３０）及びこれが接続される光コネクタに具現化した場合について説明している。しかしながら、本発明は、これらに限定されるものではなく、上記光コリメータ１０（２０、３０）が有するホルダ１１で構成される光結合部材用保持部材としても成立するものである。この場合、光結合部材用保持部材は、例えば、ホルダ１１の全体で構成される保持体と、この保持体の一端に設けられ、レンズ（例えば、光コリメータ用保持部材の場合にはコリメータレンズ１２）を収容するための収容部１１ｃと、保持体の他端に設けられ、光ファイバ１３（１５）を挿入するための挿入孔１１ａと、保持体の収容部１１ｃの近傍の外周に陥没部１１ｅ（陥没部１１ｆ、陥没部１１ｇ）を設けることで収容部１１ｃ近傍に形成され、レンズ及び光ファイバ１３（１５）の端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行うための当接面１１ｅ１、１１ｅ２（当接面１１ｆ１、１１ｆ２、当接面１１ｇ１、１１ｇ２）を具備する。
　本発明に係る光結合部材用保持部材によれば、収容部１１ｃの近傍に設けた陥没部１１ｅ（１１ｆ、１１ｇ）の一部に、レンズ及び光ファイバ１３（１５）の少なくとも一方を当接させて位置決めを行うための当接面１１ｅ１、１１ｅ２（当接面１１ｆ１、１１ｆ２、当接面１１ｇ１、１１ｇ２）を設けたことから、陥没部１１ｅ（１１ｆ、１１ｇ）を基準としてレンズ及び／又は光ファイバ１３（１５）を位置決めすることができる。これにより、従来のように、別部材のスペーサをホルダ保持部材内に挿入する場合や、保持部材自体にスペーサ部を設ける場合と比べて、作業効率を向上することができる。この結果、コストの上昇を抑制しつつ、簡単にレンズと光ファイバ１３（１５）との位置決めを行うことが可能となる。
　本出願は、２０１１年９月２８日出願の特願２０１１－２１２８６７及び２０１１年１０月１８日出願の特願２０１１－２２９１４０に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
 

Claims (13)

  1. 　光ファイバと、一端に形成された挿入孔から挿入された前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材の他端に形成された収容部に収容されるレンズとを具備し、前記保持部材の収容部近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面に前記レンズ及び光ファイバの端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行う光結合部材であって、
    　前記陥没部を前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数設けたことを特徴とする光結合部材。
  2. 　前記光ファイバに対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下とし、前記光ファイバの端面の一部を前記当接面に当接させたことを特徴とする請求項１記載の光結合部材。
  3. 　前記光ファイバに対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下とし、前記光ファイバを構成する補強層の一部を前記当接面に当接させ、当該当接部よりも前記レンズ側に前記光ファイバを構成するコア及びクラッドの端面を配置したことを特徴とする請求項１記載の光結合部材。
  4. 　前記光ファイバに対向する前記当接面の角度と、前記レンズに対向する前記当接面の角度とを前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して異なる角度としたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の光結合部材。
  5. 　前記レンズに対向する前記当接面を傾斜面とし、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する前記傾斜面の角度を０°以上４５°以下とし、前記レンズの一部を前記傾斜面に当接させたことを特徴とする請求項１記載の光結合部材。
  6. 　前記レンズに対向する前記当接面に除去加工を施したことを特徴とする請求項１記載の光結合部材。
  7. 　請求項１記載の光結合部材を接続することを特徴とする光コネクタ。
  8. 　光ファイバを保持する保持体と、前記保持体の一端に設けられ、レンズを収容するための収容部と、前記保持体の他端に設けられ、前記光ファイバを挿入するための挿入孔とを具備し、前記保持体の前記収容部の近傍の外周に陥没部を設けることで形成される当接面に前記レンズ及び光ファイバの端面の少なくとも一方を当接させて位置決めを行う光結合部材用保持部材であって、
    　前記陥没部を前記光ファイバの挿入方向と直交する同一平面上に複数設けたことを特徴とする光結合部材用保持部材。
  9. 　前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して２０°以下としたことを特徴とする請求項８記載の光結合部材用保持部材。
  10. 　前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度を、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して３０°以上８０°以下としたことを特徴とする請求項８記載の光結合部材用保持部材。
  11. 　前記挿入孔を介して挿入された前記光ファイバと対向する前記当接面の角度と、前記収容部に収容された前記レンズと対向する前記当接面の角度とを前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対して異なる角度としたことを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の光結合部材用保持部材。
  12. 　前記収容部に収容された前記レンズと対向する前記当接面を傾斜面とし、前記光ファイバの挿入方向と直交する平面に対する前記傾斜面の角度を０°以上４５°以下としたことを特徴とする請求項８記載の光結合部材用保持部材。
  13. 　前記収容部に収容された前記レンズと対向する前記当接面に除去加工を施したことを特徴とする請求項８記載の光結合部材用保持部材。
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