(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを射出するレーザ光源装置と、その外壁に光ファイバ線を異なる方向から直視し得る複数の透光孔を設けた光コネクタと、これら透光孔の少なくとも２つの外部にそれぞれ設けた複数の光検出素子と、上記レーザ光源装置と上記光コネクタとを相対的に移動させる移動手段と、上記複数の光検出素子の受光量がいずれも最小になるように上記移動手段を制御する制御装置とを備えることを特徴とするレーザビームと光ファイバの位置合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】
レーザ光源からのレーザビームを光ファイバによって受信手段やレーザディスプレイ装置などのレーザ光利用装置に導くことが行われている。
この光ファイバＦは、図３（ａ）  に示すように、その中心部に設けられて高い透光性と高い屈折率を有して光を導くコアＣと、このコアより低い屈折率を有して上記コアを取り巻いているクラッドＫとから構成されている。
【０００２】
なお、光ファイバとして、このコアとクラッドとの屈折率が徐々に変化するグレーデットインデックス型の光ファイバと、コアの屈折率とクラッドの屈折率とがステップ状に異なっているステップインデックス型の光ファイバとがあるが、本発明はこれら２種類の光ファイバについてほぼ同等の作用・効果が得られることから、本発明における「光ファイバ」はこれら２種類の光ファイバを含むものである。
【０００３】
そして、この光ファイバを保護し、かつ取扱いを容易にするための１つの方法として、例えば図３（ｂ）  に示すように、この光ファイバＦの外周に、例えば合成樹脂などからなる被覆層Ｒが設けられて光ファイバ線Ｗを構成し、さらに、図３（ｃ）  に示すように、その外周にジャケットＪを設けることによって光ケーブルＴとして形成される。
【０００４】
図３（ｄ）  は例えばレーザ光源装置Ｏの光出力孔ｏｐに対向して設けられているコネクタ座Ｓと、上記の光ケーブルＴをこのコネクタ座Ｓに光学的に接続するための光コネクタＰの構成の例を示したものである。
光コネクタＰは、全体として管状の外壁Ｐ１  と、フェルールＰ２  と、袋ナットＰ３  とによって構成されている。
【０００５】
上記した光ケーブルＴは、その先端部でジャケットＪと被覆層Ｒを取り除いて光ファイバＦを露出させるとともに、これに続く部分ではジャケットＪのみを取り除いて光ファイバ線Ｗが露出するように加工された後、図の右方からコネクタＰの外壁Ｐ１  内部の管状孔に挿入される。
【０００６】
これによって、フェルールＰ２  の内部に設けられている貫通孔の先端の光ファイバＦの径に合わせた狭い径の貫通孔には光ファイバＦが、これに続く光ファイバ線Ｗの径に合わせた太い径の貫通孔には光ファイバ線Ｗがそれぞれ位置するようになる。
【０００７】
そして、止めネジＰ１１，Ｐ１２によってこのフェルールＰ２  は光コネクタＰの外壁Ｐ１  に固定され、また、止めネジＰ１３，Ｐ１４によってジャケットＪをこの外壁Ｐ１  に固定することによって、光ケーブルＴの先端に光コネクタＰが取付けられる。
【０００８】
この図３（ｄ）  の左側のコネクタ座Ｓは、レーザ光源装置Ｏに止めネジＳ１２，Ｓ１３で取付けられる取付部を備える管状の基部Ｓ１  と、この基部Ｓ１  の管状部に設けたネジＳ１１と螺合するネジＳ２１によってこの基部Ｓ１  に螺着された結合金具Ｓ２  と、この結合金具Ｓ２  の上記ネジＳ２１に螺合しているロックナットＳ３  とからなっている。
【０００９】
上記結合金具Ｓ２  のネジＳ２１の中間には凸部Ｓ２２が設けられており、この凸部Ｓ２２の基部Ｓ１  の反対側のネジＳ２３に図の右側に示した光コネクタＰに設けられている袋ナットＰ３  を螺着することによって、コネクタ座Ｓに光コネクタＰが固定される。
【００１０】
なお、レーザ光源からのレーザ光がレンズなどによって集束されながら出力される場合、光ファイバＦの先端にレーザ光の焦点が位置するように上記結合金具Ｓ２  の位置を回転によって調節するが、上記したロックナットＳ３  をこの調節終了後に締付けることによってネジをロックして、基部Ｓ１  とこの結合金具Ｓ２  とが相対的に回転して軸方向の間隔（位置）が変わるのを防止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、レーザ光源と上記した光ファイバとを導光的に接続するために、光コネクタが用いられているが、レーザ光源からのレーザビームと光コネクタＰ内の光ファイバＦの先端部におけるコアＣの位置とが正確に一致していないと、レーザビームの少なくとも一部がクラッドＫに入射するようになって大きな光損失が生じる。
【００１２】
しかしながら、このコアＣの直径は数十μｍから数μｍと極めて小さいため、このコアＣの先端部とレーザ光源からの極めて細いレーザビームとの位置を合わせたり、位置合わせの状態を確かめたりすることは困難であった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、レーザ光源からのレーザビームと光ファイバのコア部分との位置が一致していない場合、レーザビームが光ファイバのクラッド部に入射して、この光ファイバのクラッド部からレーザ光が漏出して、光ファイバあるいは光ファイバを被覆している被覆層が光って見えること、そして、光ファイバや光ファイバの被覆層からの光の光量は、レーザビームがコアからずれた量に比例することを発見した。
【００１４】
そこで、この発見に基づいて、次の構成を有するレーザビームと光ファイバの位置合わせ装置を発明した。
【００１７】
そこで、光コネクタの外壁に設けた透光孔を互いに異なる方向、例えば90°異なる方向から複数設け、光コネクタの外壁に設けた透光孔の外部にフォトダイオードや光導電素子などの光量検出素子を設け、この光量検出素子の出力を制御装置に供給して、この制御装置によって光検出素子の受光量が最小になるようにレーザ光源装置と光コネクタとを相対的に移動させる移動手段を制御するように構成しているので、自動的に精度の高い位置合わせを行なうことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、光コネクタの外壁に透光孔を設けた本発明の実施例を示すもので、図３（ｄ）  の右側に示した従来の光コネクタの構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付してあるので詳細な説明は省略する。
【００２２】
この光コネクタの主要な構成要素は、外壁Ｐ１  と、フェルールＰ２  と、袋ナットＰ３  とからなっており、外壁Ｐ１  とフェルールＰ２  とを貫通する孔に光ファイバＦ、光ファイバ線Ｗおよび光ケーブルＴの状態で挿入されていることは前述のとおりである。
【００２３】
図１（ａ）  に示すように、本発明によってこの光コネクタの外壁Ｐ１  には透光孔Ｈが設けてあり、この透光孔Ｈを通して光ファイバ線Ｗの光量を判断あるいは検出し、この光量が最小になるように、例えばフェルールＰ２  の外壁Ｐ１  に対する位置を止めネジＰ１１，Ｐ１２によって調節する。
【００２４】
なお、Ｐ１  紙面の上下方向成分についての調節は、例えばフェルールＰ２  の外壁に紙面に垂直な方向、図示のネジＰ１１，Ｐ１２と直交する方向のネジ孔と止めネジを用いて調節するようにしてもよいし、あるいは、袋ナットＰ３  をゆるめて外壁Ｐ１  を回転させてからフェルールＰ２  の止めネジＰ１１，Ｐ１２を締付けることによって達成できる。
【００２５】
また、別の調節方法としては、後述する図２図示の実施例のように、コネクタ座Ｓ１  のレーザ光源装置Ｏへの取付け位置を調節するようにしてもよい。なお、この調節による移動の範囲は、実際上ほぼ光ファイバＦの径であるμｍのオーダーで足りるため、コネクタ座Ｓの基部Ｓ１  に設けた止めネジＳ１２，Ｓ１３が貫通する貫通孔の内径をこれらのネジＳ１２，Ｓ１３の外径より僅かに大きくしておくことによって十分に調節することが可能である。
【００２６】
図１（ｂ）  は、（ａ）  図のｂ−ｂ’線における断面図であって、透光孔Ｈ１，Ｈ２  を互いに直交するＸ−Ｘ’，Ｙ−Ｙ’の２方向から設けた例を示してあり、このように異なった方向から光ファイバ線Ｗを見得るようにしておけば、光ファイバＦのずれの方向が容易に判るという利点がある。
【００２７】
さらに、この図１（ａ）  の透光孔Ｈ１，Ｈ２  の外部には、光量検出素子Ｄ１，Ｄ２  が点線によって示してあり、これら光量検出素子からの電気的出力を測定することによって、高い精度で光ファイバＦの位置ずれを検出できるので、上記の位置決めを正確に行うことができる。
【００２８】
図２は、上記した図１（ｂ）  の２つの光量検出素子Ｄ１，Ｄ２  の出力によって光ファイバＦの位置を自動的に調節するようにした実施例を示すもので、同図（ａ）  にはレンズＬを介してレーザビームを射出するレーザ光源装置Ｏとコネクタ座Ｓと光コネクタＰとが示してあり、同図（ｂ）  はこのコネクタ座Ｓの基部Ｓ１  の位置調節を説明するための図である。なお、同図（ｂ）  には、光コネクタＰの外壁Ｐ１  に互いに直交して設けられた透光孔Ｈ１，Ｈ２  の位置を点線で図示してある。
【００２９】
また、図１および図３に示した構成要素に相当する構成要素にはこれら図面における符号と同一の符号を付してあるので、これらの構成要素についての説明は省略する。
【００３０】
図２（ａ）  に示すように、コネクタ座Ｓの基部Ｓ１  には止めネジＮの外径より僅かに大きい取付孔が設けられており、この取付孔を挿通する上記止めネジＮによってこのコネクタ座Ｓはレーザ光源装置Ｏに取付けられる。なお、この取付けに際しては、スプリングワッシャーを止めネジＮの頭部と基部Ｓ１  との間に介在させておくことが望ましい。
【００３１】
図２（ｂ）  に点線で示した光コネクタＰの上方の透光孔Ｈ２  を経てその外部に設けられた光量検出素子Ｄ２  が測定する光量は、光ファイバＦの図の紙面の垂直方向のずれに応じて変化するので、この光量検出素子Ｄ２  の出力が最小になるように図示しない制御装置を介してアクチュエータＡ２  を駆動して、コネクタ座Ｓの基部Ｓ１  を図２（ｂ）  の左右方向に移動させる。
【００３２】
一方、図２（ｂ）  に点線で示した光コネクタＰの側面の透光孔Ｈ１  を経てその外部に設けられた光量検出素子Ｄ１  が測定する光量は、光ファイバＦの図の紙面の方向のずれに応じて変化するので、この光量検出素子Ｄ１  の出力が最小になるように図示しない制御装置を介してアクチュエータＡ１  を駆動して、コネクタ座Ｓの基部Ｓ１  を図２（ｂ）  の上下方向に移動させる。
【００３３】
このように構成すれば、常にレーザビームと光ファイバとの位置合わせが行われるため、例えばレーザ光源装置が自動車などに搭載されていて振動などによって光コネクタとの接続状態が変化する場合にも、レーザビームのこの光接続部における損失を最小に保つことができるという格別の効果が得られる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のレーザビームと光ファイバの位置合わせ装置によれば、レーザビームと光ファイバのコアとの位置合せが容易になり、レーザ光源装置と光ケーブルの間の光接続部における光の損失を減少することができるので、光通信などの場合には光の伝送距離を大きくすることができ、また、レーザディスプレイなどに用いる場合にはディスプレイの明るさを高めることができるなどの格別の効果が得られる。
【００３５】
また、本発明によるレーザビームと光ファイバ線の位置合わせ装置によれば、レーザビームと光ファイバとの位置合せが自動的に行われるので、レーザ光源や光ケーブルが振動を受けるような場合にも光損失を最小に保つことができるという格別の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による位置合わせ装置に使用する光コネクタの実施例を示す図である。
【図２】本発明によるレーザビームと光ファイバの位置合わせ装置の実施例を示す図である。
【図３】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｐ……光コネクタ，Ｐ１  ……外壁，Ｐ２  ……フェルール，Ｐ３  ……袋ナット，Ｈ１  ，Ｈ２  ……透光孔，Ｔ……光ケーブル，Ｗ……光ファイバ線，Ｄ１  ，Ｄ２  ……光量検出素子
【図１】
0003597927.tif 000002
【図２】
0003597927.tif 000003
【図３】
0003597927.tif 000004