(57)【要約】【課題】簡易な構造でありながら、光軸ずれを生じさせることなく的確に結合固定をすることができるコリメートレンズの固定構造及びこの固定構造を備えた光ファイバーを提供する。【解決手段】光ファイバー２の外径Ｄ２よりやや小さな内径Ｄ１の円筒状割りスリーブ１の一端部に、該スリーブ１の内径Ｄ１より大きな径Ｄ３の凸曲部３ａを備えたコリメートレンズ３を、該凸曲部３ａの一部が割りスリーブ１の一端部の空所に嵌込まれるように添装すると共に、該割りスリーブ１の他端部に光ファイバー２の先端部を外嵌し、該割りスリーブ１の空所に装填された接着剤４を硬化させて、上記光ファイバー２、割りスリーブ１及びコリメートレンズ３を固着一体化している。【選択図】図１
2006201559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーの先端部に、軸方向にスリットを形成した割りスリーブを用いて、コリメートレンズを固定する構造であって、
上記割りスリーブは、上記光ファイバーの外径よりもやや小さな内径を有するとともに、上記コリメートレンズは、上記スリーブの内径よりも大きな径の凸曲部を有しており、
上記割りスリーブの一端部には、上記コリメートレンズの上記凸曲部が嵌込まれて、上記コリメートレンズが上記割りスリーブの一端部に添装されるとともに、上記割りスリーブの他端部には、上記光ファイバーの先端部が外嵌され、更に、上記割りスリーブの上記スリットより接着剤が充填されて、上記光ファイバー、上記割りスリーブ及び上記コリメートレンズが固着一体になっていることを特徴とするコリメートレンズの固定構造。
【請求項２】
光ファイバーの先端部に、軸方向にスリットを形成した割りスリーブを用いて、コリメートレンズを固定する構造であって、
上記光ファイバーは、その先端に傾斜面を形成するとともに、その近傍には傾斜方向を示すマークが付されるとともに、上記割りスリーブは、上記光ファイバーの外径よりもやや小さな内径を有しており、
上記割りスリーブの一端部には、上記コリメートレンズが添装されるとともに、上記割りスリーブの他端部には、上記光ファイバーの先端部が、上記マークが上記スリットより露見するようにして外嵌され、更に、上記割りスリーブの上記スリットより接着剤が充填されて、上記光ファイバー、上記割りスリーブ及び上記コリメートレンズが固着一体になっていることを特徴とするコリメートレンズの固定構造。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記コリメートレンズが、上記割りスリーブの内径より大きな外径を有したボールレンズであることを特徴とするコリメートレンズの固定構造。
【請求項４】
請求項２において、
上記コリメートレンズが、上記割りスリーブの内径よりもやや大きな外径を有した光収束用ロッドレンズであって、上記割りスリーブの一端部に内嵌されていることを特徴とするコリメートレンズの固定構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
上記接着剤が紫外線光硬化型の接着剤であり、上記スリーブの上記スリットより紫外線光を照射することによって硬化されることで、上記光ファイバー、上記割りスリーブ及び上記コリメートレンズを固着一体にしていることを特徴とするコリメートレンズの固定構造。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の固定構造によって、先端部にコリメートレンズを固着一体にしたことを特徴とする光ファイバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用などに用いられる光ファイバーの先端部に、出射光若しくは入射光を平行にするコリメートレンズを固定する為の構造およびこの固定構造によってコリメートレンズを固着一体に備えた構造にした光ファイバーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバーを用いた光通信システムにおいては、光ファイバーの先端部に、出射光若しくは入射光を平行にする為、コリメートレンズが固定される。このようなコリメートレンズの固定構造としては、例えば、特許文献１乃至特許文献３で代表されるように多くの技術手段が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、レンズホルダに保持された円柱レンズと、スリーブに保持された光ファイバーとをカップリングナットによって結合固定する構造が開示されている。また、特許文献２には、部分球面レンズを円筒状割りスリーブの一端部より内挿し、接着剤により固定すると共に、この部分球面レンズに対向させて、光軸が合致するように光ファイバーの先端部を割りスリーブの他端部側より内挿固定する構造が開示されている（同文献の図９及びその説明参照）。
更に、この特許文献２の図３、図６或いは特許文献３には、光ファイバーの端面に、反射損失抑制の為に、光軸に垂直な平面に対して傾斜面を形成することが開示されている。
【特許文献１】特開平５−１１１３７号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５６１０号公報
【特許文献３】特開２００１−１３３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の固定構造では、レンズをスリーブに内挿する為、円柱レンズを用いているので、円柱レンズの長さが僅かに変わるだけで、コリメータ度に影響が出ることが予想される。また、スリーブは光ファイバーを保持する為に用いられ、レンズとスリーブはレンズホルダによって位置決めされるから、各部品の寸法公差が累積され、偏芯、光軸ずれも生じ易くなる。
【０００５】
一方、特許文献２の固定構造においては、レンズをスリーブに内挿する為、ボールレンズを加工して部分球面レンズにする必要があり、加工に手間を要する。更に、レンズと光ファイバーを同じスリーブに内挿するために、両者の外径の違いから、偏芯、光軸ずれが起こり易く、これを防止する為に、内細管を用いることが教示されているが、その場合、部品点数の増大は避けられない。
また、この特許文献や特許文献３には、上記のように光ファイバーの先端面に傾斜面を形成することが教示されているが、実際の結合固定時には、レンズと光ファイバー端面との位置合わせが難しく、そのため光軸にずれが生じ、反射損失の増大を招くなどの問題も予想される。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、簡易な構造でありながら、光軸ずれを生じさせることなく、光ファイバーとコリメートレンズとを的確に結合固定をすることができる固定構造及びこの固定構造を備えた光ファイバーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明に係るコリメートレンズの固定構造は、光ファイバーの先端部に、軸方向にスリットを形成した割りスリーブを用いて、コリメートレンズを固定する構造であって、上記割りスリーブは、上記光ファイバーの外径よりもやや小さな内径を有しており、上記コリメートレンズは、上記スリーブの内径よりも大きな径の凸曲部を有しており、上記割りスリーブの一端部には、上記コリメートレンズの上記凸曲部が嵌込まれて、上記コリメートレンズが上記割りスリーブの一端部に添装されるとともに、上記割りスリーブの他端部には、上記光ファイバーの先端部が外嵌され、更に、上記割りスリーブの上記スリットより接着剤が充填されて、上記光ファイバー、上記割りスリーブ及び上記コリメートレンズが固着一体になっている
【０００８】
また、請求項２の発明に係るコリメートレンズの固定構造は、光ファイバーの先端部に、軸方向にスリットを形成した割りスリーブを用いて、コリメートレンズを固定する構造であって、上記光ファイバーは、その先端に傾斜面を形成するとともに、その近傍には傾斜方向を示すマークが付され、上記割りスリーブは、上記光ファイバーの外径よりもやや小さな内径を有しており、上記割りスリーブの一端部には、上記コリメートレンズが添装されるとともに、上記割りスリーブの他端部には、上記光ファイバーの先端部が、上記マークが上記スリットより露見するようにして外嵌され、更に、上記割りスリーブの上記スリットより接着剤が充填されて、上記光ファイバー、上記割りスリーブ及び上記コリメートレンズが固着一体になっている。
【０００９】
請求項３では、請求項１または２において、コリメートレンズとして、上記割りスリーブの内径より大きな径のボールレンズを用いた構成としている。
また、請求項４では、請求項２において、割りスリーブの内径よりやや大きな外径を有した光収束用ロッドレンズを用いた構成としている。
【００１０】
また、本発明では、紫外線光硬化型の接着剤を用いれば、請求項５のように、スリーブの割り部分より紫外線光を照射することによって接着剤を硬化させて、光ファイバー、割りスリーブ及びコリメートレンズを相互に固着一体できる。
【００１１】
また、請求項６では、請求項１乃至５のいずれかに記載の固定構造を用いて、先端部にコリメートレンズを固着一体に備えた光ファイバーを提案している。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の本発明によれば、内径が光ファイバーの外径よりやや小さな割りスリーブを、拡径させて、弾性変形させることにより光ファイバーの先端部に外嵌させることが出来る。そのため、光ファイバーに多少の外径寸法誤差があっても光ファイバーとスリーブとの中心軸を的確に合致させることが出来る。
また、スリーブの内径より大きな径の凸曲部を備えたコリメートレンズを、その凸曲部の一部が割りスリーブの一端部の空所に嵌るよう添装しているから、ボールレンズをそのまま使用することができる。
以上の結果として、コリメートレンズ及び光ファイバーに多少の外径寸法誤差があっても、光ファイバーとコリメートレンズとの中心軸を簡単且つ的確に合致させて固着することが出来る。
【００１３】
また、割りスリーブのスリットから、コリメートレンズと光ファイバーとの距離を観測することができるから、光学調整作業も容易である。
更に、スリーブ内には接着剤が装填されるが、割りスリーブのスリットからは、コリメートレンズ及び光ファイバーの距離に応じて余剰の接着剤が溢れ出して、接着剤は適正な充填量に調整される。
従って、割りスリーブ内の空間を一様にするための接着剤の液量管理をする必要もなく、接着剤も均一に充填できる。
【００１４】
請求項２の発明に係る固定構造によれば、反射損失対策の為に先端に傾斜面を形成した光ファイバーには、傾斜面の近傍に傾斜方向を示すマークが付されているから、光ファイバーをスリーブに内挿固定する際、このマークがスリットから露見するように、位置合わせすることで、傾斜面の傾斜方向を勘案した光学調整作業ができ、光ビームのオフセット方向の特定が的確になされる。
また、この本発明では、コリメートレンズとして、光収束用のロッドレンズを採用することも可能であり、上記相互の中心軸の位置合わせ作業に加え、光ファイバー先端面の傾斜特性と光収束用ロッドレンズの特性に基づく光学的調整も簡易且つ的確に出来る。
【００１５】
請求項５の発明では、割りスリーブのスリットから直接接着剤に紫外線光を照射して接着剤を硬化させることができるから、接着剤の硬化を効率的に行えると共に、スリーブの紫外線透過率を考慮する必要がないので、割りスリーブの素材の選択幅が広げられる。
【００１６】
請求項６の光ファイバーは、その先端部に、上記いずれかの固定構造によりコリメートレンズを固着一体に備えたものであるから、簡単な構造でありながら、偏芯、光軸ずれがなく、安価にして精度の高い光通信システムの構築に大きく寄与することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は本発明のコリメートレンズの固定構造の一例を示す分解斜視図、図２は同構造の縦断面図、図３は別実施形態の分解平面図、図４は図３の縦断面図、図５は同実施形態の変形例を示す縦断面図である。
【実施例１】
【００１８】
図１、図２において、割りスリーブ１は、ステンレス鋼のような金属製円筒体からなり、その長手方向に沿ってスリット１ａが形成されている。
このスリット１ａの存在により、スリーブ１は開環円筒体とされ、拡径方向の弾性変形が可能となる。
光ファイバー２としては、汎用されているものが採用可能であり、その先端面２ａは中心軸に直交する平坦面とされている。
また、この実施例では、コリメートレンズとしてボールレンズ３を採用しており、割りスリーブ１の内径Ｄ１は、光ファイバー２の外径Ｄ２よりやや小さくなっており、更に、ボールレンズ３の外径Ｄ３よりも小さくなっている。
ボールレンズ３は文字通り球状であるから、その全ての表面が凸曲部３ａとされ、従って、上記のような内径Ｄ１及び外径Ｄ３の大小関係により、実質的に凸曲部３ａの径が割りスリーブ１の内径Ｄ１より大きくなっている。
【００１９】
次に、上記光ファイバー２とボールレンズ３とを、割りスリーブ１を介して結合固定する要領について説明する。
割りスリーブ１の内筒部空所内に、未硬化の紫外線硬化型接着剤４を装填しておき、割りスリーブ１の一端部に、その空所に上記凸曲部３ａの一部が嵌り込むようにボールレンズ３を宛がう。この状態で、割りスリーブ１の他端部から、スリット１ａが拡開するように、割りスリーブ１を拡径し弾性変形させながら、光ファイバー１の先端部を割りスリーブ１内に挿入する。
この挿入時に、割りスリーブ１のスリット１ａを通じて、光ファイバー２の先端面２ａの位置を確認しながら、ボールレンズ３との対向距離が適正になるように調整する。また、この挿入時には、光ファイバー２の押し込み作用によって、割りスリーブ１内に装填されている接着剤４がスリット１ａから溢れ出るので、溢れ出した接着剤を拭き取るようにすれば、光ファイバー２とボールレンズ３との間の空所には、必要な量の接着剤４のみが、隅々に均一に行き渡り、残存する。
【００２０】
上記のように光ファイバー２とボールレンズ３とを、その対向距離が適正となるよう調整した後、割りスリーブ１の弾性変形による拡径を解除させれば、その復元弾性力により、光ファイバー２は割りスリーブ１によって把持される。
従って、この弾性把持力によって、スリーブ１及び光ファイバー２に多少の外形寸法誤差があっても、スリーブ１の中心軸（光軸）と、光ファイバー２の中心軸（光軸）とを合致させることが出来る。
次いで、図２に示すように、紫外線光照射器５を用い、紫外線光５ａを割りスリーブ１のスリット１ａより接着剤４に照射すると、接着剤４が硬化し、スリーブ１、光ファイバー２及びボールレンズ３は相互に固着一体とされる。
この紫外線光５ａの照射は、接着剤４に直接的になされるから、効率的に硬化され、スリーブ１の素材の光透過率には影響されないので、スリーブ１には強靭な金属、その他の材料が適用でき、材料選択の自由度を大きく出来る。
【００２１】
上記スリーブ１、光ファイバー２及びボールレンズ３の固着一体状態では、上記のように、スリーブ１の中心軸と、光ファイバー２の中心軸とが合致するが、ボールレンズ３も、その凸曲部３ａの径が割りスリーブ１の内径より大きくなっているから、多少の外形寸法誤差があっても、凸曲部３ａを上記のように割りスリーブ１に宛がうだけで、その光軸となる中心軸が、割りスリーブ１の中心軸に合致させることができる。
また、光ファイバー２及びボールレンズ３間の空間内では接着剤４が均一に硬化充填されているので、光学的にも一様な空間となり、従って、上記スリーブ１を介した光ファイバー２及びボールレンズ３の結合固定が、偏芯、光軸ずれがなく極めて的確になされる。
【００２２】
尚、本実施例では、コリメートレンズとしてボールレンズ３を採用した例について述べたが、これに限定されず、凸曲部を有し、この凸曲部の径が割りスリーブ１の内径より大きくなっているものであれば、ボールレンズを加工した部分球面レンズや、これと同等のものが採用できることは言うまでもない。
【実施例２】
【００２３】
図３及び図４は、先端面に反射損失抑制の為に傾斜面２ｂを形成した光ファイバー２を固定する構造を示すものであり、コリメートレンズとしては、割りスリーブ１の内径との大小関係が実施例１と同様なボールレンズ３が用いられ、割りスリーブ１は実施例１と同様の形状をなしており、光ファイバー２も実施例１と同様該割りスリーブ１の内径より、その外径をやや大きくしたものが採用されている。
光ファイバー２の中心軸に直交する面に対する角度θは、反射損失抑制に効果的な８°に設定されているが、図例では強調のために８°よりも大きな角度に描かれている。
また、２ｃはマークであり、傾斜面２ｂの傾斜方向（図３の白抜矢示方向参照）に沿った傾斜基部近傍の光ファイバー２の周体を刻設し、あるいは塗料を塗付けるなどして付加されており、このマーク２ｃによって、傾斜面２ｂの傾斜方向が確認できるようになっている。
【００２４】
上記のような光ファイバー２、ボールレンズ３は、割りスリーブ１を用いて、実施例１で説明したと略同じ要領で固着一体化されるが、光ファイバー２を割りスリーブ１にその傾斜面２ｂより挿入する際、マーク２ｃがスリット１ａより露見するように挿入すれば、スリット１ａからマーク２ｃが視認されるので、傾斜面２ｂの傾斜方向が正しく把握され、ボールレンズ３との光学的な位置関係を適正に設定調整することができる。
その他の構成、効果は実施例１と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２５】
図５に示す例は、実施例２の変形例を示すものであり、コリメートレンズとして、外径Ｄ４が割りスリーブ１の内径Ｄ１（図１参照）よりやや大きくした光収束用ロッドレンズ６が用いられている。
ロッドレンズ６の外径Ｄ４と割りスリーブ１の内径Ｄ１とを、このような大小関係にしておけば、ロッドレンズ６を割りスリーブ１に内挿する際にも、光ファイバー２を内挿する場合と同様に、割りスリーブ１のスリット１ａが拡開するようにして弾性変形させ、そのときの弾性復元力を用いて、光収束用ロッドレンズ６が割りスリーブ１によって把持することができ、したがって、この弾性把持状態では、双方に多少の外形寸法誤差があっても、光収束用ロッドレンズ６の中心軸と、割りスリーブ１の中心軸とを合致させることができる。
【００２６】
また、光ファイバー２は、上記と同様その先端面が傾斜面２ｂとされ、その傾斜方向を示すマーク２ｃを付加しているから、割りスリーブ１に内挿する際にはこのマーク２ｃと光出力をモニタしながら、光ファイバー２とコリメートレンズ２とを最適な対向位置に固定することができる。なお、上記と共通部分に同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２７】
前述した光ファイバー２は、フェルール、光ファイバー管或いは被覆部等の部材に保持されたものであっても良く、その場合、マーク２ｃは、これら保持部材に付されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のコリメートレンズの固定構造の一例を示す分解斜視図である。
【図２】同構造の縦断面図である。
【図３】別実施形態の分解平面図である。
【図４】図３の縦断面図である。
【図５】同実施形態の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      割りスリーブ
１ａ    スリット
２      光ファイバー
２ａ    その先端面
２ｂ    傾斜面
２ｃ    マーク
３      ボールレンズ（コリメートレンズ）
３ａ    凸曲部
４      接着剤
６      光収束用ロッドレンズ（コリメートレンズ）
Ｄ１    割りスリーブの内径
Ｄ２    光ファイバーの外径
Ｄ３    凸曲部の径
Ｄ４    光収束用ロッドレンズの外径
【図１】
2006201559.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006201559.tif 000006
【図５】
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