(57)【要約】【課題】レンズの位置調整を、手操作でもμｍ単位で正確に行えるようにする。【解決手段】レーザーダイオード１と光ファイバ５の端部とを結ぶ光軸Ｌ間に設けた光通信用レンズ７の位置調整方法において、外筒３内に軸方向に摺動可能に設けられた内筒８にレンズ７を収納し、この内筒８の外周面に所定長さの溝９を形成し、外筒３に溝９の幅よりも大きな直径を有する円孔１０を形成し、円孔１０に回動自在に嵌まり込む円筒状の本体部２１と、本体部２１の回動中心軸に対して偏心した位置に取付けられ溝９に嵌まり込む偏心ピン２２とを有する調整器具２０を外筒３の円孔１０と溝９へほぼ隙間なく嵌め込み、円孔１０内において本体部２１を一方向へ回動させることにより偏心ピン２２が溝９内を移動し内筒８を摺動させてレンズ７の位置を調整するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーダイオードと光ファイバの端部とを結ぶ光軸間に設けた光通信用レンズの位置調整方法において、
外筒内に軸方向に摺動可能に設けられた内筒に前記レンズを収納し、
この内筒の外周面に所定長さの溝を形成し、
前記外筒にこの溝幅よりも大きな直径を有する円孔を形成し、
前記円孔に回動自在に嵌まり込む円筒状の本体部と、前記本体部の回動中心軸に対して偏心した位置に取付けられ前記溝に嵌まり込む偏心ピンとを有する調整器具を外筒の円孔と内筒の溝へほぼ隙間なく嵌め込み、
円孔内において調整器具の本体部を一方向へ回動させることにより偏心ピンが溝内を移動し内筒を摺動させてレンズの位置を調整することを特徴とする光通信用レンズの位置調整方法。
【請求項２】
前記円孔が２ヶ所形成され、一方の円孔と溝を利用して調整器具で内筒の摺動量の多い調整を行い、次いで他方の円孔と溝を利用して内筒の摺動の微調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の光通信用レンズの位置調整方法。
【請求項３】
レンズ位置調整後、円孔を注入口として溝内へ接着剤を注入して内筒を外筒に固定するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信用レンズの位置調整方法。
【請求項４】
レーザーダイオードと光ファイバの端部とを結ぶ光軸間に設けた光通信用レンズの位置調整装置において、
位置調整されるレンズが組込まれた光半導体モジュールを、外筒内に軸方向に摺動可能に設けられレンズを収納した内筒と、この内筒の外周面に所定長さに形成された溝と、外筒にこの溝幅よりも大きな直径に形成された円孔と、外筒の一端側に取付けられる光ファイバと、外筒の他端側に取付けられるレーザーダイオードを収納したハウジングとから構成し、
前記円孔に回動自在に嵌まり込む円筒状の本体部と、前記本体部の回動中心軸に対して偏心した位置に取付けられ前記溝に嵌まり込む偏心ピンとを有する調整器具を備え、
前記外筒の内孔に調整器具の本体部を、内筒の溝に偏心ピンを夫々ほぼ隙間なく嵌め込み、
調整器具の本体部を一方向へ回動させることにより偏心ピンが溝内を移動し内筒を摺動させてレンズの位置を調整するようにしたことを特徴とする光通信用レンズの位置調整装置。
【請求項５】
前記溝は内筒の外周面の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１又は４に記載の光通信用レンズの位置調整方法又はその装置。
【請求項６】
前記円孔とは反対側の外筒にも同様の円孔を形成したことを特徴とする請求項４又は５に記載の光通信用レンズの位置調整装置。
【請求項７】
前記調整器具の本体部にさらに径の大きなつまみ部を設けたことを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の光通信用レンズの位置調整装置。
【請求項８】
前記調整器具のつまみ部に内筒の摺動量が判る目盛を付したことを特徴とする請求項７に記載の光通信用レンズの位置調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信用レンズの位置調整方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光通信用レンズとしては、レセプタクル型光半導体モジュールのレーザーダイオードと光ファイバの端部とを結ぶ光軸間に設けられてその位置調整を図れるようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。これは、図１１に示すように、外囲器１００と、ホルダ１０１と、レセプタクル１０２とから構成され、外囲器１００内にレーザーダイオード１０３が収納され、このレーザーダイオード１０３から出射する光をレンズ１０４でコリメートし、その後光透過ガラス１０５及びアイソレータ１０６を経てレンズ１０７により位置１０８（図１２参照）で結像するようになっている。レンズ１０７が収納される内筒１０９は、外筒１１０内で摺動するように組付けられている。この内筒１０９が摺動することにより内部に収納されたレンズ１０７の位置が調整され、結像する位置１０８を最適の位置に調整できるようになっている。その調整手段として、外筒１１０にスリット１１１を形成し、内筒１０９の外側に設けられた突起１１２がこのスリット１１１内を移動することにより内筒１０９の摺動を図っているように構成してある。光ファイバは１０〜５００μｍの径であり、レンズ１０７の調整もμｍ単位で調整する必要があり、突起１１２のスライドは精密な装置を使用して行っていた。また、スリーブ１１３には光ファイバのフェルール１１４を挿入して取付けてある。フェルール１１４の先端はストッパ１１５で位置決めされる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６７０４７号公報（第３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光通信用レンズの位置調整手段では、スリットや突起を設けることにより部品の形状が複雑になっていた。また、内筒から突出する突起を保持し、μｍ単位で動かすための装置が必要であり、手操作でレンズ位置を微調整するのは困難であった。
【０００５】
そこで、この発明は、レンズの位置調整を、手操作でもμｍ単位で正確に行えるようにした光通信用レンズの位置調整方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、レーザーダイオードと光ファイバの端部とを結ぶ光軸間に設けた光通信用レンズの位置調整方法において、外筒内に軸方向に摺動可能に設けられた内筒に前記レンズを収納し、この内筒の外周面の全周にわたって溝を形成し、前記外筒にこの溝幅よりも大きな直径を有する円孔を形成し、前記円孔に回動自在に嵌まり込む円筒状の本体部と、前記本体部の回動中心軸に対して偏心した位置に取付けられ前記溝に嵌まり込む偏心ピンとを有する調整器具を外筒の円孔と内筒の溝へほぼ隙間なく嵌め込み、円孔内において調整器具の本体部を一方向へ回動させることにより偏心ピンが溝内を移動し内筒を摺動させてレンズの位置を調整するようにしたものである。また、レーザーダイオードと光ファイバの端部とを結ぶ光軸間に設けた光通信用レンズの位置調整装置において、位置調整されるレンズが組込まれた光半導体モジュールを、外筒内に軸方向に摺動可能に設けられレンズを収納した内筒と、この内筒の外周面の全周にわたって形成された溝と、外筒にこの溝幅よりも大きな直径に形成された円孔と、外筒の一端側に取付けられる光ファイバと、外筒の他端側に取付けられるレーザーダイオードを収納したハウジングとから構成し、前記円孔に回動自在に嵌まり込む円筒状の本体部と、前記本体部の回動中心軸に対して偏心した位置に取付けられ前記溝に嵌まり込む偏心ピンとを有する調整器具を備え、前記外筒の内孔に調整器具の本体部を、内筒の溝に偏心ピンを夫々ほぼ隙間なく嵌め込み、調整器具の本体部を一方向へ回動させることにより偏心ピンが溝内を移動し内筒を摺動させてレンズの位置を調整するようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の好適な実施の形態を図面を参照にして説明する。
【０００８】
図１に示す実施の形態では、レーザーダイオード１を収納したハウジング２を外筒３の一端側に取付け、この外筒３の他端側にはスリーブ４を設け、このスリーブ４に光ファイバ５のフェルール６を取付けてある。レーザーダイオード１と光ファイバ５の端部とを結ぶ光軸Ｌ間に光通信用のレンズ７を設けてある。このレンズ７は外筒３内に設けた内筒８に収納されている。この内筒８は外筒３の内周面に沿って摺動可能に組付けてある。そして、内筒８の外周面の全周にわたって溝９を形成し、この溝９に対応する外筒３の所定の位置にこの溝９の幅よりも直径が大きい円孔１０を形成してある。
【０００９】
図２は、調整器具２０を外筒３に取付けた状態を示す断面図である。調整器具２０は円筒状の本体部２１が円孔１０に対して回動自在に嵌合し、この回動中心軸の偏心位置に偏心ピン２２を取付けてあるとともに、本体部２１の偏心ピン２２取付け側とは反対側に、本体部２１の径よりも大きな径を有するつまみ部２３を設けてある。このように構成された調整器具２０の偏心ピン２２を内筒８の溝９へ嵌め込み、同時に本体部２１を外筒３の円孔１０に嵌め込む。本体部２１と円孔１０とはほぼ隙間なく接し合い、偏心ピン２２と溝９ともほぼ隙間なく嵌合された状態となる。図２に示す状態において、つまみ部２３を一方向に回動させると、本体部２１は円孔１０内で回動し、この本体部２１の表面の偏心位置に設けられた偏心ピン２２は溝９内を移動して内筒８を摺動させる。内筒８が摺動すると、内筒８内に収納されたレンズ７も光軸Ｌの軸線上を左右いずれかに移動することとなる。レンズ７が移動することにより結像位置が変化する。この結像位置を最適位置、すなわち結合効率の良い位置になるように調整する。結合効率の良し悪しは、光ファイバ５の先端側から出射される光を計測することにより確認することができる。
【００１０】
前記外筒３と内筒８とは金属材料、好ましくはステンレスから形成され、外筒３の外径はほぼ１ｃｍ程度の大きさであるものが多い。前記の位置調整されるレンズ７が組込まれた光半導体モジュールは、外筒３内に軸方向に摺動可能に設けられた内筒８と、この内筒８の外周面の全周にわたって形成された溝９と、外筒３にこの溝幅よりも大きな直径に形成された円孔１０と、外筒３の一端側に取付けられる光ファイバ５と、外筒３の他端側に取付けられるレーザーダイオード１を収納したハウジング２とから構成されている。
【００１１】
図３は、つまみ部２３を図面上破線で示す矢印方向に回動させたときの内筒８の移動量ｌを説明する図である。この図において、本体部２１の中心Ｘ１と偏心ピン２２の中心Ｘ２とが、溝９に直交する線上に並んだ状態から図３に示す矢印すなわち時計方向に所定角度調整器具２０を回動させたとき、溝９は距離ｌ分だけ右方向へ移動することとなる。すなわち内筒８も距離ｌ分、図面上右方向へ移動したこととなる。
【００１２】
図４は、つまみ部２３、あるいはつまみ部２３を設けずに本体部２１を円孔１０の深さよりも長く形成したものにあってはその本体部２１の外表面に、内筒８の摺動量（移動量）が判る目盛１１を付したものである。これらの目盛により、つまみ部２３又は本体部２１の所定角度の回動が把握でき、一定の角度回動させたときの内筒８の摺動量（移動量）を把握することができる。
【００１３】
図５は、偏心ピン２２によるストローク、すなわち偏心ピン２２が、図面上左側から右側へ１８０°移動した位置における中心間の距離を２ｍｍとしたものを示し、偏心ピン２２を配置する角度を２０°で設計すると、±１０°の回転で＋０．０７ｍｍ／−０．０５ｍｍの範囲でピント方向の微調整が可能となる。粗動が必要なときには、偏心ピン２２を配置する角度を９０°で設計すると、±１０°の回転で±０．１７ｍｍの範囲でピント方向の粗調整が可能となる。
【００１４】
図６に示すグラフは、図５に示すように偏心ピン２２によるストロークを２ｍｍとした場合の偏心ピン角度、すなわち本体部２１の回動角度と内筒８の直線移動量の関係を示すものである。このグラフからも明らかなように本体部２１を９０°回動させると、すなわち偏心ピン２２の元の位置から９０°移動した位置まで移動させると、内筒８の直線移動量は１ｍｍとなる。
【００１５】
上述した実施例では、内筒８に形成した溝９は内筒８の外周面の全周にわたって形成したが、内筒８の必要とする移動量を確保するに足る長さであればよいため、この溝９は外周面を半周する長さあるいはそれ以下又はそれ以上の長さの溝であってもよい。さらに、全周にわたって溝９を形成しない場合には、この溝９が孔であってもよい。例えば、溝９の替りに内筒８の半周にわたって外面と内面とを貫通する孔をあけても差し支えない。このような孔の場合も溝９の概念に含めて解釈する。なおまた調整器具２０としては、つまみ部２３を必ずしも設けなくてもよいことは前述した通りである。
【００１６】
図７に示す実施の形態は、外筒３に形成される円孔１０を１ヶ所のみならず２ヶ所形成した例を示すものであり、まず一方側の円孔１０に調整器具２０を嵌め込んで内筒８を摺動（移動）させ、偏心ピン２２の中心と本体部２１の中心とが図７に示す状態のように重なったとき、この状態では内筒８の微調整がしにくい状態となる（図８参照）。そこで、この調整器具２０を図７の上側の円孔１０から抜き取り、下側の円孔１０に嵌め込む。下側に調整器具２０を嵌め込んだ状態では、図９に示すような状態となり、本体部２１の左右いずれかの回動を微妙に調整することが可能となる。図７に示す上側の調整器具２０は、図８に示すように中心Ｘ１とＸ２が溝９と平行な状態となっていて、この状態では左右いずれかの回動の微妙な調整がしにくい。
【００１７】
１つの調整器具２０を用いて内筒８の移動量を調整した場合でも、２つの調整器具２０を用いて内筒８の移動量を調整した場合のいずれであっても、結像位置を適正な位置に調整した後、調整器具２０を抜き取り、円孔１０を接着剤の注入口とし、接着剤を溝９へ注入することにより、内筒８を外筒３に固着することができる。ここで用いる接着剤としてはＵＶ硬化型のものが好適に使用できる。なお、内筒８の外筒３への固定はＹＡＧレーザーを用いて溶接することもできる。溝９を孔にしてしまうと接着剤による固定は難しくなるが、底を有する溝９であればこの溝９が接着剤溜りとなる。なおまた、実施例ではレーザーダイオード１を示したが、レーザーダイオードの他にフォトダイオードであってもよい。
【００１８】
図１０は、レーザーダイオード１を収納したハウジング２も外筒３０内に摺動可能に組付け、このハウジング２にも先の溝９と同様の溝２Ａを形成し、外筒３０のこの溝２Ａに対応する個所には円孔３０Ａを形成することにより、前述したような調整器具２０を用いてハウジング２を移動させることもできる。このようにレーザーダイオード１側を光軸線上で移動させれば、レンズ７側を移動させる必要もなくなる。あるいはレンズ７とともにレーザーダイオード１側も位置調整をして最適の結像位置を設定することも可能となる。この図１０に示す外筒３０は、図１に示す外筒３の延長線上に連なって形成してあるものでもよいし、外筒３とは別個に形成された外筒３０であって、この外筒３０を外筒３の一端側に結合させるようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、外筒に形成された円孔内において調整器具の本体部を一方向へ回動させることにより本体部に取付けられた偏心ピンは内筒の溝内を移動し内筒を摺動させてレンズの位置を調整するので、内筒を精密に移動させるための装置は不要となり、部品点数を増やすことなく手操作でμｍ単位の微調整も可能となる。また、調整器具の本体部を円孔内で左右いずれか一方へ回動させるだけであり内筒の微小な移動も簡単な作業で行える。μｍ単位での手操作による調整が可能であるために、結合効率も向上する。
【００２０】
また、円孔を２ヶ所形成し、一方の円孔と溝を利用して調整器具で内筒の摺動量の多い調整、すなわち粗調整を行い、次いで他方の円孔と溝を利用して内筒の摺動の微調整を行えるようにしたものでは、より一層調整の精度が向上する。
【００２１】
さらにまた、レンズ位置調整後、円孔を注入口として溝内へ接着剤を注入して内筒を外筒に固定するようにしたものでは、レンズ位置調整後の内筒の外筒への固着が容易に行える。
【００２２】
また、調整器具の本体部にさらに径の大きなつまみ部を設ければ、操作性が一段と向上する。さらにまた、調整器具のつまみ部に内筒の摺動量が判る目盛を付したものでは、微調整が行い易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の好適な実施の形態を示す断面図。
【図２】外筒の円孔に調整器具を嵌め込んだ状態を示す断面図。
【図３】調整器具による内筒の移動を説明する平面図。
【図４】つまみ部または本体部の外側の表面に目盛を付した平面図。
【図５】偏心ピンのストロークを２ｍｍとした調整器具を示す底面図。
【図６】偏心ピン角度と内筒の直線移動量の関係を示すグラフ。
【図７】他の実施形態を示す断面図。
【図８】図７の上側の調整器具の粗調整後の状態を示す平面図。
【図９】図７の状態において下側の円孔に調整器具を嵌め込んだ状態の底面図。
【図１０】さらに他の実施形態を示す断面図。
【図１１】従来例を示す断面図。
【図１２】従来例の光結合状態を説明する図。
【符号の説明】
１  レーザーダイオード
２  ハウジング
３  外筒
５  光ファイバ
７  レンズ
８  内筒
９  溝
１０  円孔
２０  調整器具
２１  本体部
２２  偏心ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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