(57)【要約】【課題】  複数の光ファイバを集束させた配置で組み合わせて光軸の位置合わせを正確に行うことができ、光ファイバを用いたコリメータ構造等を容易に構成することができる光ファイバの支持構造を提供する。【解決手段】  複数本の光ファイバの芯線１４を、外面を隣接させて光軸の回りに均等となる配置で支持する光ファイバの支持構造であって、直方体状に形成された第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の少なくとも一方に、前記芯線１４を支持する支持溝２２ａ、２２ｂを設け、前記芯線１４を支持溝２２ａ、２２ｂに配置して前記第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の当接面を当接させることにより、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とにより芯線１４をクランプして支持したことを特徴とする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ファイバの芯線を、外面を隣接させて光軸の回りに均等となる配置で支持する光ファイバの支持構造であって、
直方体状に形成された第１のホルダと第２のホルダの少なくとも一方に、前記芯線を支持する支持溝を設け、
前記芯線を支持溝に配置して前記第１のホルダと第２のホルダの当接面を当接させることにより、第１のホルダと第２のホルダとにより芯線をクランプして支持したことを特徴とする光ファイバの支持構造。
【請求項２】
前記第１のホルダと第２のホルダにより芯線をクランプしてなるブロック体の端面が正方形に形成され、
該ブロック体の端面の中心位置と、前記芯線の対称中心位置とが一致する配置に前記第１のホルダと第２のホルダの縦、横、高さ寸法が設定されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバの支持構造。
【請求項３】
請求項１記載の光ファイバの支持構造を構成する第１のホルダと第２のホルダとにより芯線をクランプしたブロック体と、コリメータレンズとを、各々の端面を当接させて実装プレートに実装してなる光ファイバユニットであって、
前記実装プレートには、前記ブロック体とコリメータレンズとを実装するセット溝が設けられ、
前記セット溝に前記ブロック体とコリメータレンズとを、各々の外面をセット溝に当接させてセットした状態で、前記ブロック体に支持された芯線の対称中心位置と前記コリメータレンズの光軸とが一致して設けられていることを特徴とする光ファイバユニット。
【請求項４】
請求項２記載の光ファイバの支持構造を構成するブロック体とコリメータレンズとを、各々の端面を当接させて実装プレートに実装してなる光ファイバユニットであって、
前記実装プレートには、前記ブロック体とコリメータレンズとを実装する開き角度が９０°のセット溝が設けられ、
前記セット溝に前記ブロック体とコリメータレンズとを、各々の外面をセット溝に当接させてセットした状態で、前記ブロック体に支持された芯線の対称中心位置と前記コリメータレンズの光軸とが一致して設けられていることを特徴とする光ファイバユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバユニット構造に関し、より詳細には複数本の光ファイバを組み合わせてなる光ファイバユニット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを利用した通信、計測などの分野は、情報量の増大に伴い多機能化が進んでおり、光装置および光装置を構成する光ユニット、光部品として多様の製品が利用されている。
光ファイバを取り扱う場合には、光ファイバの芯線の位置を正確に位置合わせするといった操作が必要であり、光ファイバを位置合わせして支持する部品として、フェルールやＶ形の支持溝を設けた支持台などが使用されている。
フェルールは光ファイバの芯線を挿通させる挿通孔を設けたもので、挿通孔に光ファイバの芯線を挿通させて使用される。Ｖ溝を設けた支持台は、芯線をＶ形の溝にセットして、接着剤等で光ファイバを一体に固定するといった場合に使用される。
また、光ファイバを用いたコリメータ構造を形成する方法としては、フェルールやＶ溝に支持した光ファイバとレンズとを光学的に調節して一体化するといった方法が行われている。
【特許文献１】特開平８−１７９１３７号公報
【特許文献２】特開平１１−４４８２１号公報
【特許文献３】特開２００３−２０７６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、光ファイバを用いた通信等においては、複数本の光ファイバを組み合わせて使用する場合がある。このように複数本の光ファイバを組み合わせる場合にフェルールを使用する方法では、図１０に示すようにフェルール１０に設ける挿通孔１２の内径を光ファイバの芯線１４が複数本挿通できる寸法に形成し、挿通孔１２に芯線１４を複数本挿通するようにしている。
【０００４】
図１０は、フェルール１０の挿通孔１２に２本の芯線１４、１４を挿通した場合を示す。このようにフェルール１０の挿通孔１２に芯線１４を挿通して複数本の光ファイバを組み合わせる方法の場合は、芯線１４を挿通孔１２に挿入して固定する操作が難しく、芯線１４の外面を隣接させて支持する構造を実現することが困難であるという問題がある。なお、図１０で１６は光ファイバの芯線１４を被覆した被覆部を示す。フェルール１０の挿通孔１２には、被覆部１６から芯線１４を露出させて挿通される。
【０００５】
また、複数本の光ファイバを組み合わせる方法として、Ｖ形の溝を並列させて形成した支持台に芯線をセットし、その状態で接着剤等で芯線を固定する、あるいは樹脂材を用いて平行線状の長尺のテープ状に形成するといった方法がある。しかしながら、このように光ファイバを並列に配置して組み合わせた場合は、光ファイバが分離した配置となっているため、コリメータ構造を形成するような場合には大きなレンズが必要になり、配置スペースを効率的にとりにくくなるといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、複数の光ファイバを効率的に集束させた配置で組み合わせることができ、光軸の位置合わせを正確に行うことができ、光ファイバを用いたコリメータ構造等を容易に構成することができる光ファイバの支持構造およびこれを用いた光ファイバユニットを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、複数本の光ファイバの芯線を、外面を隣接させて光軸の回りに均等となる配置で支持する光ファイバの支持構造であって、直方体状に形成された第１のホルダと第２のホルダの少なくとも一方に、前記芯線を支持する支持溝を設け、前記芯線を支持溝に配置して前記第１のホルダと第２のホルダの当接面を当接させることにより、第１のホルダと第２のホルダとにより芯線をクランプして支持したことを特徴とする。
また、前記第１のホルダと第２のホルダにより芯線をクランプしてなるブロック体の端面が正方形に形成され、該ブロック体の端面の中心位置と、前記芯線の対称中心位置とが一致する配置に前記第１のホルダと第２のホルダの縦、横、高さ寸法が設定されていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記光ファイバの支持構造を構成する第１のホルダと第２のホルダとにより芯線をクランプしたブロック体と、コリメータレンズとを、各々の端面を当接させて実装プレートに実装してなる光ファイバユニットであって、前記実装プレートには、前記ブロック体とコリメータレンズとを実装するセット溝が設けられ、前記セット溝に前記ブロック体とコリメータレンズとを、各々の外面をセット溝に当接させてセットした状態で、前記ブロック体に支持された芯線の対称中心位置と前記コリメータレンズの光軸とが一致して設けられていることを特徴とする。
また、前記実装プレートには、端面形状が正方形の前記ブロック体とコリメータレンズとを実装する開き角度が９０°のセット溝が設けられ、前記セット溝に前記ブロック体とコリメータレンズとを、各々の外面をセット溝に当接させてセットした状態で、前記ブロック体に支持された芯線の対称中心位置と前記コリメータレンズの光軸とが一致して設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る光ファイバの支持構造によれば、光ファイバの芯線を複数本、光軸のまわりに集束させた配置に正確に支持することができる。また、本発明に係る光ファイバユニットによれば、実装プレートに前記芯線を支持したブロック体とコリメータレンズとを実装した光ファイバを用いたコリメータ構造を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面とともに詳細に説明する。
本発明に係る光ファイバユニット構造は、複数の光ファイバの芯線をその外面を互いに隣接させた状態で位置決めして支持する構造と、位置決めして支持した光ファイバの支持構造を利用したコリメート構造とを備えている。
【００１１】
（光ファイバの支持構造）
まず、光ファイバの芯線をその外面を互いに隣接させた状態で位置決めして支持する光ファイバの支持構造について説明する。
本実施形態の光ファイバの支持構造は、ブロック状に形成した第１のホルダと第２のホルダとにより芯線を挟んで支持するように構成したものである。実施形態の光ファイバの支持構造は２本の芯線を支持するためのもので、図１は、第１のホルダ２０の斜視図を示し、図２は、第２のホルダ３０の斜視図を示している。なお、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の材質はとくに限定されるものではなく、光学ガラス素材、石英、金属、セラミック、樹脂等の適宜材料を使用することができる。
【００１２】
図１に示すように、第１のホルダ２０の本体は、全体形状が直方体状に形成され、芯線を支持する部位である本体の前部側が第１のクランプ部２１として肉厚に形成され、本体の後部側が芯線よりも太径となる光ファイバ（芯線と被覆部とからなる）を支持するため肉薄に形成されている。２１ａは第２のホルダ３０との間で芯線をクランプする際に第２のホルダ３０に当接する当接面である。当接面２１ａは図のように、平坦面に形成されている。
【００１３】
第１のホルダ２０において特徴的な構成は、第１のクランプ部２１に光ファイバの芯線を位置決めして支持するための２本の支持溝２２ａ、２２ｂが設けられていることである。支持溝２２ａ、２２ｂは断面形状がＶ形に形成され、第１のクランプ部２１の当接面２１ａ上で開口して第１のクランプ部２１を前後方向に横切るように設けられている。支持溝２２ａ、２２ｂは芯線をセットした際に２本の芯線の外面が互いに当接する溝形状および溝寸法に形成されている。芯線の外面が当接するようにするため、支持溝２２ａ、２２ｂを正面方向（芯線の軸線方向）から見ると、Ｖ形に形成された溝の隣接部が部分的に連通したＷ形状となっている。
また、支持溝２２ａ、２２ｂは、芯線をセットした状態で芯線が当接面２１ａと平行にセットされるように溝の形状を設定し、支持溝２２ａ、２２ｂに芯線をセットした状態で、当接面２１ａと芯線の外周面の高さとが一致するように設けられている。
【００１４】
図２は、第１のホルダ２０との間で芯線をクランプして支持する第２のホルダ３０の斜視図を示す。図２(a)は、第２のホルダ３０の前部側に形成されている第２のクランプ部３１を上向きにした状態の斜視図、図２(b)は第２のクランプ部３１を下向きにした状態の斜視図である。
第２のホルダ３０も第１のホルダ２０と同様に、本体全体が直方体状に形成され、本体の前部側に形成された第２のクランプ部が肉厚に、本体の後部側が肉薄に形成されている。第１のホルダ２０に形成されている第１のクランプ部２１に当接する当接面３１ａは、単なる平坦面となっている。
【００１５】
図３に、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とにより２本の光ファイバの芯線１４をクランプして支持した状態の斜視図、図４に端面図を示す。
図３に示すように、光ファイバは、第１のホルダ２０の支持溝２２ａ、２２ｂに、各々芯線１４を配置し、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の当接面２１ａ、３１ａを当接させ、接着剤２４により第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とを一体に接着することによって固定される。
【００１６】
接着剤２４は第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の対向面間に塗布し、第１のクランプ部２１と第２のクランプ部３１の後部側の光ファイバを支持する部位では第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とにより挟まれた部位に接着剤２４を充填するようにする。なお、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とを接着剤２４によって一体に接着する際に、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の側面が面一になっている必要があり、接着剤２４が第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の側面位置から外側に張り出さないようにしておく必要がある。
【００１７】
光ファイバの芯線１４、１４を第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とでクランプし、接着剤２４により第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とを一体に接着することにより、２本の芯線１４、１４は全体が直方体状に形成されたブロック体４０によって支持され、２本の芯線１４、１４は第１のホルダ２０に形成された支持溝２２ａ、２２ｂと第２のホルダ３０の当接面３１ａとに外面が当接して、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とによって確実に位置決めして保持される。
【００１８】
図４に示すように、本実施形態では、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とによって芯線１４を支持した状態で、ブロック体４０の端面形状が正方形になるように第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の縦、横、高さ寸法が設定されている。
また、本実施形態の光ファイバの支持構造においては、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とで２本の芯線１４、１４を支持した際に、２本の芯線１４、１４の対称中心となる位置が、端面形状で正方形に形成されているブロック体４０の中心位置と一致するように芯線１４の支持位置が設定されている。
【００１９】
図４で線Ａ、Ｂがブロック体４０の縦横辺の垂直二等分線であり、この垂直二等分線Ａ、Ｂの交点位置が、隣接して配置されている２本の芯線１４、１４の接点位置、すなわち２本の芯線１４、１４の対称中心位置に一致する。
このようにブロック体４０の中心位置と芯線１４の端面の対称中心位置とを一致させる配置としているのは、光ファイバをブロック体４０によって支持することにより、光ファイバの芯線１４を正確に位置決めできるようにするとともに、光ファイバを支持したブロック体４０を使用することによってコリメータ構造を容易に形成できるようにするためである。
【００２０】
なお、光ファイバのコリメータ構造を構成するといった目的のためには、光ファイバの芯線１４を正確に位置決めして支持する必要があり、支持溝２２ａ、２２ｂの形状、深さ等を正確に加工する必要があるとともに、芯線１４の対称中心位置とコリメータ光学系の光軸とを正確に位置合わせするため、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０の外形形状を正確に寸法出しするといった加工が必要になる。これらの加工は、研磨治具を用いた研磨加工によってなされる。
【００２１】
（光ファイバのコリメータ構造）
次に、上述した第１のホルダ２０と第２のホルダ３０によって光ファイバの芯線１４を保持した光ファイバの支持構造を利用して光ファイバのコリメータ構造を構成する方法について説明する。
図５および図６は、光ファイバのコリメータ構造の構成を示す端面図および側面図である。光ファイバのコリメータ構造は、光ファイバの芯線１４を支持したブロック体４０とコリメータレンズ５０と、ブロック体４０とコリメータレンズ５０とを当接させて支持する実装プレート６０とからなる。
【００２２】
図５に示すように、実装プレート６０は、開き角度が正確に９０°に設定されたセット溝６２が上面に設けられたものであり、このセット溝６２に芯線１４を保持したブロック体４０とコリメータレンズ５０とがのせられてコリメータ構造が構成される。
セット溝６２の開き角度を９０°に設定しているのは、ブロック体４０をこのセット溝６２に合わせてセットするとともに、コリメータレンズ５０をこのセット溝６２にセットすることによって、ブロック体４０に支持されている２本の芯線１４、１４の対称中心位置がコリメータレンズ５０の光軸位置と一致するようにするためである。
【００２３】
コリメータレンズ５０は、端面形状が正方形に形成されているブロック体４０の４辺とその外周面が内接するように外周径があらかじめ設定されて形成されている。
このようにコリメータレンズ５０の外周径を設定しておけば、コリメータレンズ５０とブロック体４０とを共通のセット溝６２にその外面が当接するようにセットすることによって、自動的にコリメータレンズ５０の光軸とブロック体４０に支持された芯線１４、１４の対称中心位置とが一致することになる。ブロック体４０に支持されている芯線１４、１４の対称中心位置はあらかじめブロック体４０の中心に位置合わせされているし、コリメータレンズ５０の外周面がブロック体４０の４辺に接する状態は、コリメータレンズ５０の中心とブロック体４０の中心が一致する状態だからである。
【００２４】
図６に示すように、ブロック体４０の端面とコリメータレンズ５０の端面とを当接させてコリメータ構造とする。ブロック体４０の端面と芯線１４の端面とが同一面位置となるように、ブロック体４０に芯線１４を支持した後、ブロック体４０の端面を研磨するとよい。コリメータレンズ５０は光をコリメートするための所定の長さに加工されているから、コリメータレンズ５０の端面に芯線１４の端面を当接させた配置とすることによって、正確なコリメート構造となる。図６では、ブロック体４０に支持された芯線１４とコリメータレンズ５０との光軸が一致して一直線状になっていることを示す。
【００２５】
本実施形態では、セット溝６２の底部に逃げ溝６４を設け、セット溝６２の対向する２面にブロック体４０の側面が当接してブロック体４０が支持されるようにしている。ブロック体４０のコーナー部を面取りするようにしてもよい。
なお、組立加工上は、セット溝６２にブロック体４０をセットした状態で、ブロック体４０の一つの外面をセット溝６２の一方の内面に対する基準面として研磨等の加工を施して、コリメータレンズ５０の光軸とブロック体４０に支持された芯線１４、１４の対称中心位置とを正確に一致させるようにする。
【００２６】
本実施形態の光ファイバのコリメータ構造によれば、ブロック体４０に正確に位置決めされて芯線１４が支持されていること、実装プレート６０にブロック体４０と所定の外径寸法に形成されたコリメータレンズ５０をセットすることによって、芯線１４の対称中心位置とコリメータレンズ５０との光軸が一致した状態で、正確なコリメータ構造を得ることが可能になるという利点がある。
【００２７】
なお、実装プレート６０にコリメータレンズ５０とブロック体４０とをセットしてコリメータ構造を構成する場合の構成として、ブロック体４０は、上記のように端面形状が正方形となる場合のみに限られるものではない。
すなわち、ブロック体４０に支持されている芯線１４、１４の対称中心位置とブロック体４０の一つのコーナー部を挟む２つの外側面との距離（図６に示すＲ１とＲ２）がコリメータレンズ５０の半径と一致するようにブロック体４０の外形が加工され、実装プレート６０にブロック体４０をセットする際に、前記一つのコーナー部を挟む２つの外側面がセット溝６２に当接するようにセットすればよい。
【００２８】
（光ファイバの他の支持構造）
上記実施形態においては、２本の芯線１４、１４を第１のホルダ２０と第２のホルダ３０とによって支持するため、第１のホルダ２０にＷ形の支持溝を設け、第２のホルダ３０の当接面３１ａを平坦面に形成したが、図７に示すように、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０にそれぞれ一本ずつ芯線１４をセットする支持溝２２を形成し、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０を対向させて一体に接着することによって、２本の芯線１４、１４の外面が互いに当接して芯線１４が並列して支持されるように形成することもできる。
【００２９】
図８は、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０を用いて３本の芯線１４を支持する支持構造の例、図９は第１のホルダ２０と第２のホルダ３０を用いて４本の芯線１４を支持する支持構造を示す。
図８に示す実施形態では、第１のホルダ２０と第２のホルダに、それぞれ２本と１本の芯線１４を支持する支持溝２２を設け、図９に示す実施形態では、第１のホルダ２０と第２のホルダ３０に２本ずつ芯線１４を支持する支持溝２２を設けている。いずれの場合も芯線１４の外面を相互に当接させて光軸のまわりに均等配置となるように芯線１４を配置し、芯線１４の対称中心位置がブロック体４０の中心位置に一致するようにしている。本実施形態ではブロック体４０は端面形状が正方形に形成され、ブロック体４０の中心位置がコリメータ構造の光軸に一致している。
【００３０】
このように、コリメータ構造の光軸の回りに対称配置となるように芯線１４を配置することによって、複数本の芯線１４を光軸にまわりに集束させて配置することができ、光学的に効率的な配置とすることができるとともに、省スペース化を図ることが可能になる。光ファイバの芯線１４はきわめて細径であり、芯線１４を支持するブロック体４０は実際には１ｍｍ×１ｍｍといったきわめて小型の製品であって、本発明に係る光ファイバユニット構造はきわめて小型に形成されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１のホルダの斜視図である。
【図２】第２のホルダの斜視図である。
【図３】第１のホルダと第２のホルダとによって光ファイバを支持した状態の斜視図である。
【図４】芯線を支持したブロック体の端面図である。
【図５】実装プレートにブロック体をセットした状態の断面図である。
【図６】実装プレートにブロック体をセットした状態を断面方向から見た説明図である。
【図７】２本の芯線を支持する他の例を示す説明図である。
【図８】３本の芯線を支持する例を示す説明図である。
【図９】４本の芯線を支持する例を示す説明図である。
【図１０】フェルールで芯線を支持する例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  フェルール
１２  挿通孔
１４  芯線
１６  被覆部
２０  第１のホルダ
２１  第１のクランプ部
２１ａ、３１ａ  当接面
２２、２２ａ、２２ｂ  支持溝
２４  接着剤
３０  第２のホルダ
３１  第２のクランプ部
４０  ブロック体
５０  コリメータレンズ
６０  実装プレート
６２  セット溝
６４  逃げ溝
【図１】
2005283721.tif 000003
【図２】
2005283721.tif 000004
【図３】
2005283721.tif 000005
【図４】
2005283721.tif 000006
【図５】
2005283721.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005283721.tif 000009
【図８】
2005283721.tif 000010
【図９】
2005283721.tif 000011
【図１０】
2005283721.tif 000012