(57)【要約】【課題】光結合部品において、振動又は衝撃等に対する耐性を高めると共に、簡易に光学特性を調整することを可能とし、さらに低コスト化を図る。【解決手段】光結合部品１は、光ファイバ２と、球レンズ３と、光ファイバ２が固定される貫通孔４１が同軸に設けられる円筒状のフェルール４と、を備える。フェルール４の一端側には、台形回転体形状であって中空のザグリ部４３が、貫通孔４１と同軸に形成される。このため、フェルール４は貫通孔４１を軸とした回転対称形状となり、フェルール４を簡単に製造することができ、低コスト化を図ることができる。球レンズ３は、接着剤５によりザグリ部４３に接着固定される。このため、振動等に対する耐性を向上させることができる。球レンズ３の光軸直角方向の位置は、貫通孔４１と同軸のザグリ部４３によって決められる。このため、光ファイバ２を光軸方向に移動させるだけで、光学特性の調整を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、前記光ファイバと略同径の貫通孔が同軸に設けられ、この貫通孔に前記光ファイバが固定される円筒状のフェルールと、を備え、空間を伝播する光と前記光ファイバとを光学的に結合する光結合部品において、
前記光ファイバから出射する光を平行光にするための球レンズをさらに備え、
前記フェルールの一端側には、台形回転体形状であって開口端が拡径した中空のザグリ部が、前記貫通孔と同軸に形成され、
前記球レンズは、前記ザグリ部の最大直径より小さく、且つ該ザグリ部の最小直径より大きい直径を持ち、前記ザグリ部に挿入され、前記光ファイバの先端と対向するように接着剤により接着固定され、
前記光ファイバは、その先端が前記ザグリ部内に突出する位置であって、前記球レンズから出射する光を平行光にするため、その先端と前記球レンズとの距離が調整された位置に固定されていることを特徴とする光結合部品。
【請求項２】
前記ザグリ部の前記球レンズと当接する部位より開口端側に、この部位から開口端へ向けて溝状の接着剤溜りが少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光結合部品。
【請求項３】
前記ザグリ部の前記球レンズと当接する部位付近に、前記球レンズの外周に沿って接着剤溜りが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光結合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間を伝播する光と光ファイバとを光学的に結合する光結合部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信の普及に伴い、多種多様な環境で光学部品が使用されている。このため、衝撃、振動等のある環境において、安定して性能を維持できる光結合部品等の光学部品が必要とされている。この光結合部品は、光信号を伝送する光ファイバと、空間と光ファイバとの間で光信号を収束又は発散させるレンズと、光ファイバ及びレンズを固定するフェルールと、を備え、空間を伝播する光と光ファイバとを、レンズを介して光学的に結合するものである。
【０００３】
上記のような光結合部品のうち、振動等のある環境において使用できるように、球レンズがハウジングに圧入されて固定される光結合系装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。図３を参照して、この光結合系装置について説明する。本装置１０１は、光ファイバ１０２と、光ファイバ１０２を支持するフェルール１０３と、光ファイバから伝えられる光の経路の焦点を合わせる球レンズ１０４と、フェルール１０３と球レンズ１０４とを整列するハウジング１０５と、を備える。ハウジング１０５は、ハウジング１０５と同軸の貫通孔１０６と、一端側にザグリ部１０７と、を有し、フェルール１０３と球レンズ１０４とを同時に支持及び固定し得るように形成されている。本装置の製造方法は次の通りである。まず、光ファイバ１０２がフェルール１０３の中心部に挿入されて固定される。その後、フェルール１０３の断面が、フェルール１０３の軸に対して垂直な平面から傾斜するように研磨される。次に、フェルール１０３が、ハウジング１０５のザグリ部１０７が形成された側とは反対側の端面に形成された開口から、貫通孔に挿入されて固定される。フェルール１０３の固定後、球レンズ１０４がザグリ部１０７に圧入される。球レンズ１０４を光軸方向に移動させることにより、光ファイバ１０２の先端との距離が調整される。その後、球レンズ１０４は固定される。このような方法により球レンズ１０４が固定されるので、振動等のある環境において、本装置を使用することが可能であった。
【０００４】
また、球レンズがフェルールのレンズ固定穴に固定される光コリメータが知られている（例えば、特許文献２参照）。この光コリメータは、光ファイバ素線を保持するためのファイバ保持孔を有する金属製のフェルールと、フェルールの先端側の開口に光ファイバ素線の先端面と対向して取り付けられる球形のレンズと、を備える。フェルールの先端側の開口の周りにはレンズ固定穴が凹設される。このレンズ固定穴の前面視の形状は球レンズの直径よりも小さい。球レンズは、球面をレンズ固定穴の穴縁に当接させた状態でフェルールに固定される。
【特許文献１】特開平９−１８９８２６号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術及び特許文献１に記載の技術では、球レンズ１０４が圧入のみによって固定されるので、ハウジング１０５が球レンズ１０４を保持する力は弱いものとなっていた。また、球レンズ１０４と光ファイバ１０２との距離は、球レンズ１０４圧入時に、球レンズ１０４を動かして調整されるので、微調整が困難であった。さらに、フェルール１０３の形状は回転対称ではないので、製作が困難であり、コストが高くなっていた。また、特許文献２に記載の技術では、球レンズが固定されるレンズ固定穴の形状は、球レンズの直径よりも小さいので、フェルールが球レンズを固定する力は弱く、振動又は衝撃等に対する十分な耐性を持つことができなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、振動又は衝撃等に対する耐性を高めると共に、簡易に光学特性を調整することができ、さらに低コストに製造可能な光結合部品を提供することを目的とする。
【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の発明は、光ファイバと、前記光ファイバと略同径の貫通孔が同軸に設けられ、この貫通孔に前記光ファイバが固定される円筒状のフェルールと、を備え、空間を伝播する光と前記光ファイバとを光学的に結合する光結合部品において、前記光ファイバから出射する光を平行光にするための球レンズをさらに備え、前記フェルールの一端側には、台形回転体形状であって開口端が拡径した中空のザグリ部が、前記貫通孔と同軸に形成され、前記球レンズは、前記ザグリ部の最大直径より小さく、且つ該ザグリ部の最小直径より大きい直径を持ち、前記ザグリ部に挿入され、前記光ファイバの先端と対向するように接着剤により接着固定され、前記光ファイバは、その先端が前記ザグリ部内に突出する位置であって、前記球レンズから出射する光を平行光にするため、その先端と前記球レンズとの距離が調整された位置に固定されているものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光結合部品であって、前記ザグリ部の前記球レンズと当接する部位より開口端側に、この部位から開口端へ向けて溝状の接着剤溜りが少なくとも１つ設けられているものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の光結合部品であって、前記ザグリ部の前記球レンズと当接する部位付近に、前記球レンズの外周に沿って接着剤溜りが設けられているものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、球レンズの光軸直角方向の位置は、フェルールの台形回転体形状のザグリ部によって決められ、さらに、このザグリ部と貫通孔とは同軸に形成されているので、球レンズと貫通孔に固定される光ファイバとの光軸調整が不要となり、光ファイバを光軸方向に移動させるだけで、球レンズと光ファイバとの距離を調整して光学特性の調整を図ることができる。従って、光学特性の調整を簡易なものにすることができる。また、球レンズはザグリ部に挿入されて、接着剤により接着固定されるので、フェルールが球レンズを保持する力を強めることができ、振動又は衝撃等に対する耐性を向上させることができる。さらに、フェルールは円筒状であって、フェルールのザグリ部の形状は、台形回転体形状であって開口端が拡径したものであり、フェルールとザグリ部の軸は貫通孔と同軸であるため、フェルールは貫通孔を軸とした回転対称の形状となり、フェルールを簡単に製造することができ、生産効率が上がり、フェルールの歩留まりを良くして光結合部品の低コスト化を図ることができる。
【００１１】
請求項２又は請求項３の発明によれば、球レンズとザグリ部とを接着剤によって接着固定するとき、接着剤は接着剤溜りに流れ込むので、接着剤が、球レンズの光信号が出射又は入射する部位に回り込んで、光路を遮ることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の実施形態に係る光結合部品について図１を参照して説明する。図１は光結合部品の構成を示す。光結合部品１は、光信号を伝送する光ファイバ２と、光ファイバ２から出射する光（破線矢印で示す）を平行光にするための球レンズ３と、光ファイバ２及び球レンズ３を固定するための円筒状のフェルール４と、を備え、空間を伝播する光と光ファイバ２とを光学的に結合する。光ファイバ２及び球レンズ３は、接着剤５によりフェルール４に接着固定される。光ファイバ２のフェルール４外の部位は、被覆６により覆われている。
【００１３】
フェルール４は、例えばセラミック、樹脂又は金属から成る。フェルール４には、光ファイバ２と略同径であってフェルール４と同軸の貫通孔４１が形成されている。なお、フェルール４が金属から成る場合、光結合部品１を半田付け又は溶接等により他の部品に固定することができるので、他の部品が光結合部品１を保持する力を向上させることができる。
【００１４】
フェルール４の一端側の端部４２には、台形回転体形状であって開口端が拡径した中空のザグリ部４３が形成されている。ザグリ部４３は、貫通孔４１と同軸に設けられている。ザグリ部４３の最大直径すなわち開口の直径は、フェルール４の外径より小さい。ザグリ部４３には球レンズ３が挿入されて固定される。ザグリ部４３の拡径度合いは、固定する球レンズ３の一部をフェルール４からはみ出させるように調整される。このため、外部から球レンズ２の位置を正確に把握することができ、光結合部品１と他の光学部品とを光学的に接続する場合、これらの位置調整を正確に行なうことが可能となる。
【００１５】
ザグリ部４３の球レンズ３と当接する部位より開口端側に、溝状の接着剤溜り４６が設けられている。この接着剤溜り４６は、ザグリ部４３の球レンズ３と当接する部位から開口端へ向けて形成される。また、接着剤溜り４６は、貫通孔４１の軸に対して直角な面において、貫通孔４１の軸を中心に、互いに略９０度の角度を持って配置されている。接着剤溜り４６の数は４つである。接着剤溜り４６の深さは、開口端に向けてより深くなっている。接着剤溜り４６の断面形状は、例えば長方形である。
【００１６】
フェルール４の他端側の端部４４には、光ファイバ２を挿入するための光ファイバ挿入口４５が形成されている。光ファイバ挿入口４５の径は、開口端へ向けて円弧状に広がっている。光ファイバ挿入口４５の形状は、開口端が拡径したテーパ状であって、例えばＲ面取りされた形状と同じであり、軸を中心とした回転対称形状である。貫通孔４１、ザグリ部４３及び光ファイバ挿入口４５は、同軸上に繋がって設けられている。
【００１７】
上記の通り、フェルール４は円筒状であり、ザグリ部４３の形状は台形回転体形状であり、光ファイバ挿入口４５の形状は回転対称形状である。また、フェルール４、ザグリ部４３及び光ファイバ挿入口４５の軸は貫通孔４１と同軸である。このため、フェルール４は貫通孔４１を軸とした回転対称の形状となり、フェルール４を簡単に製造することができる。従って、生産効率が上がり、フェルール４の歩留まりを良くして光結合部品１の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
光ファイバ２は、フェルール４の光ファイバ挿入口４５から貫通孔４１に挿入され、その先端がザグリ部４３の底面４７から内部に突出する位置に固定される。光ファイバ２の先端面は、光軸直角方向に対して斜めにカットされており、その傾斜角は例えば略８度であって、この先端面には、反射損失を低減するために反射防止コートが施されている。光ファイバ２の固定は、光ファイバ２の先端が斜めにカットされ、光ファイバ２の位置決めがなされた後、光ファイバ挿入口４５から流し込まれた接着剤５により行なわれる。なお、光軸直角方向は、光軸に対して直角な方向を意味する。
【００１９】
球レンズ３は、直径が略１ｍｍ〜２ｍｍである球状の光学材料から成り、ザグリ部４３の最大直径より小さく、且つザグリ部４３の最小直径より大きい直径を持つ。また、球レンズ３は、ザグリ部４３に挿入されて、光ファイバ２の先端と対向するように位置決めされる。接着剤５が、球レンズ３及びザグリ部４３の当接部位に塗布され、球レンズ３はザグリ部４３に接着固定される。このため、フェルール４が球レンズ３を保持する力を強めることができ、振動又は衝撃等に対する耐性を向上させることができる。さらに、球レンズ３に塗布され、表面張力によって広がった接着剤５は、接着剤溜り４６に流れ込むので、接着剤５が、球レンズ３の光信号が出射する部位に回り込んで、光路を遮ることを防止できる。接着剤５は、例えば、瞬間接着剤、２液性接着剤又は紫外線硬化型接着剤等を含む。なお、球レンズ３の空気と接する面には反射防止コートが施されており、反射損失の低減が可能となる。
【００２０】
次に、光ファイバ２及び球レンズ３の固定手順について説明する。まず、球レンズ３がフェルール４のザグリ部４３に挿入される。球レンズ３の光軸直角方向の位置は、台形回転体形状のザグリ部４３によって決められる。球レンズ３の位置決め後、球レンズ３はザグリ部４３に接着剤５により接着固定される。球レンズ３の固定後、光ファイバ２が貫通孔４１に挿入されて、光ファイバ２の光軸直角方向の位置が決められる。ザグリ部４３と貫通孔４１とは同軸に形成されているので、球レンズ３と貫通孔４１に固定される光ファイバ２との光軸調整は不要となる。このため、光ファイバ２を光軸方向に移動させるだけで、球レンズ３と光ファイバ２との距離を調整して光学特性の調整を図ることができる。従って、光学特性の調整を簡易なものにすることができる。
【００２１】
光ファイバ２の挿入後、光ファイバ２が光軸方向に移動されて、光ファイバ２から出射した光が球レンズ３を経て平行光となるように、球レンズ３と光ファイバ２の先端との距離が調整される。光ファイバ２は、球レンズ３からの出射光が平行光となる位置に、接着剤５により接着固定される。
【００２２】
なお、フェルール４内を接着剤５で満たし、光ファイバ２の先端と球レンズ３とをフェルール４に接着固定する場合、球レンズ３の固定後で、且つ、光ファイバ２の挿入前に、光ファイバ挿入口４５から接着剤５が流し込まれる。その後、光ファイバ２が光ファイバ挿入口４５に挿入される。この場合、接着剤５は、透光性樹脂から成る光学接着剤である。この光学接着剤が紫外線硬化型樹脂から成る場合、フェルール４を紫外線を透過可能な透明材料で形成することにより、外部から紫外線を照射し、光学接着剤を硬化させ、光ファイバ２をフェルール４に接着固定することが可能となる。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光結合部品について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の光結合部品を示す。本実施形態の光結合部品は、上記実施形態のそれと比較して、接着剤溜り４６の形状が異なる点で差異がある。本実施形態において、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２４】
接着剤溜り４６は、フェルール４のザグリ部４３の球レンズ３と当接する部位付近に、球レンズ３の外周に沿って設けられている。この接着剤溜り４６は、ザグリ部４３が、球レンズ３との当接部位から開口端に向けてさらに拡径することにより形成される。本実施形態の光結合部品においても、上記実施形態と同一の作用効果が得られる。
【００２５】
本発明は、上記のような実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、接着剤溜り４６の断面形状は、長方形に限定されず、半円、半楕円又はこれらの一部、若しくは台形であっても構わない。また、溝状の接着剤溜り４６の数は４つに限定されず、幾つであってもよい。また、光信号の伝播経路は、上記の伝播経路に限定されず、外部から光信号が球レンズ３に入射して、球レンズ３により収束され、収束された光信号が光ファイバ２に入射しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る光結合部品の断面図、（ｂ）は同部品の断面図であり、（ｃ）のＢ−Ｂ’線断面図、（ｃ）は同部品の縦断面図であり、（ａ）の破線Ａ部分の拡大図。
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る光結合部品の断面図、（ｂ）は同部品の断面図であり、（ｃ）のＤ−Ｄ’線断面図、（ｃ）は同部品の縦断面図であり、（ａ）の破線Ｃ部分の拡大図。
【図３】従来の光結合系装置の断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１  光結合部品
２  光ファイバ
３  球レンズ
４  フェルール
５  接着剤
４１  貫通孔
４３  ザグリ部
４５  光ファイバ挿入口
４６  接着剤溜り
【図１】
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【図２】
2007232957.tif 000004
【図３】
2007232957.tif 000005