(57)【要約】【課題】部品点数を削減し、接着組み立て作業を不要とし、コスト削減を図る。【解決手段】光ファイバが設置されるガイド溝３２が形成された透明樹脂製のボディ３１と、ボディ３１に一体形成され、ガイド溝３２に設置された光ファイバを押圧固定する押さえばね３４と、押さえばね３４によりガイド溝３２に押圧固定された光ファイバと光軸が一致するように、ガイド溝３２の延長上に位置してボディ３１に一体形成されたレンズ３３とよりなる。押さえばね３４はボディ３１の、ガイド溝３２の延伸方向に沿う側面３１ｅ，３１ｆから前記延伸方向に幅を持って突出されてボディ３１に対して内巻き形状をなし、先端面がガイド溝３２に入り込むように延長形成されており、ガイド溝３２に設置された光ファイバは押さえばね３４の先端面３４ａによって押圧されてガイド溝３２の直交２面３２ａ，３２ｂに押し付けられる構造とされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが設置されるガイド溝が形成された透明樹脂製のボディと、
前記ボディに一体形成され、前記ガイド溝に設置された光ファイバを押圧固定する押さえばねと、
前記押さえばねにより前記ガイド溝に押圧固定された光ファイバと光軸が一致するように、前記ガイド溝の延長上に位置して前記ボディに一体形成されたレンズとよりなり、
前記押さえばねは前記ボディの、前記ガイド溝の延伸方向に沿う側面から前記延伸方向に幅を持って突出されて前記ボディに対して内巻き形状をなし、先端面が前記ガイド溝に入り込むように延長形成されており、
前記ガイド溝に設置された光ファイバは前記押さえばねの先端面によって押圧されて前記ガイド溝の直交２面に押し付けられる構造とされていることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
請求項１記載の光学部材において、
前記光ファイバは前記押さえばねにより前記直交２面に均等な圧力で押し付けられることを特徴とする光学部材。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光学部材において、
前記ガイド溝は直方体状をなす前記ボディの稜が切り欠かれて形成されていることを特徴とする光学部材。
【請求項４】
請求項１乃至３記載のいずれかの光学部材において、
前記ガイド溝と前記押さえばねと前記レンズとよりなる組が複数組形成されていることを特徴とする光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光ファイバの端末を保持して光ファイバとレンズを光結合させる光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８はこの種の光学部材の従来例として特許文献１に記載されている構成を示したものであり、図８中、１０はレンズ部材を示し、２０は光ファイバ、２５は押さえ蓋を示す。
【０００３】
レンズ部材１０はレンズ形成部１１とファイバ保持部１２とよりなり、透明な樹脂材料で構成されている。レンズ形成部１１の前面にはコリメータレンズ１３が形成されており、この例では４個のコリメータレンズ１３が一列に配置されて形成されている。
【０００４】
ファイバ保持部１２はレンズ形成部１１の後面側からコリメータレンズ１３の光軸方向に沿って延びる４本のファイバガイド溝１４を備えている。ファイバガイド溝１４は断面形状が四角状とされ、幅及び底面からの高さが光ファイバ２０の直径と略同等に構成されている。
【０００５】
光ファイバ２０はファイバガイド溝１４に挿入され、挿入された光ファイバ２０は押さえ蓋２５で押さえられてファイバ保持部１２に保持される。押さえ蓋２５はファイバ保持部１２の上面に接着剤により接着固定され、また光ファイバ２０は接着剤によりファイバガイド溝１４に接着固定される。これにより、光ファイバ２０はファイバガイド溝１４の底面に押し付けられ、光軸がコリメータレンズ１３の光軸と一致されて固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４１２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来においては光ファイバを保持して光ファイバとレンズを光結合させるために、レンズ部材１０と押さえ蓋２５の２部品を用いるものとなっており、押さえ蓋２５とレンズ部材１０の固定には接着剤を用いるものとなっていた。従って、組み立てに手間がかかり、また２部品を必要とする分、コストがかかるものとなっていた。
【０００８】
この発明の目的は上述した問題に鑑み、従来のような接着組み立て作業を不要とし、コスト削減を図ることができるようにした光学部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明によれば、光学部材は光ファイバが設置されるガイド溝が形成された透明樹脂製のボディと、ボディに一体形成され、ガイド溝に設置された光ファイバを押圧固定する押さえばねと、押さえばねによりガイド溝に押圧固定された光ファイバと光軸が一致するように、ガイド溝の延長上に位置してボディに一体形成されたレンズとよりなり、押さえばねはボディのガイド溝の延伸方向に沿う側面から前記延伸方向に幅を持って突出されてボディに対して内巻き形状をなし、先端面がガイド溝に入り込むように延長形成され、ガイド溝に設置された光ファイバは押さえばねの先端面によって押圧されてガイド溝の直交２面に押し付けられる構造とされる。
【００１０】
請求項２の発明では請求項１の発明において、光ファイバは押さえばねにより前記直交２面に均等な圧力で押し付けられる。
【００１１】
請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、ガイド溝は直方体状をなすボディの稜が切り欠かれて形成されているものとされる。
【００１２】
請求項４の発明では請求項１乃至３のいずれかの発明において、ガイド溝と押さえばねとレンズとよりなる組が複数組形成されているものとされる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、従来の押さえ蓋のような別体の押さえ部材を用いることなく、光ファイバを固定保持することができるため、部品点数を削減することができ、また手間がかかる接着組み立て作業も不要とすることができ、よってコスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明による光学部材の一実施例を示す斜視図。
【図２】Ａは図１に示した光学部材の側面図、Ｂは図１に示した光学部材の一部省略した平面図。
【図３】光学部材への光ファイバの設置手順を説明するための図。
【図４】Ａは光学部材に光ファイバが設置された状態を示す斜視図、Ｂは光学部材に光ファイバが設置された状態を示す部分拡大図。
【図５】光学部材の押さえばねの寸法例を説明するための図。
【図６】光学部材の押さえばねの変形状態を説明するための図。
【図７】この発明による光学部材の他の実施例を示す背面図、Ａは１チャンネルタイプ、Ｂは４チャンネルタイプを示す。
【図８】光学部材の従来例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
【００１６】
図１はこの発明による光学部材の一実施例の構成を示したものであり、この例では透明樹脂製のボディ３１は光ファイバを設置するガイド溝３２を有しており、このガイド溝３２を有するボディ３１とレンズ３３と押さえばね３４とが一体成形されて光学部材３０が形成されている。
【００１７】
ボディ３１は直方体状をなし、この例ではその上面３１ａの長手方向の２つの稜３１ｂがそれぞれ切り欠かれて２つのガイド溝３２が形成されている。ガイド溝３２は底面３２ａと側壁面３２ｂの直交２面によって構成されており、方形の断面形状を有するものとされる。
【００１８】
２つのガイド溝３２はボディ３１の背面３１ｃから前面３１ｄに向って形成されており、これらガイド溝３２のそれぞれ延長上に位置してボディ３１の前面３１ｄにレンズ３３が２つ突出形成されている。レンズ３３はこの例ではコリメートレンズとされている。
【００１９】
押さえばね３４はボディ３１の、ガイド溝３２の延伸方向に沿う側面３１ｅ，３１ｆからそれぞれ突出されて形成されている。押さえばね３４はガイド溝３２の延伸方向に所定の幅（この例ではガイド溝３２の長さのほぼ３／４）を持って突出されており、断面略Ｃ字状をなし、ボディ３１に対して内巻き形状をなすように延長形成されている。押さえばね３４は、その先端面３４ａがガイド溝３２にわずかに入り込むように形成されている。
【００２０】
ガイド溝３２には被覆付きの光ファイバが設置される。ガイド溝３２に設置される光ファイバの半径をｒとした時、レンズ３３は図２に示したようにガイド溝３２の底面３２ａ及び側壁面３２ｂからそれぞれ半径ｒだけ離れた軸上に中心を持つように形成されている。
【００２１】
図３は上記のような構成を有する光学部材３０への光ファイバの設置手順を示したものであり、以下、順に説明する。
（１）内巻き形状をなす押さえばね３４の内側に棒状の治具４１を挿入する。
（２）押さえばね３４の内側に挿入した治具４１を矢印で示したように外側に動かすことで押さえばね３４を開く。押さえばね３４はボディ３１の側面３１ｅ，３１ｆに支持されている基端側を支点として支点回りに回動し、ボディ３１に対して先端が開く。
（３）押さえばね３４の先端を開いた状態で光ファイバ３５をガイド溝３２に挿入する。
（４）治具４１を内側に動かして元の位置に戻し、光ファイバ３５が押さえばね３４で押圧固定されたことを確認した後、治具４１を押さえばね３４から引き抜く。
以上の手順により、光ファイバ３５の設置作業が完了する。
【００２２】
図４は光ファイバ３５が光学部材３０に設置され、保持された状態を示したものであり、光ファイバ３５はその先端面がガイド溝３２の先端に位置するボディ３１の内壁面３１ｇに当接され、また図４Ｂに示したように押さえばね３４の先端面３４ａによって押圧されてガイド溝３２の底面３２ａと側壁面３２ｂに押し付けられて固定される。レンズ３３は前述したように、ガイド溝３２の底面３２ａ及び側壁面３２ｂからそれぞれ光ファイバ３５の半径ｒだけ離れた軸上に中心が位置されているため、光ファイバ３５の光軸はレンズ３３の光軸と一致する。
【００２３】
なお、この例では光ファイバ３５に対する押さえばね３４の押圧σは図４Ｂに示したようにガイド溝３２の底面３２ａに対して４５°をなす方向に作用するように押さえばね３４の内巻き形状が形成されているため、光ファイバ３５はガイド溝３２の直交２面（底面３２ａ，側壁面３２ｂ）に均等な圧力で接するものとなる。これにより、この例では光ファイバ３５をガイド溝３２に設置するだけで、レンズ３３と良好かつ精度の良い調心が得られるものとなる。
【００２４】
ここで、押さえばね３４の性能を具体的数値例をもとに説明する。
押さえばね３４の各部の寸法を図５に示したように定義し、下記に示すような寸法とする。
幅Ｗ               ： 3.00ｍｍ
基端側の厚さＴ１    ： 0.44ｍｍ
先端の厚さＴ２      ： 0.30ｍｍ
内周面の曲率半径Ｒ１： 0.75ｍｍ
外周面の曲率半径Ｒ２： 1.12ｍｍ
ガイド溝３２の直交２面の交点と先端面３４ａとの直線距離Ｌ： 1.16ｍｍ
成形材料をＰＣ（ポリカーボネート）とし、その代表的な物性値として、
ヤング率           ： 2.41ＧＰａ
ポアソン比         ： 0.3897
せん断弾性係数     ： 0.8622ＧＰａ
質量密度           ： 1.07ｇ／ｃｍ３
引っ張り強さ       ： 0.04ＧＰａ
を用いる。
【００２５】
光ファイバ３５をガイド溝３２に設置すべく、治具４１で押さえばね３４を開いた時、押さえばね３４は図６Ａに示したように二点鎖線で示した初期状態から実線で示した状態に弾性変形し、押さえばね３４の先端面３４ａはΔｄ１＝0.2ｍｍ変位する。この時、押さえばね３４の最も破断しやすい箇所は最脆弱部３４ｂであり、0.025ＧＰａの引っ張り応力がかかる。引っ張り強さは0.04ＧＰａであるため、このように押さえばね３４が開いたとしても破断は発生しない。
【００２６】
一方、直径１ｍｍの被覆付き光ファイバ３５が押さえばね３４で固定されている時、押さえばね３４の先端面３４ａは図６Ｂに示したように初期状態からΔｄ２＝0.05ｍｍ変位する。この時、光ファイバ３５は押さえばね３４からσ＝0.39ＭＰａの押圧を受けて良好に固定される。
【００２７】
以上説明したように、この例によれば光ファイバ３５はボディ３１に一体形成された押さえばね３４により、ボディ３１のガイド溝３２に良好に押圧固定され、ボディ３１に一体形成されているレンズ３３と精度良く調心されるものとなっており、このような光ファイバ３５の固定保持及びレンズ３３との光結合を光学部材３０のみで、つまり１部品で実現できるものとなっている。
【００２８】
従って、この例によれば、従来のような光ファイバを押さえるための別体の押さえ部材を必要としない分、部品点数を削減することができ、また手間がかかる接着組み立て作業も不要となる。よって、コストを大幅に削減することができる。
【００２９】
なお、押さえばね３４は上述したようにガイド溝３２の延伸方向に幅を有しており、これにより光ファイバ３５は押さえばね３４の先端面３４ａによって所定の長さ範囲にわたって押圧されるため、その直線性が確保されて良好に押圧固定される。
【００３０】
上述した例では光学部材３０は２チャンネルタイプとされ、ガイド溝３２と押さえばね３４とレンズ３３とよりなる組を２組備えているが、光学部材のチャンネル数はこれに限らない。
【００３１】
図７Ａは１チャンネルタイプの光学部材３０’を示したものであり、図７Ｂは４チャンネルタイプの光学部材３０''を示したものである。
【００３２】
図７Ａではガイド溝３２は直方体状をなすボディ３１の上面３１ａの長手方向の一方の稜が切り欠かれて形成されており、このガイド溝３２に対して押さえばね３４が一つ形成されている。また、図７Ｂではガイド溝３２は直方体状をなすボディ３１の上面３１ａ及び下面３１ｈの長手方向の各２つの稜が切り欠かれて形成されており、これらガイド溝３２に対して押さえばね３４がそれぞれ形成されている。これら図７Ａや図７Ｂに示した構成も用途に応じて採用することができる。
【００３３】
レンズ３３は上述した例ではコリメートレンズとし、レンズ３３の焦点位置に光ファイバ３５の端面が位置されて、レンズ３３から平行光が出射されるものとしているが、これに限らず、レンズ３３の曲率やレンズ３３に対する光ファイバ３５の端面位置を変えることにより、レンズ３３からの出射光が集光される構成とすることもでき、さらには外部からレンズ３３に入射した光を光ファイバ３５の端面に集光して光ファイバ３５に入射させる構成とすることもできる。
【００３４】
また、光学部材３０（３０’，３０''）を成形する材料として、上述した例ではＰＣを用いているが、例えばＰＥＩ（ポリエーテルイミド）やＡＢＳ樹脂等を用いることもできる。なお、透明性やバネ性能の点ではＰＣやＰＥＩを用いるのが望ましい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  レンズ部材                      １１  レンズ形成部
１２  ファイバ保持部                  １３  コリメータレンズ
１４  ファイバガイド溝                ２０  光ファイバ
２５  押さえ蓋                        ３０，３０’，３０''  光学部材
３１  ボディ                          ３１ａ  上面
３１ｂ  稜                            ３１ｃ  背面
３１ｄ  前面                          ３１ｅ  側面
３１ｆ  側面                          ３１ｇ  内壁面
３１ｈ  下面                          ３２  ガイド溝
３２ａ  底面                          ３２ｂ  側壁面
３３  レンズ                          ３４  押さえばね
３４ａ  先端面                        ３４ｂ  最脆弱部
３５  光ファイバ                      ４１  治具
【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】
2012113129.tif 000008
【図７】
2012113129.tif 000009
【図８】
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