JP2009276645A - レンズの保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズと光ファイバーを接合する際、レンズの接着位置を自動的に決めるため、保持具に精度良く容易にしかも精度良く固定する。
【解決手段】レンズ側面周囲に溝を付けたレンズを用いて、該溝を位置決めピンにより押さえることにより、保持具に精度良く容易に固定することが可能となる。
【選択図】図１１

Description

本発明はファイバーコリメーターやモジュールに使用されるレンズとファイバーを接合する際のレンズ保持方法に関する発明である。

光通信用石英シングルモードファイバーと多成分系ガラスを用いたガラスモールドレンズを、その軟化点の違いを利用して、アーク放電により、直接接合する技術が開発されている。また、接着剤を用いて接合する方法等も行われている。

これらの方法により、光ファイバーとレンズを接合する場合には従来目測により、光ファイバーとレンズを互いに近づけ、光ファイバーとレンズが接触したことを確認して、両者の位置を止めて接着し接合する方法がある。しかしこの方法は、人手がかかる他、時間やコストもかかりすぎるという欠点があった。

光ファイバーとレンズを接合する他の方法としては光ファイバーとレンズを保持する位置を予め決めておき、光ファイバーかレンズのいずれか一方を他方に近づけ、予め決めておいた位置でストッパー等により止めて接着し、接合する方法がある。この方法によれば、光ファイバーとレンズが接触する位置で止めることが自動的にできるので、上記の方法に比べ、人手もかからず、時間とコストは大幅に削減することが可能である。しかしながらこの方法によれば、その接合前に、各部品の高精度な位置出し（セッティング）を行う必要がある。

ところが、本来接合時間は短時間であるにも係わらず、セッティングに相当な時間がかかるため、生産効率面での影響が問題となっていた。位置出しに時間がかかる理由は、レンズが小さく、且つ保持位置を規定する具体的箇所が存在しないことにあった。また、固定場所からレンズがずれることもあった。このずれを防止するためレンズを固定するための押さえネジを強く締めるとレンズが破壊されることもあった。

本発明が解決しようとする課題の第一はレンズと光ファイバーの接合する際、レンズと光ファイバーの具体的保持位置を設けることにある。

本発明が解決しようとする課題の第二はレンズと光ファイバーの接合する際、レンズと光ファイバーの具体的保持位置にセッティングすることを容易にすることにある。

本発明が解決しようとする課題の第三はレンズと光ファイバーの具体的保持位置を設けるにあたり、その保持位置を高精度の位置に容易に設けることにある。

本発明が解決しようとする課題の第四はレンズと光ファイバーの具体的保持位置を設けるにあたり、その保持位置を高精度の位置に容易にしかも確実に設けることにある。

そして本発明が解決しようとする課題の第五はレンズと光ファイバーの具体的保持位置を設けるにあたり、レンズの厚みを一定にすることにより、その保持位置を高精度の位置に容易にしかも確実に設けることにある。

本発明が解決しようとする第一の課題はレンズの側面周囲に溝を設け該溝に位置決めピンで応圧する保持方法を採用することにより、可能となる。
このようにレンズの側面周囲に溝という形で、具体的保持位置を設けることにより、容易に保持具所望の位置でそれほど強く押さえネジで締める必要もなくセッティングすることができる。

本発明が解決しようとする第二の課題は上記の位置決めピンがバネによりレンズを押さえ固定することにより、押さえネジで締める必要がなくワンタッチで固定できるため、レンズと光ファイバーの具体的保持位置にセッティングすることを容易にすることが可能となる。

本発明が解決しようとする第三の課題はレンズと光ファイバーの具体的保持位置を設けるにあたり、その保持位置を高精度の位置に容易に設けることにあるが、上記溝が少なくとも下型及び上型からなる成形型を用いて二つ以上のガラス素材を前記下型の成形面上に配置し、前記ガラス素材及び少なくとも下型を、ガラス素材のプレス成形可能な温度にまで加熱し、加熱されたガラス素材を前記成形型によりプレス成形することにより、前記ガラスを変形させて接合一体化して所定形状のガラス成形体を製造する際に生ずる非溶着部分を溝とすることにより、可能となる。すなわち、上記ガラス素材の大きさを精度良く一定に揃えておけば、非溶着部分の溝の位置も高精度の位置に設けることが可能となる。

本発明が解決しようとする第四の課題は上記非融着部分の溝を設ける手段としてガラス素材の総容積を型の押圧後の型のキャビティの容積よりも少なくすることにより上記非溶着部分を確実に生じせしめることにより、上記溝を確実に設けることができる。

そして本発明が解決しようとする第五の課題は非融着部分の溝を設ける手段として上型と下型の少なくとも一方にストッパーを設け、プレス中に所定の位置で上下型を固定させることにより、レンズの厚みを一定にすることができ、その保持位置を高精度の位置に容易にしかも確実に設けることが可能となる。

実施例に示した様にレンズと光ファイバーを接合するため、レンズを保持具に固定する際にレンズの側面周囲に溝を設け、その溝を位置決めピンをバネにより押さえるので、容易にレンズを保持具に固定することができる。また、溝の作成に当たり、二つ以上のガラス素材を成形型によりプレス成形することにより、ガラスを変形させて接合一体化し非溶着部分を溝とすることにより、ガラス素材の大きさを精度良く一定に揃えておけば、非溶着部分の溝の位置も高精度の位置に設けることが可能となる。

以下、本発明について実施例に基づき説明する。図１は一般的な通信用ロッドレンズの形状１４の斜視図で、レンズ面１５を有する。図２は本発明により成形された場合の斜視図で、ガラス素材４を３個使用したものである。

実施例で使用したガラス素材は溶融ガラスを滴下して得られる滴下ガラス球を使用した。ガラス球の半径は１．２５ｍｍである。ここで、３個使用した場合の総体積は３．０６６ｍｍ３であり、このとき、ストッパー６により上下型が固定されたときのキャビティーの容積を３．１８９ｍｍ３とした。

図３に成形体を製作する場合の金型およびその構成を示す縦断面図を示す。図中胴型１に下型２が挿入され、内部に成形体材料４を挿入する空間（キャビティー）と、上型３を上部から挿入する構造となる。図４はキャビティ空間（５）部の詳細な縦断面図であり、ガラス素材４を３個セットした状態を示す。

図５はストッパーにより成形体を製作する場合を説明するためのガラス素材を３個入れた場合の金型全体の縦断面図で、図６はストッパ６の平面図と縦断面図を示す。

次に成形体の具体的な成形方法を、図５を用いて説明する。成形は図５の状態において、成形シロ７（図中の幅ｕ）を、図８に示す成形条件下でガラス素材を過熱し、上部より成形シロ７をゼロの状態まで加圧する。

図７はストッパー６の厚み（図中の幅ｔ）まで加圧により上型３の移動した成形完了時の金型の状態を示す縦断面図である。

SiO2を20wt％、B2O3を30wt％、Li2０を10wt％、TiO2を10wt％、その他成分を30wt％含有するガラスを５５０℃、成形圧力４０ｋｇｆをにて成形した結果、直径１．２５ｍｍ厚さ２．６ｍｍの成形体を得た。この成形体の加工精度はストッパー構造により±1μｍ以下、外周方向でも一律±1μｍ以下と極めて高精度な成形体を得られた。

こうして得られたレンズを図１０に示す保持具に設置し図１１に示すように位置決めピン１２でバネにより容易に所定の溝部分を抑え図１１に示すように固定できた。このようにして精度良く位置決めされたレンズ９の表面にファイバー先端を近づけ自動的に接触することができた。
従来の保持方法に比べ、図９に示すように従来の溝のないレンズ１０を押さえネジ１１で具体的な保持位置を設けていないレンズを締め付けることにより、保持する必要がないため、レンズを破壊することなく、容易に保持具の高精度な位置にセッティングすることができた。

本成形で取得可能な成形体の一般的な形状を示す斜視図である。 本発明により成形した成形体の完成状態を示す斜視図である。 本発明の実施例で成形のために使用された金型全体の縦断面図である。 金型内の成形部（キャビティー）の縦断面図である。 ストッパーにより成形体を製作する場合を説明するためのガラス素材を３個入れた場合の金型全体の縦断面図である。 ストッパー６の平面図と縦断面図である。 ストッパー６の厚み（図中の幅ｔ）まで加圧により上型３の移動した成形完了時の金型の状態を示す縦断面図である。 本発明の実施の成形体製作時の温度圧力／時間の関係を示すグラフである。 従来のレンズの保持方法を示す断面図である。 本発明の実施例の保持方法で位置決め前のレンズの保持方法を示す断面図である。 本発明の実施例の保持方法で位置決め後のレンズの保持方法を示す断面図である。

符号の説明

１・・・胴型
２・・・上型
３・・・下型
４・・・ガラス素材
５・・・キャビティ
６・・・ストッパー
７・・・調整部
８・・・従来のレンズ
９・・・本発明のレンズ
１０・・ファイバー
１１・・押さえネジ
１２・・位置決めピン
１３・・保持具

Claims (5)

1. レンズの側面周囲に溝を設け該溝に位置決めピンで応圧することを特徴とするレンズの保持方法。
2. 請求項１の位置決めピンがバネによりレンズを押さえ固定することを特徴とするレンズの保持方法。
3. 請求項１の溝が少なくとも下型及び上型からなる成形型を用いて二つ以上のガラス素材を前記下型の成形面上に配置し、前記ガラス素材及び少なくとも下型を、ガラス素材のプレス成形可能な温度にまで加熱し、加熱されたガラス素材を前記成形型によりプレス成形することにより、前記ガラスを変形させて接合一体化して所定形状のガラス成形体を製造する際に生ずる非溶着部分の溝であることを特徴とするレンズの保持方法
4. 請求項３における非融着部分の溝を設ける手段としてガラス素材の総容積を型の押圧後の型のキャビティの容積よりも少なくすることを特徴とするレンズの保持方法
5. 請求項３における非融着部分の溝を設ける手段として上型と下型の少なくとも一方にストッパーを設け、プレス中に所定の位置で上下型を固定させることを特徴とするレンズの保持方法。

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