JP2013156337A - 光結合部材および光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】組立精度を緩和しつつも高精度にレンズと光ファイバとを位置合わせすること。
【解決手段】光結合部材（１０）は、光ファイバ（１３）と、一端に形成された挿入孔（１１ａ）から挿入された光ファイバ（１３）を保持する保持部材（１１）と、保持部材（１１）の他端に形成された収容部（１１ｃ）に光軸方向に沿って収容される複数のボールレンズ（１２ａ，１２ｂ）と、を具備し、複数のボールレンズ（１２ａ，１２ｂ）は接した状態で配置されるとともに、光ファイバ（１３）は対向するボールレンズ（１２ａ）に接した状態で配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子からの光を集光して光ファイバに入射する、あるいは光ファイバから出射する光を受光素子に集光させる光結合部材およびこれを用いた光コネクタに関する。

光通信において、光コネクタは、例えば、光デバイスに光ファイバを接続して光信号を伝送する。このような光コネクタにおいて、レンズと光ファイバとの軸ずれが生じると、結合効率が低下する。そのため、結合効率を高めるために、レンズと光ファイバとの高精度な位置合わせが必要となる。高精度な位置合わせを実現するために、光コネクタの高い組立精度が求められている。

高い組立精度を求める場合、所定の組立精度を達成しない製品を廃棄等する必要があり、製品の歩留まり低下を招くこととなる。そこで、組立精度を緩和するため、複数個のレンズで構成されるレンズ群を備えた光モジュール用ファイバコリメータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１−１２８０１３号公報

しかしながら、上述した従来の光モジュール用ファイバコリメータにおいては、複数個のレンズで構成されるレンズ群を用いる場合であっても、最も光ファイバに近い位置に配置されるレンズについては、その位置合わせのために高い組立精度が必要となり、製品の歩留まり低下を招くという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、組立精度を緩和しつつも高精度にレンズと光ファイバとを位置合わせすることができる光結合部材およびこれを用いた光コネクタを提供することを目的とする。

本発明の光結合部材は、光ファイバと、一端に形成された挿入孔から挿入された前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材の他端に形成された収容部に光軸方向に沿って収容される複数のボールレンズと、を具備し、前記複数のボールレンズは接した状態で配置されるとともに、前記光ファイバは対向するボールレンズに接した状態で配置されることを特徴とする。

上記光結合部材によれば、複数のボールレンズは接した状態で配置されるとともに、光ファイバは対向するボールレンズに接した状態で配置されることから、１つのボールレンズを基準として他のボールレンズおよび光ファイバを位置決めすることができるので、組立時における作業効率を向上することができ、簡単にボールレンズおよび光ファイバの位置決めを行うことが可能となる。したがって、組立精度を緩和しつつも高精度にボールレンズと光ファイバとを位置合わせすることが可能となる。

上記光結合部材において、前記複数のボールレンズは、第１のボールレンズおよび第２のボールレンズで構成されており、前記挿入孔側から順に前記光ファイバ、前記第１のボールレンズ、前記第２のボールレンズが配置されることが好ましい。この場合には、第２ボールレンズおよび光ファイバが、それぞれ第１のボールレンズと接する構成にしたことから、第１のボールレンズを基準として、第２のボールレンズおよび光ファイバを位置決めすることができる。また、光結合部材のレンズ周りをコンパクトな構造にできる。

また、上記光結合部材において、前記第１のボールレンズおよび前記第２のボールレンズは、同径であることが好ましい。この場合には、同径の第１，第２のボールレンズを用いるため、保持部材に複雑な構造を必要とすることなく第１，第２のボールレンズを収容でき、光結合部材全体のコストの上昇を抑制できる。

さらに、上記光結合部材において、前記第１のボールレンズは、前記第２のボールレンズより小径であってもよい。この場合には、軸合せの精度を損なわずに容易に組み立てることができ、第１のボールレンズの径によって、ビームの状態を制御できる。

さらに、上記光結合部材において、前記複数のボールレンズの周囲には、屈折率整合剤が充填されていることも可能である。この場合には、光ファイバから第１のボールレンズを介して第２のボールレンズに至るまでの屈折率を調整でき、伝搬時における反射を少なくできるので、伝搬する光の減衰量を抑制することができる。また、レンズからの出射光をコリメートすることも可能となる。

本発明の光コネクタは、上述したいずれかの態様の光結合部材を接続することを特徴とする。この場合には、光ファイバから出射した光は直接第１のボールレンズに入射するため、結合効率を高めることができる。同様に、光デバイス側の発光素子から出射した光は、第１のボールレンズから直接光ファイバに入射するため、結合効率を高めることができる。

本発明によれば、組立作業の精度を緩和しつつも高精度にレンズと光ファイバとを位置合わせすることが可能となる。

図１Ａは第１の実施の形態に係る光結合部材の側面図であり、図１Ｂは第１の実施の形態に係る光結合部材の断面図であり、図１Ｃは図１Ｂに示す２点鎖線Ｂ内の拡大図である。 第１の実施の形態に係る光コネクタを光デバイスに接続した状態を示す断面模式図である。 図３Ａは第２の実施の形態に係る光結合部材の側面図であり、図３Ｂは第２の実施の形態に係る光結合部材の断面図であり、図３Ｃは図３Ｂに示す２点鎖線Ｂ内の拡大図である。 第２の実施の形態に係る光コネクタを光デバイスに接続した状態を示す断面模式図である。 第３の実施の形態に係る光結合部材における収容部付近の断面図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る光結合部材１０の側面図であり、図１Ｂは、光結合部材１０の断面図である。図１Ａ，Ｂに示すように、光結合部材１０は、概して円筒形状を有する保持部材としてのホルダ１１と、このホルダ１１の一端部に保持されるボールレンズ群１２と、ホルダ１１の他端部に設けられた挿入孔１１ａから挿入される光ファイバ１３と、を含んで構成される。光結合部材１０において、ボールレンズ群１２は、第１のボールレンズとしてのボールレンズ１２ａと、第２のボールレンズとしてのボールレンズ１２ｂとで構成される。

ホルダ１１は、例えば、金属材料や樹脂材料やセラミックス材料を成形して構成される。ホルダ１１を構成する金属材料としては、例えば、ステンレス、銅系材料などを使用できる。また、ホルダ１１を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ），アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ），ポリアセタール（ＰＯＭ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ），ポリアミドイミド（ＰＡＩ）またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などを使用できる。これらの樹脂材料に対して、射出成形、押出成形またはプレス成形などの各種成形を施すことにより、ホルダ１１が形成される。

また、ホルダ１１を構成するセラミックス材料としては、例えば、ジルコニア，アルミナ，窒化ケイ素または炭化ケイ素などを使用できる。これらのセラミックス材料に対して、射出成形、押出成形またはプレス成形などの各種成形を施すことにより、ホルダ１１が形成される。さらに、ホルダ１１を構成する材料としては、ガラスおよび結晶化ガラスなども使用できる。

図１Ｂに示すように、ホルダ１１におけるボールレンズ群１２側の端部には、開口部１１ｂが設けられている。この開口部１１ｂの内側には、ボールレンズ群１２を収容する収容部１１ｃが設けられている。この収容部１１ｃは、ボールレンズ群１２を構成するボールレンズ１２ａ，１２ｂの直径よりもわずかに小さい寸法に設けられ、ボールレンズ１２ａ，１２ｂが圧入可能に構成されている。

また、ホルダ１１の内部には、光ファイバ１３の外径と略同径の貫通孔１１ｄが設けられている。この貫通孔１１ｄは、挿入孔１１ａに連結するとともに、収容部１１ｃに連結するように設けられている。

ボールレンズ群１２を構成するボールレンズ１２ａ，１２ｂは、例えば、ガラス材料を成形して構成される。第１の実施の形態に係るボールレンズ１２ａおよびボールレンズ１２ｂは、略同径に構成されている。図１Ｂに示すように、ボールレンズ１２ａおよびボールレンズ１２ｂは、互いに接した状態で、収容部１１ｃ内に収容されている。ボールレンズ１２ａは、その一部が貫通孔１１ｄに挿入された光ファイバ１３の先端部に接するように配置されている。一方、ボールレンズ１２ｂは、開口部１１ｂからその一部が露出するように配置されているが、露出しない配置であってもよい。

光ファイバ１３は、従来公知のガラス光ファイバ、プラスチック光ファイバおよびＨ−ＰＣＦを制限なく使用することができる。例えば、プラスチック光ファイバであれば、その中心を貫通して設けられるコア１３ａおよびこのコア１３ａの周囲を覆うクラッド１３ｂから構成される。光ファイバ１３のボールレンズ１２ａに接する端面においては、コア１３ａおよびクラッド１３ｂが同一平面上に配置されている。すなわち、光ファイバ１３のボールレンズ１２ａに接する端面において、コア１３ａおよびクラッド１３ｂが揃って配置されている。

また、光ファイバ１３は、挿入孔１１ａを介して貫通孔１１ｄに挿入され、その先端部がボールレンズ１２ａに接するように配置した状態で固定されている。この場合において、光ファイバ１３は、例えば、貫通孔１１ｄの内周面との間に塗布された接着剤によりホルダ１１に固定される。なお、ホルダ１１に対する光ファイバ１３の固定に関しては、これに限定されるものではなく、任意の固定方法が適用可能である。

ここで、第１の実施の形態に係る光結合部材１０のホルダ１１におけるボールレンズ群１２および光ファイバ１３の位置決め方法について、図１Ｃを用いて説明する。図１Ｃは、図１Ｂに示す２点鎖線Ｂ内の拡大図である。図１Ｃに示すように、収容部１１ｃにおいては、ボールレンズ１２ａ，１２ｂの直径よりもわずかに小さい寸法の部分と、光ファイバ１３の外径と略同径の部分との境界位置に段差部１１ｅが形成されている。光ファイバ１３の外径は、ボールレンズ１２ａ，１２ｂの直径よりも小径に構成されているため、開口部１１ｂより圧入されたボールレンズ１２ａは、その一部が段差部１１ｅに接することにより停止し、所定位置に位置決めされる。

開口部１１ｂより圧入されたボールレンズ１２ｂは、その一部がボールレンズ１２ａに接すると停止し、所定位置に位置決めされる。また、挿入孔１１ａより挿入された光ファイバ１３は、その先端部がボールレンズ１２ａに接すると停止し、所定位置に位置決めされる。このように、ボールレンズ１２ａとボールレンズ１２ｂおよび光ファイバ１３とが接した状態で、ボールレンズ群１２および光ファイバ１３がそれぞれホルダ１１の所定位置に位置決めされる。

続いて、第１の実施の形態に係る光結合部材１０の組立工程について説明する。光結合部材１０の組立工程は、ホルダ１１内にボールレンズ１２ａを圧入する工程（ａ）と、ホルダ１１内にボールレンズ１２ｂを圧入する工程（ｂ）と、光ファイバ１３を挿入する工程（ｃ）と、を含んでいる。以下、各工程について詳細に説明する。

＜工程（ａ）＞
まず、ホルダ１１の開口部１１ｂから、ボールレンズ１２ａを収容部１１ｃ内に圧入する。圧入されたボールレンズ１２ａは、その一部が段差部１１ｅに接すると停止する。ボールレンズ１２ａが段差部１１ｅに接したところで、圧入作業は終了する。光結合部材１０においては、レンズとして方向性がないボールレンズ１２ａを使うため、ホルダ１１に圧入する際の方位調整が不要であり組み立てし易い。

また、ボールレンズ１２ａの一部は、ホルダ１１における収容部１１ｃを規定する内壁と接する。収容部１１ｃは、ボールレンズ群１２を構成するボールレンズ１２ａ，１２ｂの直径よりもわずかに小さい寸法に設けられているため、ボールレンズ１２ａは、収容部１１ｃを規定する内壁による圧力がはたらくことにより固定される。このように、ボールレンズ１２ａは、所定の位置に位置決めされ、固定された状態となる。

＜工程（ｂ）＞
次に、ホルダ１１の開口部１１ｂから、ボールレンズ１２ｂを収容部１１ｃ内に圧入する。圧入されたボールレンズ１２ｂは、その一部がボールレンズ１２ａに接すると停止する。ボールレンズ１２ｂがボールレンズ１２ａに接したところで、圧入作業は終了する。光結合部材１０においては、レンズとして方向性がないボールレンズ１２ｂを使うため、ホルダ１１に圧入する際の方位調整が不要であり組み立てし易い。また、ホルダ１１の収容部１１ｃ内に圧入することにより、ボールレンズ１２ｂの中心軸は、ボールレンズ１２ａの中心軸と一致した状態となる。

また、ボールレンズ１２ｂの一部は、ホルダ１１における収容部１１ｃを規定する内壁と接する。収容部１１ｃは、ボールレンズ群１２を構成するボールレンズ１２ａ，１２ｂの直径よりもわずかに小さい寸法に設けられているため、ボールレンズ１２ｂは、収容部１１ｃを規定する内壁による圧力がはたらくことにより固定される。このように、ボールレンズ１２ｂは、所定の位置に位置決めされ、固定された状態となる。

＜工程（ｃ）＞
次に、ホルダ１１の挿入孔１１ａから、光ファイバ１３を貫通孔１１ｄ内に挿入する。光ファイバ１３は、貫通孔１１ｄを規定する内壁に案内されてボールレンズ１２ａに至る。光ファイバ１３が、ボールレンズ１２ａに突き当たったところで、挿入作業は終了する。このとき、光ファイバ１３は、所定の位置に位置決めされた状態となる。また、ホルダ１１の貫通孔１１ｄに挿入することにより、光ファイバ１３の中心軸は、ボールレンズ群１２を構成するボールレンズ１２ａ，１２ｂの中心軸と一致した状態となる。このように、光ファイバ１３とボールレンズ群１２との軸合わせを容易に行うことができる。

なお、ボールレンズ１２ａは、ホルダ１１による圧力により固定され、さらに、段差部１１ｅおよび固定されたボールレンズ１２ｂに挟まれているため、光ファイバ１３を突き当ててもその位置がずれることはない。

以上の工程（ａ）〜（ｃ）を経て、図１に示す光結合部材１０を組み立てることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る光結合部材１０においては、ボールレンズ１２ａとボールレンズ１２ｂおよび光ファイバ１３とが接する構成にしたことから、ボールレンズ１２ａを基準としてボールレンズ１２ｂおよび光ファイバ１３を位置決めすることができるので、作業効率を向上することができ、簡単にボールレンズ群１２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。したがって、組立作業の精度を緩和しつつも高精度にボールレンズ群１２と光ファイバ１３とを位置合わせすることが可能となる。

また、ボールレンズ１２ｂおよび光ファイバ１３が、それぞれボールレンズ１２ａと接する構成にしたことから、光結合部材１０のレンズ周りをコンパクトな構造にできる。この場合において、ボールレンズ１２ａは、ボールレンズ１２ｂと光ファイバ１３との位置合わせのためのスペーサとして機能する。また、ボールレンズ群１２を構成するボールレンズ１２ａ，１２ｂとして、略同径の２つのボールレンズを用いるため、ホルダ１１に複雑な構造が必要なく、光結合部材１０全体のコストの上昇を抑制できる。

続いて、本実施の形態に係る光結合部材１０が適用される光コネクタ１００を光デバイス１１０に接続した状態について説明する。図２は、本実施の形態に係る光コネクタ１００を光デバイス１１０に接続した状態を示す断面模式図である。なお、図２においては、説明の便宜上、受光／発光素子を備える光デバイス１１０について説明するが、光デバイス１１０の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

図２に示すように、本実施の形態に係る光コネクタ１００は、光結合部材１０に樹脂継手１４が装着されて構成される。光デバイス１１０は、受光／発光素子１１１をケース１１２の内部に配置して構成される。また、光デバイス１１０におけるケース１１２の側面には、光コネクタ１００を挿入する開口部１１３が設けられている。

樹脂継手１４は、概して円筒形状を有し、一端にホルダ１１が挿入される挿入孔１４ａが設けられ、他端にホルダ１１が突出する開口部１４ｂが設けられている。挿入孔１４ａから開口部１４ｂまで連なる貫通孔１４ｃは、ホルダ１１の外径と略同径に設けられている。また、開口部１４ｂ付近の外周面には、環状の鍔状部１４ｄが設けられている。

光コネクタ１００において、ホルダ１１は、樹脂継手１４の挿入孔１４ａを介して貫通孔１４ｃに挿入され、その先端部分が開口部１４ｂより突出した状態で固定されている。ホルダ１１の固定は、例えば、樹脂継手１４の鍔状部１４ｄ近傍における同一周上に設けられた複数の固定部により行う。これらの固定部は、樹脂継手１４の所定位置に位置決めするようにホルダ１１を挿入した後、工具を用いて樹脂継手１４の外側から押圧加工を施すことに形成される。

鍔状部１４ｄの外径は、光コネクタ１００が接続される光デバイス１１０における開口部１１３の内径よりも大きく構成されている。このため、光コネクタ１００を光デバイス１１０に挿入する際には、常に鍔状部１４ｄまでが光デバイス１１０内に挿入されることとなり、ケース１１２内の所定位置に光コネクタ１００を位置決めすることが可能となる。

光デバイス１１０において、受光／発光素子１１１から出射した光は、ボールレンズ１２ｂ内を進み、ファイバ１３の端部に集光する。そして、このように入射した光が、光ファイバ１３内を伝搬する。

また、光デバイス１１０において、光ファイバ１３から出射した光は、ボールレンズ１２ａ内を進み、続いてボールレンズ１２ｂ内を進む。ボールレンズ１２ｂからの出射ビームは、ボールレンズ１２ｂにより集光される位置に置かれた受光／発光素子１１１上に集光される。

このように、光デバイス１１０においては、ケース１１２内の所定位置まで光コネクタ１００が挿入されると、受光／発光素子１１１と光ファイバ１３との間を伝搬する光が、ボールレンズ群１２を介して適切に出入射できるように設計されている。

以上説明したように、本実施の形態に係る光コネクタ１００においては、軸合わせに必要となる組立精度を緩和できる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態で示した光結合部材１０とは異なる構造の光結合部材２０について説明する。光結合部材２０は、ボールレンズ群２２を構成する第１のボールレンズとしてのボールレンズ２２ａおよび第２のボールレンズとしてのボールレンズ２２ｂとして径の異なる２つのボールレンズを用いる点、ならびに、これらのボールレンズ群２２を収容するホルダ２１の構成において、第１の実施の形態に係る光結合部材１０と相違する。

以下、第２の実施の形態に係る光結合部材２０について図３に基づいて説明する。図３Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る光結合部材２０の側面図であり、図３Ｂは、光結合部材２０の断面図であり、図３Ｃは、図３Ｂに示す２点鎖線Ｂ内の拡大図である。なお、第２の実施の形態において、第１の実施の形態に係る光結合部材１０と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

ボールレンズ群２２を構成するボールレンズ２２ａ，２２ｂは、例えば、ガラス材料を成形して構成される。図３Ｂ，図３Ｃに示すように、ボールレンズ２２ａ，２２ｂは、ボールレンズ２２ａの方がボールレンズ２２ｂよりも小径に構成されている。ボールレンズ２２ａの径は、ボールレンズ２２ｂと光ファイバ１３の端面との設定距離に合わせて任意の大きさとすることができる。

ホルダ２１は、ボールレンズ２２ａ，２２ｂを収容する収容部２１ａを有する点で、第１の実施の形態に係るホルダ１１と相違する。この収容部２１ａには、ボールレンズ２２ａの直径よりもわずかに小さい寸法の部分およびボールレンズ２２ｂの直径よりもわずかに小さい寸法の部分が設けられている。ボールレンズ２２ａの直径よりもわずかに小さい寸法の部分と、光ファイバ１３の外径と略同径の部分との境界位置には、段差部２１ｂが形成されている。また、ボールレンズ２２ｂの直径よりもわずかに小さい寸法の部分と、ボールレンズ２２ａの直径よりもわずかに小さい寸法の部分との境界位置には、段差部２１ｃが形成されている。

詳細について後述するように、開口部１１ｂより圧入されたボールレンズ２２ａは、その一部が段差部２１ｂに接することにより停止し、所定位置に位置決めされる。また、開口部１１ｂより圧入されたボールレンズ２２ｂは、その一部がボールレンズ２２ａに接することにより、所定位置に位置決めされる。

挿入孔１１ａより挿入された光ファイバ１３は、その先端部がボールレンズ２２ａに接すると停止し、所定位置に位置決めされる。このように、ボールレンズ２２ａとボールレンズ２２ｂおよび光ファイバ１３とが接した状態で、ボールレンズ群２２および光ファイバ１３がそれぞれホルダ２１の所定位置に位置決めされる。

続いて、第２の実施の形態に係る光結合部材２０の組立工程について説明する。光結合部材２０の組立工程は、ホルダ２１内にボールレンズ２２ａを圧入する工程（ｄ）と、ホルダ２１内にボールレンズ２２ｂを圧入する工程（ｅ）と、光ファイバ１３を挿入する工程（ｆ）と、を含んでいる。以下、各工程について詳細に説明する。

＜工程（ｄ）＞
まず、ホルダ２１の開口部１１ｂから、ボールレンズ２２ａを収容部２１ａ内に圧入する。圧入されたボールレンズ２２ａは、その一部が段差部２１ｂに接すると停止する。ボールレンズ２２ａが段差部２１ｂに接したところで、圧入作業は終了する。光結合部材２０においては、レンズとして方向性がないボールレンズ２２ａを使うため、ホルダ２１に圧入する際の方位調整が不要であり組み立てし易い。

また、ボールレンズ２２ａの一部は、ホルダ２１における収容部２１ａを規定する内壁と接する。収容部２１ａのうち、段差部２１ｂから段差部２１ｃまでは、ボールレンズ２２ａの直径よりもわずかに小さい寸法に設けられているため、ボールレンズ２２ａは、収容部２１ａを規定する内壁による圧力がはたらくことにより固定される。このように、ボールレンズ２２ａは、所定の位置に位置決めされ、固定された状態となる。

＜工程（ｅ）＞
次に、ホルダ２１の開口部１１ｂから、ボールレンズ２２ｂを収容部２１ａ内に圧入する。圧入されたボールレンズ２２ｂは、その一部がボールレンズ２２ａに接すると停止する。ボールレンズ２２ｂがボールレンズ２２ａに接したところで、圧入作業は終了する。光結合部材２０においては、レンズとして方向性がないボールレンズ２２ｂを使うため、ホルダ２１に圧入する際の方位調整が不要であり組み立てし易い。また、ホルダ２１の収容部２１ａ内に圧入することにより、ボールレンズ２２ｂの中心軸は、ボールレンズ２２ａの中心軸と一致した状態となる。

また、ボールレンズ２２ｂの一部は、ホルダ２１における収容部２１ａを規定する内壁と接する。収容部２１ａのうち、段差部２１ｃから開口部１１ｂまでは、ボールレンズ２２ｂの直径よりもわずかに小さい寸法に設けられているため、ボールレンズ２２ｂは、収容部２１ａを規定する内壁による圧力がはたらくことにより固定される。このように、ボールレンズ２２ｂは、所定の位置に位置決めされ、固定された状態となる。

＜工程（ｆ）＞
次に、ホルダ２１の挿入孔１１ａから、光ファイバ１３を貫通孔１１ｄ内に挿入する。光ファイバ１３は、貫通孔１１ｄを規定する内壁に案内されてボールレンズ２２ａに至る。光ファイバ１３が、ボールレンズ２２ａに突き当たったところで、挿入作業は終了する。このとき、光ファイバ１３は、所定の位置に位置決めされた状態となる。また、ホルダ２１の貫通孔１１ｄに挿入することにより、光ファイバ１３の中心軸は、ボールレンズ群２２を構成するボールレンズ２２ａ，２２ｂの中心軸と一致した状態となる。このように、光ファイバ１３とボールレンズ群２２との軸合わせを容易に行うことができる。

なお、ボールレンズ２２ａは、ホルダ２１による圧力により固定され、さらに、段差部２１ｂおよび固定されたボールレンズ２２ｂに挟まれているため、光ファイバ１３を突き当ててもその位置がずれることはない。

以上説明したように、本実施の形態に係る光結合部材２０においては、ボールレンズ２２ａとボールレンズ２２ｂおよび光ファイバ１３とが接する構成にしたことから、ボールレンズ２２ａを基準としてボールレンズ２２ｂおよび光ファイバ１３を位置決めすることができるので、作業効率を向上することができ、簡単にボールレンズ群２２と光ファイバ１３との位置決めを行うことが可能となる。したがって、組立精度を緩和しつつも高精度にボールレンズ群２２と光ファイバ１３とを位置合わせすることが可能となる。

続いて、本実施の形態に係る光結合部材２０が適用される光コネクタ１２０を光デバイス１１０に接続した状態について説明する。図４は、本実施の形態に係る光コネクタ１２０を光デバイス１１０に接続した状態を示す断面模式図である。図４に示すように、本実施の形態に係る光コネクタ１２０は、光結合部材２０に樹脂継手１４が装着されて構成される。なお、図４においては、説明の便宜上、受光／発光素子を備える光デバイス１１０について説明するが、光デバイス１１０の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

光デバイス１１０において、受光／発光素子１１１から出射した光は、ボールレンズ２２ｂ内を進み、光ファイバ１３の端部に集光する。そして、このように入射した光が、光ファイバ１３内を伝搬する。

また、光デバイス１１０において、光ファイバ１３から出射した光は、ボールレンズ１２ａ内を進み、続いてボールレンズ２２ｂ内を進む。ボールレンズ２２ｂからの出射ビームは、ボールレンズ２２ｂにより集光される位置に置かれた受光／発光素子１１１上に集光される。

なお、第１の実施の形態における光コネクタ１００と本実施の形態に係る光コネクタ１２０とを比較すると、光コネクタ１２０の方が光ファイバ１３と接するボールレンズの直径が小径に構成されている。そのため、光ファイバ１３と接するボールレンズ２２ａの径によってビームの状態を制御することが可能となる。

このように、光デバイス１１０においては、ケース１１２内の所定位置まで光コネクタ１００が挿入されると、受光／発光素子１１１と光ファイバ１３との間を伝搬する光が、ボールレンズ群２２を介して適切に出入射できるように設計されている。

以上説明したように、本実施の形態に係る光コネクタ１２０においては、軸合わせに必要となる組立精度を緩和できる。

（第３の実施の形態）
第２の実施の形態で示した光結合部材２０とは異なる構造の光結合部材３０について説明する。光結合部材３０は、収容部２１ａにおけるボールレンズ群２２の周囲に屈折率整合剤２３を充填した点で、光結合部材２０と相違する。

以下、第３の実施の形態に係る光結合部材３０について図５に基づいて説明する。図５は、光結合部材３０における収容部２１ａ付近の断面図である。なお、第３の実施の形態において、第２の実施の形態に係る光結合部材２０と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に示すように、収容部２１ａにおいて、ボールレンズ２２ｂとボールレンズ２２ａとの接点の周囲およびボールレンズ２２ａと光ファイバ１３との接触面の周囲には、屈折率整合剤２３が充填されている。屈折率整合剤２３は、例えば、シリコーン径の母材にガラスフィラーを混入した周知の材料で構成されている。

屈折率整合剤２３は、例えば、ボールレンズ２２ｂの一部に屈折率整合剤２３を塗布したものを収容部２１ａ内に圧入し、また、光ファイバ１３の先端部に屈折率整合剤２３を塗布したものを貫通孔１１ｄ内に挿入することで、収容部２１ａ内に充填できる。

本実施の形態に係る光結合部材３０においては、ボールレンズ２２ｂとボールレンズ２２ａとの接点の周囲およびボールレンズ２２ａと光ファイバ１３との接触面の周囲に、屈折率整合剤２３を充填する構成にしたことから、光ファイバ１３からボールレンズ２２ａを介してボールレンズ２２ｂに至るまでの屈折率を調整でき、伝搬時における反射を小さくできるので、伝搬する光の減衰量を抑制することができる。また、ボールレンズ２２ｂからの出射光をコリメートすることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

例えば、上記第１から第３の実施の形態においては、ホルダ１１，２１が概して円筒形状を有する場合について説明しているが、ホルダ１１，２１の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。ホルダ１１，２１としては、一端部にボールレンズ群１２，２２を収容する収容部１１ｃ，２１ａが形成される一方、他端部に光ファイバ１３の挿入孔１１ａが形成されることを前提として任意の形状を採用することができる。例えば、角筒形状（すなわち、光ファイバ１３の挿入方向と直交する断面が四角形とされた筒状体）を有するものなどが含まれる。

また、上記第１から第３の実施の形態においては、ボールレンズ群１２，２２が２つのボールレンズで構成される場合について説明しているが、ボールレンズ群の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、ボールレンズ群が３つ以上のボールレンズで構成されるようにしてもよい。

また、上記第１の実施の形態においては、光結合部材１０の組立工程を工程（ａ）〜（ｃ）の順で説明したが、組立工程はこれに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、光結合部材１０は、工程（ａ），（ｃ），（ｂ）の順に組み立てるようにしてもよい。同様に、第２の実施の形態においては、光結合部材２０の組立工程を工程（ｄ）〜（ｆ）の順で説明したが、例えば、工程（ｄ），（ｆ），（ｅ）の順に組み立てるようにしてもよい。

また、上記第３の実施の形態においては、第２の実施の形態に係る光結合部材２０の収容に２１ａにおけるボールレンズ群２２の周囲に屈折率整合剤２３を充填した構成の光結合部材３０について説明したが、光結合部材３０の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、光結合部材３０は、第１の実施の形態に係る光結合部材１０の収容部１１ｃにおけるボールレンズ群１２の周囲に屈折率整合剤２３を充填した構成としてもよい。

１０ 光結合部材
１１ ホルダ
１１ａ 挿入孔
１１ｂ 開口部
１１ｃ 収容部
１１ｄ 貫通孔
１１ｅ 段差部
１２ ボールレンズ群
１２ａ，１２ｂ ボールレンズ
１３ 光ファイバ
１３ａ コア
１３ｂ クラッド
１４ 樹脂継手
１４ａ 挿入孔
１４ｂ 開口部
１４ｃ 貫通孔
１４ｄ 鍔状部
１００，１２０ 光コネクタ
１１０ 光デバイス
１１１ 受光／発光素子
１１２ ケース
１１３ 開口部
２０ 光結合部材
２１ ホルダ
２１ａ 収容部
２１ｂ 段差部
２１ｃ 段差部
２２ ボールレンズ群
２２ａ，２２ｂ ボールレンズ
３０ 光結合部材
２３ 屈折率整合剤

Claims (6)

1. 光ファイバと、一端に形成された挿入孔から挿入された前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材の他端に形成された収容部に光軸方向に沿って収容される複数のボールレンズと、を具備し、前記複数のボールレンズは接した状態で配置されるとともに、前記光ファイバは対向するボールレンズに接した状態で配置されることを特徴とする光結合部材。
2. 前記複数のボールレンズは、第１のボールレンズおよび第２のボールレンズで構成されており、前記挿入孔側から順に前記光ファイバ、前記第１のボールレンズ、前記第２のボールレンズが配置されることを特徴とする請求項１記載の光結合部材。
3. 前記第１のボールレンズおよび前記第２のボールレンズは、同径であることを特徴とする請求項２記載の光結合部材。
4. 前記第１のボールレンズは、前記第２のボールレンズより小径であることを特徴とする請求項２記載の光結合部材。
5. 前記複数のボールレンズの周囲には、屈折率整合剤が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光結合部材。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光結合部材を接続することを特徴とする光コネクタ。

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