JP3597927B2 - レーザビームと光ファイバの位置合わせ装置 - Google Patents
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Description
【従来の技術】
レーザ光源からのレーザビームを光ファイバによって受信手段やレーザディスプレイ装置などのレーザ光利用装置に導くことが行われている。
この光ファイバFは、図3(a) に示すように、その中心部に設けられて高い透光性と高い屈折率を有して光を導くコアCと、このコアより低い屈折率を有して上記コアを取り巻いているクラッドKとから構成されている。
【0002】
なお、光ファイバとして、このコアとクラッドとの屈折率が徐々に変化するグレーデットインデックス型の光ファイバと、コアの屈折率とクラッドの屈折率とがステップ状に異なっているステップインデックス型の光ファイバとがあるが、本発明はこれら2種類の光ファイバについてほぼ同等の作用・効果が得られることから、本発明における「光ファイバ」はこれら2種類の光ファイバを含むものである。
【0003】
そして、この光ファイバを保護し、かつ取扱いを容易にするための1つの方法として、例えば図3(b) に示すように、この光ファイバFの外周に、例えば合成樹脂などからなる被覆層Rが設けられて光ファイバ線Wを構成し、さらに、図3(c) に示すように、その外周にジャケットJを設けることによって光ケーブルTとして形成される。
【0004】
図3(d) は例えばレーザ光源装置Oの光出力孔opに対向して設けられているコネクタ座Sと、上記の光ケーブルTをこのコネクタ座Sに光学的に接続するための光コネクタPの構成の例を示したものである。
光コネクタPは、全体として管状の外壁P1 と、フェルールP2 と、袋ナットP3 とによって構成されている。
【0005】
上記した光ケーブルTは、その先端部でジャケットJと被覆層Rを取り除いて光ファイバFを露出させるとともに、これに続く部分ではジャケットJのみを取り除いて光ファイバ線Wが露出するように加工された後、図の右方からコネクタPの外壁P1 内部の管状孔に挿入される。
【0006】
これによって、フェルールP2 の内部に設けられている貫通孔の先端の光ファイバFの径に合わせた狭い径の貫通孔には光ファイバFが、これに続く光ファイバ線Wの径に合わせた太い径の貫通孔には光ファイバ線Wがそれぞれ位置するようになる。
【0007】
そして、止めネジP11,P12によってこのフェルールP2 は光コネクタPの外壁P1 に固定され、また、止めネジP13,P14によってジャケットJをこの外壁P1 に固定することによって、光ケーブルTの先端に光コネクタPが取付けられる。
【0008】
この図3(d) の左側のコネクタ座Sは、レーザ光源装置Oに止めネジS12,S13で取付けられる取付部を備える管状の基部S1 と、この基部S1 の管状部に設けたネジS11と螺合するネジS21によってこの基部S1 に螺着された結合金具S2 と、この結合金具S2 の上記ネジS21に螺合しているロックナットS3 とからなっている。
【0009】
上記結合金具S2 のネジS21の中間には凸部S22が設けられており、この凸部S22の基部S1 の反対側のネジS23に図の右側に示した光コネクタPに設けられている袋ナットP3 を螺着することによって、コネクタ座Sに光コネクタPが固定される。
【0010】
なお、レーザ光源からのレーザ光がレンズなどによって集束されながら出力される場合、光ファイバFの先端にレーザ光の焦点が位置するように上記結合金具S2 の位置を回転によって調節するが、上記したロックナットS3 をこの調節終了後に締付けることによってネジをロックして、基部S1 とこの結合金具S2 とが相対的に回転して軸方向の間隔(位置)が変わるのを防止する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、レーザ光源と上記した光ファイバとを導光的に接続するために、光コネクタが用いられているが、レーザ光源からのレーザビームと光コネクタP内の光ファイバFの先端部におけるコアCの位置とが正確に一致していないと、レーザビームの少なくとも一部がクラッドKに入射するようになって大きな光損失が生じる。
【0012】
しかしながら、このコアCの直径は数十μmから数μmと極めて小さいため、このコアCの先端部とレーザ光源からの極めて細いレーザビームとの位置を合わせたり、位置合わせの状態を確かめたりすることは困難であった。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、レーザ光源からのレーザビームと光ファイバのコア部分との位置が一致していない場合、レーザビームが光ファイバのクラッド部に入射して、この光ファイバのクラッド部からレーザ光が漏出して、光ファイバあるいは光ファイバを被覆している被覆層が光って見えること、そして、光ファイバや光ファイバの被覆層からの光の光量は、レーザビームがコアからずれた量に比例することを発見した。
【0014】
そこで、この発見に基づいて、次の構成を有するレーザビームと光ファイバの位置合わせ装置を発明した。
【0017】
そこで、光コネクタの外壁に設けた透光孔を互いに異なる方向、例えば90°異なる方向から複数設け、光コネクタの外壁に設けた透光孔の外部にフォトダイオードや光導電素子などの光量検出素子を設け、この光量検出素子の出力を制御装置に供給して、この制御装置によって光検出素子の受光量が最小になるようにレーザ光源装置と光コネクタとを相対的に移動させる移動手段を制御するように構成しているので、自動的に精度の高い位置合わせを行なうことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は、光コネクタの外壁に透光孔を設けた本発明の実施例を示すもので、図3(d) の右側に示した従来の光コネクタの構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付してあるので詳細な説明は省略する。
【0022】
この光コネクタの主要な構成要素は、外壁P1 と、フェルールP2 と、袋ナットP3 とからなっており、外壁P1 とフェルールP2 とを貫通する孔に光ファイバF、光ファイバ線Wおよび光ケーブルTの状態で挿入されていることは前述のとおりである。
【0023】
図1(a) に示すように、本発明によってこの光コネクタの外壁P1 には透光孔Hが設けてあり、この透光孔Hを通して光ファイバ線Wの光量を判断あるいは検出し、この光量が最小になるように、例えばフェルールP2 の外壁P1 に対する位置を止めネジP11,P12によって調節する。
【0024】
なお、P1 紙面の上下方向成分についての調節は、例えばフェルールP2 の外壁に紙面に垂直な方向、図示のネジP11,P12と直交する方向のネジ孔と止めネジを用いて調節するようにしてもよいし、あるいは、袋ナットP3 をゆるめて外壁P1 を回転させてからフェルールP2 の止めネジP11,P12を締付けることによって達成できる。
【0025】
また、別の調節方法としては、後述する図2図示の実施例のように、コネクタ座S1 のレーザ光源装置Oへの取付け位置を調節するようにしてもよい。なお、この調節による移動の範囲は、実際上ほぼ光ファイバFの径であるμmのオーダーで足りるため、コネクタ座Sの基部S1 に設けた止めネジS12,S13が貫通する貫通孔の内径をこれらのネジS12,S13の外径より僅かに大きくしておくことによって十分に調節することが可能である。
【0026】
図1(b) は、(a) 図のb−b’線における断面図であって、透光孔H1,H2 を互いに直交するX−X’,Y−Y’の2方向から設けた例を示してあり、このように異なった方向から光ファイバ線Wを見得るようにしておけば、光ファイバFのずれの方向が容易に判るという利点がある。
【0027】
さらに、この図1(a) の透光孔H1,H2 の外部には、光量検出素子D1,D2 が点線によって示してあり、これら光量検出素子からの電気的出力を測定することによって、高い精度で光ファイバFの位置ずれを検出できるので、上記の位置決めを正確に行うことができる。
【0028】
図2は、上記した図1(b) の2つの光量検出素子D1,D2 の出力によって光ファイバFの位置を自動的に調節するようにした実施例を示すもので、同図(a) にはレンズLを介してレーザビームを射出するレーザ光源装置Oとコネクタ座Sと光コネクタPとが示してあり、同図(b) はこのコネクタ座Sの基部S1 の位置調節を説明するための図である。なお、同図(b) には、光コネクタPの外壁P1 に互いに直交して設けられた透光孔H1,H2 の位置を点線で図示してある。
【0029】
また、図1および図3に示した構成要素に相当する構成要素にはこれら図面における符号と同一の符号を付してあるので、これらの構成要素についての説明は省略する。
【0030】
図2(a) に示すように、コネクタ座Sの基部S1 には止めネジNの外径より僅かに大きい取付孔が設けられており、この取付孔を挿通する上記止めネジNによってこのコネクタ座Sはレーザ光源装置Oに取付けられる。なお、この取付けに際しては、スプリングワッシャーを止めネジNの頭部と基部S1 との間に介在させておくことが望ましい。
【0031】
図2(b) に点線で示した光コネクタPの上方の透光孔H2 を経てその外部に設けられた光量検出素子D2 が測定する光量は、光ファイバFの図の紙面の垂直方向のずれに応じて変化するので、この光量検出素子D2 の出力が最小になるように図示しない制御装置を介してアクチュエータA2 を駆動して、コネクタ座Sの基部S1 を図2(b) の左右方向に移動させる。
【0032】
一方、図2(b) に点線で示した光コネクタPの側面の透光孔H1 を経てその外部に設けられた光量検出素子D1 が測定する光量は、光ファイバFの図の紙面の方向のずれに応じて変化するので、この光量検出素子D1 の出力が最小になるように図示しない制御装置を介してアクチュエータA1 を駆動して、コネクタ座Sの基部S1 を図2(b) の上下方向に移動させる。
【0033】
このように構成すれば、常にレーザビームと光ファイバとの位置合わせが行われるため、例えばレーザ光源装置が自動車などに搭載されていて振動などによって光コネクタとの接続状態が変化する場合にも、レーザビームのこの光接続部における損失を最小に保つことができるという格別の効果が得られる。
【0034】
【発明の効果】
本発明のレーザビームと光ファイバの位置合わせ装置によれば、レーザビームと光ファイバのコアとの位置合せが容易になり、レーザ光源装置と光ケーブルの間の光接続部における光の損失を減少することができるので、光通信などの場合には光の伝送距離を大きくすることができ、また、レーザディスプレイなどに用いる場合にはディスプレイの明るさを高めることができるなどの格別の効果が得られる。
【0035】
また、本発明によるレーザビームと光ファイバ線の位置合わせ装置によれば、レーザビームと光ファイバとの位置合せが自動的に行われるので、レーザ光源や光ケーブルが振動を受けるような場合にも光損失を最小に保つことができるという格別の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による位置合わせ装置に使用する光コネクタの実施例を示す図である。
【図2】本発明によるレーザビームと光ファイバの位置合わせ装置の実施例を示す図である。
【図3】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
P……光コネクタ,P1 ……外壁,P2 ……フェルール,P3 ……袋ナット,H1 ,H2 ……透光孔,T……光ケーブル,W……光ファイバ線,D1 ,D2 ……光量検出素子
Claims (1)
- レーザビームを射出するレーザ光源装置と、その外壁に光ファイバ線を異なる方向から直視し得る複数の透光孔を設けた光コネクタと、これら透光孔の少なくとも2つの外部にそれぞれ設けた複数の光検出素子と、上記レーザ光源装置と上記光コネクタとを相対的に移動させる移動手段と、上記複数の光検出素子の受光量がいずれも最小になるように上記移動手段を制御する制御装置とを備えることを特徴とするレーザビームと光ファイバの位置合わせ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34396895A JP3597927B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | レーザビームと光ファイバの位置合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34396895A JP3597927B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | レーザビームと光ファイバの位置合わせ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09184943A JPH09184943A (ja) | 1997-07-15 |
JP3597927B2 true JP3597927B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=18365633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34396895A Expired - Lifetime JP3597927B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | レーザビームと光ファイバの位置合わせ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3597927B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1573375A2 (en) * | 2002-12-13 | 2005-09-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Efficient coupling of light into light guides |
WO2023281812A1 (ja) * | 2021-07-09 | 2023-01-12 | ソニーグループ株式会社 | 測定用コネクタ、測定用治具及び測定システム |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34396895A patent/JP3597927B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09184943A (ja) | 1997-07-15 |
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