JPH05119231A

JPH05119231A - 光通信用レンズ部品

Info

Publication number: JPH05119231A
Application number: JP27771291A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Inada; 勝美稲田; Masaaki Kadomi; 昌昭角見
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1993-05-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JP2964737B2

Abstract

(57)【要約】【目的】レンズと光ファイバとを、光学的に調整する
ことなく、機械的に正確に位置合わせすることのできる
レンズ部品を提供する。【構成】光軸方向の両端表面が曲面であるレンズと、
このレンズの外側に接着固定され、かつ、上記レンズの
光軸と同芯状に芯出しされた外周面を有する円筒形の金
属製ホルダーとから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを光学的に
結合する場合等に使用される光通信用レンズ部品に関す
るもので、詳しくは、内部にレンズを接着固定した円筒
形の金属性ホルダーの外周面を、レンズの光軸に軸芯合
わせした光通信用レンズ部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示すような円柱状レンズ
（１）（以下、レンズと称す）を、低融点ガラスからな
る接着剤で円筒状の金属製ホルダー（２）の内周面に接
着固定することによってレンズ部品（３）を製作し、こ
のレンズ部品（３）を、図６に示すように、光ファイバ
（４）の先端のコネクタ部（５）にレーザ溶接等で固着
して、レンズ（１）と光ファイバ（４）との接続を行な
っている。

【０００３】ところで、上記レンズ部品（３）の金属製
ホルダー（２）の内径とレンズ（１）の外径との間の隙
間は、相互部品間の許容公差内で寸法バラツキがある。
この寸法バラツキのため、従来の金属製ホルダー（２）
の外周面（２ａ）はレンズ（１）の光軸（ａ）と同芯状
になっていない。このため従来のレンズ部品（３）は、
金属製ホルダー（２）の外周面（２ａ）を基準にして、
レンズ（１）と光ファイバ（４）との光軸を正確に芯合
わせして、レンズ部品（３）とコネクタ部（５）とを結
合するためには、光学的方法による光軸調整、すなわ
ち、図６に示すように、レンズ部品（３）の金属製ホル
ダー（２）と光ファイバ（４）のコネクタ部（５）との
対向端面を当接させて、検査光を一方の光ファイバ
（４）の一端より発射して、この検査光が他方の部品に
正しく入射するまで、レンズ部品（３）もしくはコネク
タ部（５）を光軸と直交する方向に微動装置等で位置調
整し、このようにして光軸が芯合わせされたことを確認
した上で、金属ホルダー（２）とコネクタ部（５）とを
レーザ溶接等により固着させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のレンズ部品
（３）によれば、レンズ部品（３）のレンズ（１）と光
ファイバ（４）とを位置合わせする際、光学的調整によ
り、レンズ（１）と光ファイバ（４）との光軸が軸芯合
わせされたことを確認することが必要であるので、位置
合わせ作業が煩雑であって作業性がきわめて悪いと共
に、レンズ（１）もしくは光ファイバ（４）を光軸と直
交する方向に位置調整するための装置、及び検査光の発
射装置等を必要とし、装置全体が大型となって、コスト
が高くつくという問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み提案されたも
ので、レンズと光ファイバとを、光学的に調整すること
なく、機械的に、しかも正確に位置合わせすることので
きるレンズ部品を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、光軸方向の両端表面が曲面であるレンズ
と、このレンズの外側に接着固定され、かつ、上記レン
ズの光軸と同芯状に芯出しされた外周面を有する円筒形
の金属製ホルダーとからなるものである。

【０００７】

【作用】円筒形の金属製ホルダーの外周面はレンズの光
軸に芯合わせされているので、レンズと光ファイバとを
位置合わせする際、例えば、接続スリーブの内部にレン
ズ部品を挿入固定したのち、上記接続スリーブに光ファ
イバーのコネクタ部を、レンズ部品と対向させて挿入固
定するだけで、レンズ部品のレンズと光ファイバとの光
軸を同芯状に芯合わせすることができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明に係るレンズ部品の実施例を図１
乃至図４を参照しながら説明すると次の通りである。

【０００９】図１に示すように、本発明に係るレンズ部
品（１１）は、レンズ（１２）と、円筒形の金属製ホル
ダー（１３）とから構成されている。上記金属ホルダー
（１３）の外周面（１６）はレンズ（１２）の光軸
（ｂ）と同芯状に芯合わせされている。上記レンズ（１
２）は、光軸方向の両端表面が曲面であって、例えば、
円柱状レンズが例示してあり、球レンズを円柱加工、あ
るいは円柱形のレンズ素材の両端面（１４）（１４）を
球状に研磨加工したものである。上記レンズ（１２）
は、金属製ホルダー（１３）に形成された貫通孔（１
５）に挿入され、接着剤によって接着固定される。

【００１０】上記レンズ（１２）の素材としては、ＢＫ
−１、ＢＫ−７、Ｋ−３等の通常の光学ガラスが使用で
きる。また、金属製ホルダー（１３）の材質としては、
熱膨張係数が光学ガラスのそれに近似した70〜120×10ー
7／℃のＳＵＳ403やＳＵＳ430等のステンレス鋼、ある
いはコバールを使用するのが最も好ましい。さらに接着
剤としては、低温で封着が可能で、熱膨張係数が70〜12
0×10ー7／℃の低融点ガラスが信頼性の点で適している
が、エポキシ等の有機接着剤を使用することも可能であ
る。

【００１１】上記レンズ部品の金属製ホルダーの外周面
は、レンズの光軸と同芯状にするのに図２及び図３に示
す装置で研削される。

【００１２】図２及び図３に示すように、装置本体（２
１）の垂直な取付面（２２）に、貫通孔を有する支持部
材（２３）（２４）を上下に対向させて取付け、上部支
持部材（２３）に、上部ベルクランプ（２５）を軸回り
方向に回転自在に挿嵌支持し、又下部支持部材（２４）
に、下部ベルクランプ（２７）を垂直移動可能に、か
つ、軸回り方向に回転自在に挿嵌支持する。上記の各ベ
ルクランプ（２５）（２７）は垂直方向に同芯状に対向
配置され、その対向端面には、円錐凹面の挟持凹部（２
８）（２９）が形成されている。また、上記挟持凹部
（２８）（２９）の開口端縁部（３０）（３１）で、金
属製ホルダー（１３）の外周面（１６）が未研削のレン
ズ部品（１１）のレンズ（１２）の端面（１４）（１
４）を挟持した状態で、ベルクランプ（２５）（２７）
が軸回り方向に回転すると、レンズ（１２）の光軸
（ｂ）が、芯出しされて上下のベルクランプ（２５）
（２７）の軸芯と一致するように構成されている。上記
ベルクランプのうち、下部ベルクランプ（２７）は適宜
の駆動シリンダにより軸方向に垂直移動する。

【００１３】上記の上部ベルクランプ（２５）の後端部
には、装置本体（２１）の上部に配設された上部駆動モ
ータ（３２）の上部駆動ギヤ（３３）と噛合する上部回
転ギヤ（３４）が軸支固定されており、また、下部ベル
クランプ（２７）の中間部には、装置本体（２１）の下
部に配設された下部駆動モータ（３５）の下部駆動ギヤ
（３６）と噛合する下部回転ギヤ（３７）がスプライン
嵌合されており、上記各駆動モータ（３２）（３５）を
回転駆動することにより、上下のベルクランプ（２５）
（２７）を軸回り方向に回転させる。

【００１４】上記装置本体（２１）の側方には研削体、
例えば、回転自在の研削ホイール（３８）が、装置本体
（２１）に対して水平姿勢で進退移動可能に配設されて
おり、この研削ホイール（３８）により、上記ベルクラ
ンプ（２５）（２７）で挟持されて回転するレンズ部品
（１１）の金属製ホルダー（１３）の外周面（１６）
を、レンズ（１２）の光軸（ｂ）と同芯状に研削する。

【００１５】次に上記装置により金属製ホルダーの外周
面をレンズの光軸に芯合わせするため切削加工する要領
を説明すると次の通りである。尚、レンズ部品の金属製
ホルダーの外周面は、レンズの光軸から径方向に位置ず
れして、レンズの光軸に対して偏芯しているものとす
る。

【００１６】上部ベルクランプ（２５）と下降端に保持
された下部ベルクランプ（２７）との間に、金属製ホル
ダー（１３）の外周面（１６）が未研削のレンズ部品
（１１）が適宜の手段により垂直姿勢に保持されると、
下部ベルクランプ（２７）が上方に移動し、レンズ部品
（１１）のレンズ（１２）の端面（１４）（１４）が、
図３に示すように、上下部のベルクランプ（２５）（２
７）の挟持凹部（２８）（２９）の開口端縁部（３０）
（３１）で挟持される。こうしてレンズ部品（１１）が
ベルクランプ（２５）（２７）で挟持されると、駆動モ
ータ（３２）（３５）が駆動され、駆動ギヤ（３３）
（３６）及び回転ギヤ（３４）（３７）を介してベルク
ランプ（２５）（２７）が軸回り方向に回転する。ベル
クランプ（２５）（２７）の回転により、ベルクランプ
（２５）（２７）で挟持されたレンズ（１２）が、一体
に回転してレンズ（１２）の光軸（ｂ）が芯出しされ、
ベルクランプ（２５）（２７）の軸芯と一致する。この
とき金属製ホルダー（１３）の外周面（１６）の軸芯は
レンズ（１２）の光軸（ｂ）から径方向に位置ずれして
いる。しかる後、上記研削ホイール（３８）が前進して
金属製ホルダー（１３）の外周面（１６）に接触する
と、上述の通り、金属製ホルダー（１３）の外周面（１
６）は、レンズ（１２）の光軸（ｂ）から径方向に位置
ずれして偏芯しているため、金属製ホルダー（１３）の
偏芯部分が研削ホイール（３８）で研削され、その結
果、金属製ホルダー（１３）の外周面（１６）は、レン
ズ（１２）の光軸（ｂ）と同芯状に芯合わせされる。

【００１７】上記金属製ホルダー（１３）の外周面（１
６）をレンズ（１２）の光軸（ｂ）と同芯状に芯合わせ
したレンズ部品（１１）のレンズ（１２）と、光ファイ
バ（５）とを光学的に結合する場合は、図４に示すよう
に、上記レンズ部品（１１）を接続スリーブ（３９）の
接続孔（４０）に挿入固定したのち、接続孔（４０）の
接続開口端（４１）に、光ファイバ（４）のコネクタ部
（５）を挿嵌し、しかる後、接続スリーブ（３９）とコ
ネクタ部（５）とをレーザ溶接により結合する。このと
き上記レンズ部品（１１）は、金属製ホルダー（１３）
の外周面（１６）をレンズ（１２）の光軸（ｂ）と同芯
状に芯合わせしてあるので、レンズ部品（１１）を接続
孔（４０）に挿入し、かつ、光ファイバ（４）のコネク
タ部（５）を接続孔（４０）の接続開口端（４１）に挿
嵌するだけで、レンズ（１２）と光ファイバ（４）との
位置合わせを正確に行なうことができる。

【００１８】尚、上記実施例では、レンズとして円柱状
レンズを用いた場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるわけではなく、円柱状レンズのかわりに球
レンズを用いてもよいのは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係るレンズ部品は、金属製ホル
ダーの外周面を、レンズの光軸と同芯位置に芯合わせし
てあるので、例えば、レンズ部品のレンズと光ファイバ
とを光学的に結合する場合、レンズと光ファイバとの位
置合わせを機械的に、しかも正確に行なうことができ
る。したがって、レンズと光ファイバとを位置合わせす
る際、光学的調整が不要となり、位置合わせ作業の作業
性が大幅に向上する。また、光学的調整装置及び検査光
発射装置等を必要とせず、スペースを有効に利用するこ
とができると共に、コストが大幅に安くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズ部品の実施例を示す縦断面
図。

【図２】図１に示したレンズ部品のレンズの光軸の芯出
し要領及び金属製ホルダーの外周面を研削する要領を示
した説明図。

【図３】図２の要部拡大断面図。

【図４】図１に示したレンズ部品のレンズと光ファイバ
との位置合わせ要領を示す断面図。

【図５】従来のレンズ部品の縦断面図。

【図６】図５に示したレンズ部品のレンズと光ファイバ
との位置合わせ要領を説明するための縦断面図。

【符号の説明】

ｂ光軸１２レンズ１３金属製ホルダー１４、１４端面１６外周面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸方向の両端表面が曲面であるレンズ
と、このレンズの外側に接着固定され、かつ、上記レン
ズの光軸と同芯状に芯出しされた外周面を有する円筒形
の金属製ホルダーとからなる光通信用レンズ部品。