光学デバイス
【課題】導光部材と光学素子とが高精度に位置決めされ、所望の光学特性を得られる光学デバイスを提供すること。
【解決手段】光学デバイス１０は、光を導光する例えば光ファイバ２１などの導光部材と、光ファイバ２１によって導光された光を照射されることで機能する光学素子４１と、保持部材６１とを有している。保持部材６１は、光ファイバ２１の一端部２３を収容する第１の収容部６３と、光学素子４１を収容する第２の収容部６５とを、保持部材６１の内部に有している。保持部材６１は、第１の収容部６３と第２の収容部６５とによって光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１の内部で直接保持している。第１の収容部６３と第２の収容部６５とは、保持部材６１の内部にて連通している。第１の収容部６３に収容される光ファイバ２１と、第２の収容部６５に収容される光学素子４１とは、保持部材６１の内部にて互いに直接当接している。
【解決手段】光学デバイス１０は、光を導光する例えば光ファイバ２１などの導光部材と、光ファイバ２１によって導光された光を照射されることで機能する光学素子４１と、保持部材６１とを有している。保持部材６１は、光ファイバ２１の一端部２３を収容する第１の収容部６３と、光学素子４１を収容する第２の収容部６５とを、保持部材６１の内部に有している。保持部材６１は、第１の収容部６３と第２の収容部６５とによって光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１の内部で直接保持している。第１の収容部６３と第２の収容部６５とは、保持部材６１の内部にて連通している。第１の収容部６３に収容される光ファイバ２１と、第２の収容部６５に収容される光学素子４１とは、保持部材６１の内部にて互いに直接当接している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光部材と光学素子とを有する光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、キャップと光変換部材とを有する光部品が開示されている。
キャップは、フェルールが嵌合する第１の孔を有する嵌合部と、第１の孔に通じる第２の孔を有する配置部とを有している。フェルールは、導光部材である光ファイバがフェルールを挿通するように、光ファイバを保持している。
光変換部材は、第２の孔に配設されている。光変換部材は、光変換部材と嵌合部との間に配設された低融点ガラスまたは樹脂によって固定されている。
【０００３】
なおフェルールが第１の孔と嵌合し、フェルールの側面の少なくとも一部が第１の孔の内周面にＹＡＧ溶接されることにより、キャップはフェルールに固定されている。またキャップの端部がフェルールと固定することもできる。
【０００４】
また、接着剤と抵抗溶接と圧入とかしめとのいずれかによって、キャップはフェルールに固定することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８８０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１において、光ファイバがフェルールに接着固定した後に、光ファイバの端面とフェルールの端面とが同一平面上に配設されるように、光ファイバの端面とフェルールの端面とが研磨される。そしてフェルールはキャップに固定されている光変換部材に突き当たることで、光ファイバと光変換部材とが位置あわせされている。
【０００７】
しかしながら、この位置あわせにおいて、フェルールの端面と光変換部材の端面とが平行に配設されることは困難である。よってほとんどの場合、フェルールの端面は光変換部材の端面に対して傾いてしまい、フェルールの端面と光学部材の端面とが完全に突き当たることは困難である。従って、フェルールの一部分のみが光変換部材に突き当たり、光ファイバと光変換部材との間には隙間が生じる。
【０００８】
例えば空気がこの隙間に介在すると、光ファイバを導光した光は隙間において反射し、光は光変換部材に入射しない。このように光ファイバと光変換部材とが高精度に位置決めされないと、光の損失が生じる。
【０００９】
この点を解消するために、例えば屈折率整合材が隙間に充填される。しかしこの場合、光ファイバの端面が光変換部材の端面に対して傾いるため、光ファイバの端面から出射される光は光変換部材の所望の位置から入射せず、所望の光学特性を得られない。
【００１０】
このため、導光部材と光学素子とが高精度に位置決めされ、所望の光学特性が得られない。
【００１１】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、導光部材と光学素子とが高精度に位置決めされ、所望の光学特性を得られる光学デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は目的を達成するために、光を導光する導光部材と、前記導光部材によって導光された前記光を照射されることで機能する光学素子と、前記導光部材を収容する第１の収容部と、前記光学素子を収容する第２の収容部とを内部に有し、前記導光部材と前記光学素子とが内部で光結合するように、前記第１の収容部と前記第２の収容部とによって前記導光部材と前記光学素子とを内部で保持している保持部材と、を具備し、前記第１の収容部と前記第２の収容部とは、前記保持部材の内部にて連通し、前記第１の収容部に収容される前記導光部材と、前記第２の収容部に収容される前記光学素子とは、前記保持部材の内部にて当接していることを特徴とする光学デバイスを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、導光部材と光学素子とが高精度に位置決めされ、所望の光学特性を得られる光学デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学デバイスを示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、光学デバイスを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、光学デバイスを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係る光学デバイスを示す図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係る光学デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１と図２Ａと図２Ｂとを参照して第１の実施形態について説明する。
図１に示すように、光学デバイス１０は、光を導光する例えば光ファイバ２１などの導光部材と、光ファイバ２１によって導光された光を照射されることで機能する光学素子４１と、光ファイバ２１と光学素子４１とを直接保持する保持部材６１とを有している。
【００１６】
図１に示すように、光ファイバ２１は、光を出射する平面状の出射端面２３ａを光ファイバ２１の一端部２３に有している。この光は、例えばレーザ光である。光ファイバ２１の他端部２５側は、光ファイバ２１を保護する例えば樹脂製の図示しない被覆層によって覆われている。光ファイバ２１は、例えばガラスとプラスチックとの少なくとも一方によって形成されている。光ファイバ２１の直径は、例えば０．１２５ｍｍである。
【００１７】
図１に示すような光学素子４１は、例えば蛍光体を有している。光学素子４１は、例えば円錐台形状を有している。なお光学素子４１は、円錐台形状を有することに限定することはなく、円柱形状や半球形状や放物形状を有していてもよい。光学素子４１の剛性は、光ファイバ２１の剛性よりも大きい。光学素子４１は、例えば平面状の一端面４３ａを有している。一端面４３ａは、出射端面２３ａから出射された光が入射する入射端面である。この一端面４３ａは、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するために、出射端面２３ａと当接する。一端面４３ａは、出射端面２３ａよりも大きい。
【００１８】
図１に示すような保持部材６１は、例えばジルコニアとガラスと金属との少なくとも１つによって形成されているフェルールである。この金属は、例えばニッケルとＳＵＳと真鍮との少なくとも１つによって構成されている。保持部材６１は、例えば円筒形状を有している。保持部材６１の外径は、例えば１．０ｍｍである。
【００１９】
また図１に示すように、保持部材６１は、光ファイバ２１の一端部２３を収容する第１の収容部６３と、光学素子４１を収容する第２の収容部６５とを、保持部材６１の内部に有している。そして保持部材６１は、光ファイバ２１と光学素子４１とが保持部材６１の内部で光結合するように、第１の収容部６３と第２の収容部６５とによって光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１の内部で直接保持している。このように保持部材６１は、第１の収容部６３において部材を介さずに光ファイバ２１を直接保持し、第２の収容部６５において部材を介さずに光学素子４１を直接保持している。第１の収容部６３に収容される光ファイバ２１と、第２の収容部６５に収容される光学素子４１とは、保持部材６１の内部にて互いに直接当接している。より詳細には、光ファイバ２１の出射端面２３ａと、光学素子４１の一端面４３ａとのみが、互いに当接している。
【００２０】
図１に示すように、第１の収容部６３と第２の収容部６５とは、光ファイバ２１（出射端面２３ａ）から出射した光が光学素子４１（一端面４３ａ）に入射するように、保持部材６１の軸方向において保持部材６１の内部にて連通している。詳細には、第１の収容部６３と第２の収容部６５とは、保持部材６１の軸方向において、例えば保持部材６１の重心にて、連通している。また第１の収容部６３の中心軸と第２の収容部６５の中心軸とは、光ファイバ２１（出射端面２３ａ）から出射した光が光学素子４１（一端面４３ａ）に入射するように、同軸上に配設されている。このため第１の収容部６３と第２の収容部６５とは、例えば保持部材６１の中心軸上に配設されている。第１の収容部６３は保持部材６１の一端面６１ａ側に配設され、第２の収容部６５は保持部材６１の他端面６１ｂ側に配設されている。
【００２１】
第１の収容部６３は、保持部材６１が光ファイバ２１を保持するために配設されており、光ファイバ２１を保持する保持孔として機能する。また第１の収容部６３は、光ファイバ２１が保持部材６１に挿入される挿入孔として機能する。図１と図２Ａと図２Ｂとに示すように、第１の収容部６３は、第１の収容部６３が光ファイバ２１の変形及び移動を許容する大きさを有するように、光ファイバ２１よりも大きい。つまり、第１の収容部６３に収容された光ファイバ２１が第１の収容部６３の内部にて撓み、変形及び移動でき、出射端面２３ａが一端面４３ａに追従して出射端面２３ａ全面が一端面４３ａと面当接するように、第１の収容部６３は光ファイバ２１よりも微小に大きくなるように形成されている。
【００２２】
第１の収容部６３は、例えば円柱形状を有している。第１の収容部６３の直径は、例えば０．１３ｍｍである。このため、第１の収容部６３の径方向において、保持部材６１は、例えば０．８７ｍｍの肉厚を有することとなる。
【００２３】
なお図１に示すように、保持部材６１は、光ファイバ２１が第１の収容部６３に収容されるように、光ファイバ２１の一端部２３を第１の収容部６３にガイドするガイド口６７を保持部材６１の一端面６１ａに有している。ガイド口６７は、第１の収容部６３と連通している。ガイド口６７は、保持部材６１の一端面６１ａから保持部材６１の他端面６１ｂ側に向かって縮径している円錐台形状を有しており、傾斜しているテーパとなっている。なお前述した図示しない被覆層は、保持部材６１の一端面６１ａ側、詳細にはガイド口６７付近にまで配設されているのみであり、第１の収容部６３には挿入されない。このため光ファイバ２１の一端部２３は、被覆層から露出している。
【００２４】
第２の収容部６５は、保持部材６１が光学素子４１を保持するために配設されており、保持孔として機能する。また第２の収容部６５は、光学素子４１が保持部材６１に挿入される挿入孔として機能する。第２の収容部６５は、光学素子４１と同形状、例えば円錐台形状を有している。よって、第２の収容部６５は、他端面６１ｂから一端面６１ａに向かって縮径している。第２の収容部６５は、光学素子４１と略同一の大きさ、且つ光学素子４１が第２の収容部６５と接着する大きさを有している。なお第２の収容部６５は、光学素子４１が第２の収容部６５と嵌合する大きさを有していてもよい。第２の収容部６５は、保持部材６１の軸方向において、保持部材６１の他端面６１ｂを貫通している。
【００２５】
また図１に示すように、光学デバイス１０は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するために形成される光結合部１１に少なくとも配設される屈折率調整材８１をさらに有している。この場合、光結合部１１は、例えば、出射端面２３ａと、一端面４３ａと、保持部材６１の軸方向において出射端面２３ａと一端面４３ａとの間とを示す。そして屈折率調整材８１は、例えば出射端面２３ａと一端面４３ａとに塗布され、保持部材６１の軸方向において出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に介在する。なお屈折率調整材８１は、これに限定されることは無く、第１の収容部６３と第２の収容部６５とが連通する連通部分６９にて充填されていても良い。
【００２６】
また屈折率調整材８１は、光ファイバ２１と光学素子４１と保持部材６１の内周面とに接着し、光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１に接着する接着剤としても機能する。この場合、屈折率調整材８１は、被覆層を含む光ファイバ２１を保持部材６１に接着するために、第１の収容部６３の少なくとも一部とガイド口６７の少なくとも一部に充填される。また屈折率調整材８１は、光学素子４１を保持部材６１に接着するために、第２の収容部６５の少なくとも一部に充填される。
屈折率調整材８１は、脱泡された状態で充填される。
【００２７】
このような屈折率調整材８１は、例えば、光学用の接着剤と、シリコーンオイルと、シリコーン接着剤と、シリコーン樹脂と、エポキシ等の接着剤とのいずれか１つである。
【００２８】
なお屈折率調整材８１は、例えば高温槽で加熱されることで硬化する接着剤である。屈折率調整材８１は、硬化によって光ファイバ２１と光学素子４１と保持部材６１の内周面とに接着し、光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１に接着する。硬化した屈折率調整材８１は、光ファイバ２１と光学素子４１と保持部材６１の内周面とに接着することで、光ファイバ２１と光学素子４１と保持部材６１と一体となる。また硬化した屈折率調整材８１は、光学デバイス１０の剛性を向上させる剛性向上部材として形成される。
【００２９】
また屈折率調整材８１は、光結合部１１における屈折率を所望に調整する。このため屈折率調整材８１は、空気の屈折率よりも高い屈折率を有している。また、屈折率調整材８１は、耐光性をさらに有している。このような屈折率調整材８１は、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上させ、所望の光学特性を得るために配設されている。
【００３０】
次に図１と図２Ａと図２Ｂとを参照して本実施形態における光学デバイス１０の組立方法について説明する。
屈折率調整材８１は、脱泡された状態で、例えば第１の収容部６３と第２の収容部６５とに充填される。ことのき屈折率調整材８１は、例えば、第１の収容部６３（保持部材６１の一端面６１ａ側）から溢れてから漏れないように、ディスペンサで圧力をかけながら第２の収容部６５（保持部材６１の他端面６１ｂ）から保持部材６１の内部に注入される。
【００３１】
光学素子４１は、第２の収容部６５における保持部材６１の内周面と当接するように、保持部材６１の他端面６１ｂ側から第２の収容部６５に挿入されて、第２の収容部６５に収容される。光学素子４１は、第２の収容部６５と略同一の大きさを有しているため、第２の収容部６５に高精度に位置決めされる。
【００３２】
光ファイバ２１は、ガイド口６７によって第１の収容部６３にガイドされる。そして光ファイバ２１は、出射端面２３ａのみが一端面４３ａと当接するように、ガイド口６７から第１の収容部６３に挿入されて、第１の収容部６３に収容される。
【００３３】
なお第１の収容部６３と第２の収容部６５とは例えば保持部材６１の中心軸上に配設されているため、光ファイバ２１と光学素子４１とは保持部材６１の中心軸上に配設される。
【００３４】
なお図２Ａに示すように、本実施形態では、光ファイバ２１が第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとしても、保持部材６１は第１の収容部６３において部材を介さずに光ファイバ２１を直接保持している。よって出射端面２３ａの一部は一端面４３ａと必ず直接当接する。このとき出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に開き角度をθ１が形成される。
ここで本実施形態とは異なり、例えば前述した特許文献１のように図示しない部材が光ファイバ２１を覆うように保持し、光ファイバ２１が図示しない部材と共に第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとする。つまり保持部材６１は、第１の収容部６３において、この図示しない部材を介して光ファイバ２１を間接的に保持したとする。この場合、第１の収容部６３は、図示しない部材よりも極微小に大きいとする。またこの場合、図示しない部材の端面は、一端面４３ａに対して傾斜した状態で、一端面４３ａと当接する。よって、出射端面２３ａと一端面４３ａとは離れ、出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に開き角度をθ２（不図示）が形成される。
そして開き角度θ１は、開き角度θ２よりも図示しない部材の厚み分だけ小さくなる。よって、出射端面２３ａと一端面４３ａとの距離は、図示しない部材が配設されている場合の距離に比べて短くなる。これにより、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率は向上し、所望の光学特性が得られる。
【００３５】
また開き角度θ２が０または開き角度θ１よりも小さくなるように、図示しない部材を含む光ファイバ２１の傾きを調整することは、図示しない部材と第１の収容部６３との間の極微小な隙間との関係によって容易ではない。
しかしながら本実施形態では、第１の収容部６３は、第２の収容部６５と保持部材６１の内部にて連通し、光ファイバ２１よりも微小に大きく、部材として光ファイバ２１のみを収容している。このため図２Ａに示すように、光ファイバ２１が第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとしても、出射端面２３ａ全面が一端面４３ａと面当接するように（図１参照）、光ファイバ２１の傾きの調整は可能である。このように光ファイバ２１は、高精度に位置決めされる。
【００３６】
また前述した図示しない部材が光ファイバ２１を保持している場合、開き角度をθ２が０または開き角度θ１よりも小さくなるように、光ファイバ２１を含む図示しない部材が撓むことは、図示しない部材の剛性と、図示しない部材と第１の収容部６３との間の極微小な隙間との関係によって容易ではない。
しかしながら本実施形態では、第１の収容部６３は、光ファイバ２１よりも微小に大きく、部材として光ファイバ２１のみを収容している。また第１の収容部６３は、光ファイバ２１の変形及び移動を許容する大きさを有している。よって図２Ａに示すように、光学素子４１が保持部材６１の中心軸に対して微小に傾いて収容され、一端面４３ａが保持部材６１の中心軸に対して傾いたとしても、光ファイバ２１が第１の収容部６３に挿入された際、出射端面２３ａのみが一端面４３ａと当接することで、図２Ｂに示すように光学素子４１よりも剛性が低い光ファイバ２１は撓む。このとき、出射端面２３ａが一端面４３ａに追従するように、光ファイバ２１は撓む。これにより、図２Ｂに示すように、出射端面２３ａ全面は、一端面４３ａと面当接する。結果として、光ファイバ２１は高精度に位置決めされ、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率は向上し、所望の光学特性が得られる。
【００３７】
このような状態で、保持部材６１は、高温槽に挿入され加熱される。これにより屈折率調整材８１は、硬化する。よって、光ファイバ２１と光学素子４１とは、出射端面２３ａが一端面４３ａと当接した状態で、保持部材６１の内周面に接着し、保持部材６１によって保持される。
これにより、光学デバイス１０が組み立てられる。
【００３８】
このように本実施形態では、第１の収容部６３と第２の収容部６５とが保持部材６１の内部にて連通し、第１の収容部６３に収容される光ファイバ２１と第２の収容部６５に収容される光学素子４１とのみが保持部材６１の内部にて直接互いに当接している。これにより本実施形態では、光ファイバ２１と光学素子４１との間の距離を低減でき、光ファイバ２１と光学素子４１とを高精度に位置決めでき、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上でき、所望の光学特性を得ることができる。
【００３９】
また本実施形態は、保持部材６１は第１の収容部６３において部材を介さずに光ファイバ２１を直接保持している。よって本実施形態では、図２Ａに示すように、光ファイバ２１が第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとしても、出射端面２３ａと一端面４３ａとを当接させることができる。またこのとき、本実施形態では、出射端面２３ａと一端面４３ａとの距離を、図示しない部材が配設されている場合の距離に比べて短くできる。よって本実施形態では、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上でき、所望の光学特性を得ることができる。
【００４０】
また本実施形態では、第１の収容部６３は、第２の収容部６５と保持部材６１の内部にて連通し、光ファイバ２１よりも微小に大きく、部材として光ファイバ２１のみを収容している。
よって本実施形態では、図２Ａに示すように、光ファイバ２１が第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとしても、出射端面２３ａ全面が一端面４３ａと面当接するように（図１参照）、光ファイバ２１の傾きを調整できる。このように本実施形態では、光ファイバ２１を高精度に位置決めできる。
【００４１】
また本実施形態では、第１の収容部６３は、光ファイバ２１よりも微小に大きく、部材として光ファイバ２１のみを収容している。また第１の収容部６３は、光ファイバ２１の変形及び移動を許容する大きさを有している。
よって本実施形態では、図２Ｂとに示すように、光学素子４１が保持部材６１の中心軸に対して微小に傾いて収容され、一端面４３ａが保持部材６１の中心軸に対して傾いたとしても、光ファイバ２１が第１の収容部６３に挿入された際、出射端面２３ａが一端面４３ａと当接することで、光学素子４１よりも剛性が低い光ファイバ２１は撓むことができる。このとき、出射端面２３ａが一端面４３ａに追従するように、光ファイバ２１は撓む。これにより本実施形態では、出射端面２３ａ全面は一端面４３ａと面当接することができる。よって本実施形態では、光ファイバ２１を高精度に位置決めでき、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上でき、所望の光学特性を得ることができる。
【００４２】
例えば、保持部材６１が図示しない部材を介して光ファイバ２１を間接的に保持し、光ファイバ２１と図示しない部材とが第１の収容部６３に収容され、図示しない部材が傾くことができる場合、第１の収容部６３は大きくなる必要がある。これにより第１の収容部６３の周辺における保持部材６１の肉厚が、本実施形態に比べて薄くなる。しかしながら本実施形態では、保持部材６１が光ファイバ２１を直接保持し、光ファイバ２１のみが第１の収容部６３に収容される。よって本実施形態では、図示しない部材が配設されている場合に比べて、第１の収容部６３の周辺における保持部材６１の肉厚を厚くすることができ、保持部材６１が欠けることや割れることを防止できる。そして本実施形態では、光学デバイス１０の強度を向上でき、部品加工の歩留まりを向上できる。
【００４３】
また本実施形態では、保持部材６１が光ファイバ２１を直接保持するために、光ファイバ２１から生じた熱を保持部材６１に直接伝達でき、放熱性を向上できる。
【００４４】
また本実施形態では、第１の収容部６３の中心軸と第２の収容部６５の中心軸とを同軸上に配設することで、光ファイバ２１と光学素子４１とを容易且つ高精度に位置決めでき、光ファイバ２１と光学素子４１とを確実に光結合できる。
【００４５】
また本実施形態では、屈折率調整材８１によって、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上でき、所望の光学特性を得ることができる。また本実施形態では、屈折率調整材８１によって、光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１に接着でき、光ファイバ２１と光学素子４１とを容易に位置決めできる。
【００４６】
また本実施形態では、光ファイバ２１のみの傾きを調整し、光ファイバ２１のみを撓ませている。これにより本実施形態では、光学素子４１の傾きを調整させる場合に比べて、光結合時の位置ずれ及び光学損失を抑えることができる。
【００４７】
次に図３Ａと図３Ｂとを参照して本実施形態の第１の変形例と第２の変形例とについて説明する。
光学デバイス１０は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するために形成される光結合部１１と、保持部材６１の外部とを連通し、保持部材６１の内部に配設されている連通部７１をさらに有している。連通部７１は、光結合部１１における屈折率調整材８１から抜けた気泡を保持部材６１の外部に排出する排出部として機能する。
【００４８】
図３Ａに示す第１の変形例において、連通部７１は、保持部材６１の径方向に沿って配設されている。図３Ａに示すように、例えば連通部７１は例えば２つ配設されており、一方の連通部７１と他方の連通部７１とは保持部材６１の周方向において１８０度離れて配設されている。
【００４９】
また図３Ｂに示す第２の変形例において、連通部７１は、保持部材６１の軸方向に沿って一端面４３ａ側まで配設されており、第１の収容部６３に対して保持部材６１の径方向においてずれて配設されている。この場合、第１の収容部６３は、光結合部１１において連通部７１と連通するように、例えば一端面４３ａに向かって拡径している。
【００５０】
このように本変形例では、連通部７１によって、屈折率調整材８１から抜けた気泡を保持部材６１の外部に確実に排出できる。よって本変形例では、気泡が光結合部１１に混入することを確実に防止でき、気泡によって光結合効率が低下することを防止でき、所望の光学特性が確実に得ることができる。
なお連通部７１の数と形状と大きさとは、特に限定されない。
【００５１】
次に図４を参照して第２の実施形態について説明する。
第１の収容部６３は、保持部材６１の軸方向において、第２の収容部６５に向かって細くなるように先細に形成されている。第１の収容部６３は、例えば第２の収容部６５に向かって縮径している円錐台形状を有している。このように第１の収容部６３は、テーパ形状を有している。第１の収容部６３において一端面６１ａ側の径の大きさは、光ファイバ２１の直径よりも大きい。第１の収容部６３は、ガイド口６７を兼ねる。
【００５２】
これにより本実施形態では、先細に形成された第１の収容部６３によって、光ファイバ２１を第１の収容部６３に容易に挿入でき、光ファイバ２１をより高精度に位置決めできる。
【００５３】
また本実施形態では、第１の実施形態と比べて、一端面６１ａ側において、光ファイバ２１と、第１の収容部６３における保持部材６１の内周面との間の隙間が大きく形成される。よって屈折率調整材８１が第１の収容部６３に充填された後に、光ファイバ２１が第１の収容部６３に収容される場合、本実施形態では、光ファイバ２１を第１の収容部６３に容易に収容でき、光ファイバ２１を自在に位置決めできる。
【００５４】
次に図５を参照して第３の実施形態について説明する。
光学デバイス１０は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するために形成される光結合部１１に配設され、光ファイバ２１の剛性よりも低い剛性を有する弾性部材９１をさらに有する。弾性部材９１は、保持部材６１の軸方向において、光ファイバ２１の出射端面２３ａと光学素子４１の一端面４３ａとの間に介在している。弾性部材９１は、光ファイバ２１の出射端面２３ａと光学素子４１の一端面４３ａとが当接する際、出射端面２３ａと一端面４３ａとが損傷することを防止し、当接時の衝撃を緩衝する緩衝材として機能する。弾性部材９１は、例えばシリコン樹脂によって形成されているゴムなどである。
【００５５】
弾性部材９１は、出射端面２３ａと一端面４３ａとのどちらか一方に予め配設されている。弾性部材９１が出射端面２３ａに配設されている場合、図５に示すように弾性部材９１は光ファイバ２１と共に、第１の収容部６３に収容される。弾性部材９１が一端面４３ａに配設されている場合、弾性部材９１は光学素子４１と共に第２の収容部６５に収容される。なお弾性部材９１は、第１の収容部６３と第２の収容部６５との少なくとも一方に配設されていればよい。
【００５６】
これにより本実施形態では、弾性部材９１によって、光ファイバ２１の出射端面２３ａと光学素子４１の一端面４３ａとが当接する際、出射端面２３ａと一端面４３ａとが損傷することを防止でき、当接時の衝撃を緩衝できる。
【００５７】
また本実施形態では、弾性部材９１は、空気の透過率よりも高い透過率を有している。よって本実施形態では、弾性部材９１が出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に介在していても、弾性部材９１によって光結合効率が低下することを防止でき、所望の光学特性を得ることができる。
【００５８】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０…光学デバイス、１１…光結合部、２１…光ファイバ、２３ａ…出射端面、４１…光学素子、４３ａ…一端面、６１…保持部材、６３…第１の収容部、６５…第２の収容部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光部材と光学素子とを有する光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、キャップと光変換部材とを有する光部品が開示されている。
キャップは、フェルールが嵌合する第１の孔を有する嵌合部と、第１の孔に通じる第２の孔を有する配置部とを有している。フェルールは、導光部材である光ファイバがフェルールを挿通するように、光ファイバを保持している。
光変換部材は、第２の孔に配設されている。光変換部材は、光変換部材と嵌合部との間に配設された低融点ガラスまたは樹脂によって固定されている。
【０００３】
なおフェルールが第１の孔と嵌合し、フェルールの側面の少なくとも一部が第１の孔の内周面にＹＡＧ溶接されることにより、キャップはフェルールに固定されている。またキャップの端部がフェルールと固定することもできる。
【０００４】
また、接着剤と抵抗溶接と圧入とかしめとのいずれかによって、キャップはフェルールに固定することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８８０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１において、光ファイバがフェルールに接着固定した後に、光ファイバの端面とフェルールの端面とが同一平面上に配設されるように、光ファイバの端面とフェルールの端面とが研磨される。そしてフェルールはキャップに固定されている光変換部材に突き当たることで、光ファイバと光変換部材とが位置あわせされている。
【０００７】
しかしながら、この位置あわせにおいて、フェルールの端面と光変換部材の端面とが平行に配設されることは困難である。よってほとんどの場合、フェルールの端面は光変換部材の端面に対して傾いてしまい、フェルールの端面と光学部材の端面とが完全に突き当たることは困難である。従って、フェルールの一部分のみが光変換部材に突き当たり、光ファイバと光変換部材との間には隙間が生じる。
【０００８】
例えば空気がこの隙間に介在すると、光ファイバを導光した光は隙間において反射し、光は光変換部材に入射しない。このように光ファイバと光変換部材とが高精度に位置決めされないと、光の損失が生じる。
【０００９】
この点を解消するために、例えば屈折率整合材が隙間に充填される。しかしこの場合、光ファイバの端面が光変換部材の端面に対して傾いるため、光ファイバの端面から出射される光は光変換部材の所望の位置から入射せず、所望の光学特性を得られない。
【００１０】
このため、導光部材と光学素子とが高精度に位置決めされ、所望の光学特性が得られない。
【００１１】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、導光部材と光学素子とが高精度に位置決めされ、所望の光学特性を得られる光学デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は目的を達成するために、光を導光する導光部材と、前記導光部材によって導光された前記光を照射されることで機能する光学素子と、前記導光部材を収容する第１の収容部と、前記光学素子を収容する第２の収容部とを内部に有し、前記導光部材と前記光学素子とが内部で光結合するように、前記第１の収容部と前記第２の収容部とによって前記導光部材と前記光学素子とを内部で保持している保持部材と、を具備し、前記第１の収容部と前記第２の収容部とは、前記保持部材の内部にて連通し、前記第１の収容部に収容される前記導光部材と、前記第２の収容部に収容される前記光学素子とは、前記保持部材の内部にて当接していることを特徴とする光学デバイスを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、導光部材と光学素子とが高精度に位置決めされ、所望の光学特性を得られる光学デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学デバイスを示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、光学デバイスを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、光学デバイスを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係る光学デバイスを示す図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係る光学デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１と図２Ａと図２Ｂとを参照して第１の実施形態について説明する。
図１に示すように、光学デバイス１０は、光を導光する例えば光ファイバ２１などの導光部材と、光ファイバ２１によって導光された光を照射されることで機能する光学素子４１と、光ファイバ２１と光学素子４１とを直接保持する保持部材６１とを有している。
【００１６】
図１に示すように、光ファイバ２１は、光を出射する平面状の出射端面２３ａを光ファイバ２１の一端部２３に有している。この光は、例えばレーザ光である。光ファイバ２１の他端部２５側は、光ファイバ２１を保護する例えば樹脂製の図示しない被覆層によって覆われている。光ファイバ２１は、例えばガラスとプラスチックとの少なくとも一方によって形成されている。光ファイバ２１の直径は、例えば０．１２５ｍｍである。
【００１７】
図１に示すような光学素子４１は、例えば蛍光体を有している。光学素子４１は、例えば円錐台形状を有している。なお光学素子４１は、円錐台形状を有することに限定することはなく、円柱形状や半球形状や放物形状を有していてもよい。光学素子４１の剛性は、光ファイバ２１の剛性よりも大きい。光学素子４１は、例えば平面状の一端面４３ａを有している。一端面４３ａは、出射端面２３ａから出射された光が入射する入射端面である。この一端面４３ａは、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するために、出射端面２３ａと当接する。一端面４３ａは、出射端面２３ａよりも大きい。
【００１８】
図１に示すような保持部材６１は、例えばジルコニアとガラスと金属との少なくとも１つによって形成されているフェルールである。この金属は、例えばニッケルとＳＵＳと真鍮との少なくとも１つによって構成されている。保持部材６１は、例えば円筒形状を有している。保持部材６１の外径は、例えば１．０ｍｍである。
【００１９】
また図１に示すように、保持部材６１は、光ファイバ２１の一端部２３を収容する第１の収容部６３と、光学素子４１を収容する第２の収容部６５とを、保持部材６１の内部に有している。そして保持部材６１は、光ファイバ２１と光学素子４１とが保持部材６１の内部で光結合するように、第１の収容部６３と第２の収容部６５とによって光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１の内部で直接保持している。このように保持部材６１は、第１の収容部６３において部材を介さずに光ファイバ２１を直接保持し、第２の収容部６５において部材を介さずに光学素子４１を直接保持している。第１の収容部６３に収容される光ファイバ２１と、第２の収容部６５に収容される光学素子４１とは、保持部材６１の内部にて互いに直接当接している。より詳細には、光ファイバ２１の出射端面２３ａと、光学素子４１の一端面４３ａとのみが、互いに当接している。
【００２０】
図１に示すように、第１の収容部６３と第２の収容部６５とは、光ファイバ２１（出射端面２３ａ）から出射した光が光学素子４１（一端面４３ａ）に入射するように、保持部材６１の軸方向において保持部材６１の内部にて連通している。詳細には、第１の収容部６３と第２の収容部６５とは、保持部材６１の軸方向において、例えば保持部材６１の重心にて、連通している。また第１の収容部６３の中心軸と第２の収容部６５の中心軸とは、光ファイバ２１（出射端面２３ａ）から出射した光が光学素子４１（一端面４３ａ）に入射するように、同軸上に配設されている。このため第１の収容部６３と第２の収容部６５とは、例えば保持部材６１の中心軸上に配設されている。第１の収容部６３は保持部材６１の一端面６１ａ側に配設され、第２の収容部６５は保持部材６１の他端面６１ｂ側に配設されている。
【００２１】
第１の収容部６３は、保持部材６１が光ファイバ２１を保持するために配設されており、光ファイバ２１を保持する保持孔として機能する。また第１の収容部６３は、光ファイバ２１が保持部材６１に挿入される挿入孔として機能する。図１と図２Ａと図２Ｂとに示すように、第１の収容部６３は、第１の収容部６３が光ファイバ２１の変形及び移動を許容する大きさを有するように、光ファイバ２１よりも大きい。つまり、第１の収容部６３に収容された光ファイバ２１が第１の収容部６３の内部にて撓み、変形及び移動でき、出射端面２３ａが一端面４３ａに追従して出射端面２３ａ全面が一端面４３ａと面当接するように、第１の収容部６３は光ファイバ２１よりも微小に大きくなるように形成されている。
【００２２】
第１の収容部６３は、例えば円柱形状を有している。第１の収容部６３の直径は、例えば０．１３ｍｍである。このため、第１の収容部６３の径方向において、保持部材６１は、例えば０．８７ｍｍの肉厚を有することとなる。
【００２３】
なお図１に示すように、保持部材６１は、光ファイバ２１が第１の収容部６３に収容されるように、光ファイバ２１の一端部２３を第１の収容部６３にガイドするガイド口６７を保持部材６１の一端面６１ａに有している。ガイド口６７は、第１の収容部６３と連通している。ガイド口６７は、保持部材６１の一端面６１ａから保持部材６１の他端面６１ｂ側に向かって縮径している円錐台形状を有しており、傾斜しているテーパとなっている。なお前述した図示しない被覆層は、保持部材６１の一端面６１ａ側、詳細にはガイド口６７付近にまで配設されているのみであり、第１の収容部６３には挿入されない。このため光ファイバ２１の一端部２３は、被覆層から露出している。
【００２４】
第２の収容部６５は、保持部材６１が光学素子４１を保持するために配設されており、保持孔として機能する。また第２の収容部６５は、光学素子４１が保持部材６１に挿入される挿入孔として機能する。第２の収容部６５は、光学素子４１と同形状、例えば円錐台形状を有している。よって、第２の収容部６５は、他端面６１ｂから一端面６１ａに向かって縮径している。第２の収容部６５は、光学素子４１と略同一の大きさ、且つ光学素子４１が第２の収容部６５と接着する大きさを有している。なお第２の収容部６５は、光学素子４１が第２の収容部６５と嵌合する大きさを有していてもよい。第２の収容部６５は、保持部材６１の軸方向において、保持部材６１の他端面６１ｂを貫通している。
【００２５】
また図１に示すように、光学デバイス１０は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するために形成される光結合部１１に少なくとも配設される屈折率調整材８１をさらに有している。この場合、光結合部１１は、例えば、出射端面２３ａと、一端面４３ａと、保持部材６１の軸方向において出射端面２３ａと一端面４３ａとの間とを示す。そして屈折率調整材８１は、例えば出射端面２３ａと一端面４３ａとに塗布され、保持部材６１の軸方向において出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に介在する。なお屈折率調整材８１は、これに限定されることは無く、第１の収容部６３と第２の収容部６５とが連通する連通部分６９にて充填されていても良い。
【００２６】
また屈折率調整材８１は、光ファイバ２１と光学素子４１と保持部材６１の内周面とに接着し、光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１に接着する接着剤としても機能する。この場合、屈折率調整材８１は、被覆層を含む光ファイバ２１を保持部材６１に接着するために、第１の収容部６３の少なくとも一部とガイド口６７の少なくとも一部に充填される。また屈折率調整材８１は、光学素子４１を保持部材６１に接着するために、第２の収容部６５の少なくとも一部に充填される。
屈折率調整材８１は、脱泡された状態で充填される。
【００２７】
このような屈折率調整材８１は、例えば、光学用の接着剤と、シリコーンオイルと、シリコーン接着剤と、シリコーン樹脂と、エポキシ等の接着剤とのいずれか１つである。
【００２８】
なお屈折率調整材８１は、例えば高温槽で加熱されることで硬化する接着剤である。屈折率調整材８１は、硬化によって光ファイバ２１と光学素子４１と保持部材６１の内周面とに接着し、光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１に接着する。硬化した屈折率調整材８１は、光ファイバ２１と光学素子４１と保持部材６１の内周面とに接着することで、光ファイバ２１と光学素子４１と保持部材６１と一体となる。また硬化した屈折率調整材８１は、光学デバイス１０の剛性を向上させる剛性向上部材として形成される。
【００２９】
また屈折率調整材８１は、光結合部１１における屈折率を所望に調整する。このため屈折率調整材８１は、空気の屈折率よりも高い屈折率を有している。また、屈折率調整材８１は、耐光性をさらに有している。このような屈折率調整材８１は、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上させ、所望の光学特性を得るために配設されている。
【００３０】
次に図１と図２Ａと図２Ｂとを参照して本実施形態における光学デバイス１０の組立方法について説明する。
屈折率調整材８１は、脱泡された状態で、例えば第１の収容部６３と第２の収容部６５とに充填される。ことのき屈折率調整材８１は、例えば、第１の収容部６３（保持部材６１の一端面６１ａ側）から溢れてから漏れないように、ディスペンサで圧力をかけながら第２の収容部６５（保持部材６１の他端面６１ｂ）から保持部材６１の内部に注入される。
【００３１】
光学素子４１は、第２の収容部６５における保持部材６１の内周面と当接するように、保持部材６１の他端面６１ｂ側から第２の収容部６５に挿入されて、第２の収容部６５に収容される。光学素子４１は、第２の収容部６５と略同一の大きさを有しているため、第２の収容部６５に高精度に位置決めされる。
【００３２】
光ファイバ２１は、ガイド口６７によって第１の収容部６３にガイドされる。そして光ファイバ２１は、出射端面２３ａのみが一端面４３ａと当接するように、ガイド口６７から第１の収容部６３に挿入されて、第１の収容部６３に収容される。
【００３３】
なお第１の収容部６３と第２の収容部６５とは例えば保持部材６１の中心軸上に配設されているため、光ファイバ２１と光学素子４１とは保持部材６１の中心軸上に配設される。
【００３４】
なお図２Ａに示すように、本実施形態では、光ファイバ２１が第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとしても、保持部材６１は第１の収容部６３において部材を介さずに光ファイバ２１を直接保持している。よって出射端面２３ａの一部は一端面４３ａと必ず直接当接する。このとき出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に開き角度をθ１が形成される。
ここで本実施形態とは異なり、例えば前述した特許文献１のように図示しない部材が光ファイバ２１を覆うように保持し、光ファイバ２１が図示しない部材と共に第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとする。つまり保持部材６１は、第１の収容部６３において、この図示しない部材を介して光ファイバ２１を間接的に保持したとする。この場合、第１の収容部６３は、図示しない部材よりも極微小に大きいとする。またこの場合、図示しない部材の端面は、一端面４３ａに対して傾斜した状態で、一端面４３ａと当接する。よって、出射端面２３ａと一端面４３ａとは離れ、出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に開き角度をθ２（不図示）が形成される。
そして開き角度θ１は、開き角度θ２よりも図示しない部材の厚み分だけ小さくなる。よって、出射端面２３ａと一端面４３ａとの距離は、図示しない部材が配設されている場合の距離に比べて短くなる。これにより、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率は向上し、所望の光学特性が得られる。
【００３５】
また開き角度θ２が０または開き角度θ１よりも小さくなるように、図示しない部材を含む光ファイバ２１の傾きを調整することは、図示しない部材と第１の収容部６３との間の極微小な隙間との関係によって容易ではない。
しかしながら本実施形態では、第１の収容部６３は、第２の収容部６５と保持部材６１の内部にて連通し、光ファイバ２１よりも微小に大きく、部材として光ファイバ２１のみを収容している。このため図２Ａに示すように、光ファイバ２１が第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとしても、出射端面２３ａ全面が一端面４３ａと面当接するように（図１参照）、光ファイバ２１の傾きの調整は可能である。このように光ファイバ２１は、高精度に位置決めされる。
【００３６】
また前述した図示しない部材が光ファイバ２１を保持している場合、開き角度をθ２が０または開き角度θ１よりも小さくなるように、光ファイバ２１を含む図示しない部材が撓むことは、図示しない部材の剛性と、図示しない部材と第１の収容部６３との間の極微小な隙間との関係によって容易ではない。
しかしながら本実施形態では、第１の収容部６３は、光ファイバ２１よりも微小に大きく、部材として光ファイバ２１のみを収容している。また第１の収容部６３は、光ファイバ２１の変形及び移動を許容する大きさを有している。よって図２Ａに示すように、光学素子４１が保持部材６１の中心軸に対して微小に傾いて収容され、一端面４３ａが保持部材６１の中心軸に対して傾いたとしても、光ファイバ２１が第１の収容部６３に挿入された際、出射端面２３ａのみが一端面４３ａと当接することで、図２Ｂに示すように光学素子４１よりも剛性が低い光ファイバ２１は撓む。このとき、出射端面２３ａが一端面４３ａに追従するように、光ファイバ２１は撓む。これにより、図２Ｂに示すように、出射端面２３ａ全面は、一端面４３ａと面当接する。結果として、光ファイバ２１は高精度に位置決めされ、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率は向上し、所望の光学特性が得られる。
【００３７】
このような状態で、保持部材６１は、高温槽に挿入され加熱される。これにより屈折率調整材８１は、硬化する。よって、光ファイバ２１と光学素子４１とは、出射端面２３ａが一端面４３ａと当接した状態で、保持部材６１の内周面に接着し、保持部材６１によって保持される。
これにより、光学デバイス１０が組み立てられる。
【００３８】
このように本実施形態では、第１の収容部６３と第２の収容部６５とが保持部材６１の内部にて連通し、第１の収容部６３に収容される光ファイバ２１と第２の収容部６５に収容される光学素子４１とのみが保持部材６１の内部にて直接互いに当接している。これにより本実施形態では、光ファイバ２１と光学素子４１との間の距離を低減でき、光ファイバ２１と光学素子４１とを高精度に位置決めでき、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上でき、所望の光学特性を得ることができる。
【００３９】
また本実施形態は、保持部材６１は第１の収容部６３において部材を介さずに光ファイバ２１を直接保持している。よって本実施形態では、図２Ａに示すように、光ファイバ２１が第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとしても、出射端面２３ａと一端面４３ａとを当接させることができる。またこのとき、本実施形態では、出射端面２３ａと一端面４３ａとの距離を、図示しない部材が配設されている場合の距離に比べて短くできる。よって本実施形態では、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上でき、所望の光学特性を得ることができる。
【００４０】
また本実施形態では、第１の収容部６３は、第２の収容部６５と保持部材６１の内部にて連通し、光ファイバ２１よりも微小に大きく、部材として光ファイバ２１のみを収容している。
よって本実施形態では、図２Ａに示すように、光ファイバ２１が第１の収容部６３の中心軸に対して斜行して第１の収容部６３に挿入されたとしても、出射端面２３ａ全面が一端面４３ａと面当接するように（図１参照）、光ファイバ２１の傾きを調整できる。このように本実施形態では、光ファイバ２１を高精度に位置決めできる。
【００４１】
また本実施形態では、第１の収容部６３は、光ファイバ２１よりも微小に大きく、部材として光ファイバ２１のみを収容している。また第１の収容部６３は、光ファイバ２１の変形及び移動を許容する大きさを有している。
よって本実施形態では、図２Ｂとに示すように、光学素子４１が保持部材６１の中心軸に対して微小に傾いて収容され、一端面４３ａが保持部材６１の中心軸に対して傾いたとしても、光ファイバ２１が第１の収容部６３に挿入された際、出射端面２３ａが一端面４３ａと当接することで、光学素子４１よりも剛性が低い光ファイバ２１は撓むことができる。このとき、出射端面２３ａが一端面４３ａに追従するように、光ファイバ２１は撓む。これにより本実施形態では、出射端面２３ａ全面は一端面４３ａと面当接することができる。よって本実施形態では、光ファイバ２１を高精度に位置決めでき、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上でき、所望の光学特性を得ることができる。
【００４２】
例えば、保持部材６１が図示しない部材を介して光ファイバ２１を間接的に保持し、光ファイバ２１と図示しない部材とが第１の収容部６３に収容され、図示しない部材が傾くことができる場合、第１の収容部６３は大きくなる必要がある。これにより第１の収容部６３の周辺における保持部材６１の肉厚が、本実施形態に比べて薄くなる。しかしながら本実施形態では、保持部材６１が光ファイバ２１を直接保持し、光ファイバ２１のみが第１の収容部６３に収容される。よって本実施形態では、図示しない部材が配設されている場合に比べて、第１の収容部６３の周辺における保持部材６１の肉厚を厚くすることができ、保持部材６１が欠けることや割れることを防止できる。そして本実施形態では、光学デバイス１０の強度を向上でき、部品加工の歩留まりを向上できる。
【００４３】
また本実施形態では、保持部材６１が光ファイバ２１を直接保持するために、光ファイバ２１から生じた熱を保持部材６１に直接伝達でき、放熱性を向上できる。
【００４４】
また本実施形態では、第１の収容部６３の中心軸と第２の収容部６５の中心軸とを同軸上に配設することで、光ファイバ２１と光学素子４１とを容易且つ高精度に位置決めでき、光ファイバ２１と光学素子４１とを確実に光結合できる。
【００４５】
また本実施形態では、屈折率調整材８１によって、光ファイバ２１と光学素子４１との光結合効率を向上でき、所望の光学特性を得ることができる。また本実施形態では、屈折率調整材８１によって、光ファイバ２１と光学素子４１とを保持部材６１に接着でき、光ファイバ２１と光学素子４１とを容易に位置決めできる。
【００４６】
また本実施形態では、光ファイバ２１のみの傾きを調整し、光ファイバ２１のみを撓ませている。これにより本実施形態では、光学素子４１の傾きを調整させる場合に比べて、光結合時の位置ずれ及び光学損失を抑えることができる。
【００４７】
次に図３Ａと図３Ｂとを参照して本実施形態の第１の変形例と第２の変形例とについて説明する。
光学デバイス１０は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するために形成される光結合部１１と、保持部材６１の外部とを連通し、保持部材６１の内部に配設されている連通部７１をさらに有している。連通部７１は、光結合部１１における屈折率調整材８１から抜けた気泡を保持部材６１の外部に排出する排出部として機能する。
【００４８】
図３Ａに示す第１の変形例において、連通部７１は、保持部材６１の径方向に沿って配設されている。図３Ａに示すように、例えば連通部７１は例えば２つ配設されており、一方の連通部７１と他方の連通部７１とは保持部材６１の周方向において１８０度離れて配設されている。
【００４９】
また図３Ｂに示す第２の変形例において、連通部７１は、保持部材６１の軸方向に沿って一端面４３ａ側まで配設されており、第１の収容部６３に対して保持部材６１の径方向においてずれて配設されている。この場合、第１の収容部６３は、光結合部１１において連通部７１と連通するように、例えば一端面４３ａに向かって拡径している。
【００５０】
このように本変形例では、連通部７１によって、屈折率調整材８１から抜けた気泡を保持部材６１の外部に確実に排出できる。よって本変形例では、気泡が光結合部１１に混入することを確実に防止でき、気泡によって光結合効率が低下することを防止でき、所望の光学特性が確実に得ることができる。
なお連通部７１の数と形状と大きさとは、特に限定されない。
【００５１】
次に図４を参照して第２の実施形態について説明する。
第１の収容部６３は、保持部材６１の軸方向において、第２の収容部６５に向かって細くなるように先細に形成されている。第１の収容部６３は、例えば第２の収容部６５に向かって縮径している円錐台形状を有している。このように第１の収容部６３は、テーパ形状を有している。第１の収容部６３において一端面６１ａ側の径の大きさは、光ファイバ２１の直径よりも大きい。第１の収容部６３は、ガイド口６７を兼ねる。
【００５２】
これにより本実施形態では、先細に形成された第１の収容部６３によって、光ファイバ２１を第１の収容部６３に容易に挿入でき、光ファイバ２１をより高精度に位置決めできる。
【００５３】
また本実施形態では、第１の実施形態と比べて、一端面６１ａ側において、光ファイバ２１と、第１の収容部６３における保持部材６１の内周面との間の隙間が大きく形成される。よって屈折率調整材８１が第１の収容部６３に充填された後に、光ファイバ２１が第１の収容部６３に収容される場合、本実施形態では、光ファイバ２１を第１の収容部６３に容易に収容でき、光ファイバ２１を自在に位置決めできる。
【００５４】
次に図５を参照して第３の実施形態について説明する。
光学デバイス１０は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するために形成される光結合部１１に配設され、光ファイバ２１の剛性よりも低い剛性を有する弾性部材９１をさらに有する。弾性部材９１は、保持部材６１の軸方向において、光ファイバ２１の出射端面２３ａと光学素子４１の一端面４３ａとの間に介在している。弾性部材９１は、光ファイバ２１の出射端面２３ａと光学素子４１の一端面４３ａとが当接する際、出射端面２３ａと一端面４３ａとが損傷することを防止し、当接時の衝撃を緩衝する緩衝材として機能する。弾性部材９１は、例えばシリコン樹脂によって形成されているゴムなどである。
【００５５】
弾性部材９１は、出射端面２３ａと一端面４３ａとのどちらか一方に予め配設されている。弾性部材９１が出射端面２３ａに配設されている場合、図５に示すように弾性部材９１は光ファイバ２１と共に、第１の収容部６３に収容される。弾性部材９１が一端面４３ａに配設されている場合、弾性部材９１は光学素子４１と共に第２の収容部６５に収容される。なお弾性部材９１は、第１の収容部６３と第２の収容部６５との少なくとも一方に配設されていればよい。
【００５６】
これにより本実施形態では、弾性部材９１によって、光ファイバ２１の出射端面２３ａと光学素子４１の一端面４３ａとが当接する際、出射端面２３ａと一端面４３ａとが損傷することを防止でき、当接時の衝撃を緩衝できる。
【００５７】
また本実施形態では、弾性部材９１は、空気の透過率よりも高い透過率を有している。よって本実施形態では、弾性部材９１が出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に介在していても、弾性部材９１によって光結合効率が低下することを防止でき、所望の光学特性を得ることができる。
【００５８】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０…光学デバイス、１１…光結合部、２１…光ファイバ、２３ａ…出射端面、４１…光学素子、４３ａ…一端面、６１…保持部材、６３…第１の収容部、６５…第２の収容部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を導光する導光部材と、
前記導光部材によって導光された前記光を照射されることで機能する光学素子と、
前記導光部材を収容する第１の収容部と、前記光学素子を収容する第２の収容部とを内部に有し、前記導光部材と前記光学素子とが内部で光結合するように、前記第１の収容部と前記第２の収容部とによって前記導光部材と前記光学素子とを内部で保持している保持部材と、
を具備し、
前記第１の収容部と前記第２の収容部とは、前記保持部材の内部にて連通し、
前記第１の収容部に収容される前記導光部材と、前記第２の収容部に収容される前記光学素子とは、前記保持部材の内部にて当接していることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記第１の収容部は、前記第１の収容部が前記導光部材の変形及び移動を許容する大きさを有するように、前記導光部材よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記第１の収容部の中心軸と前記第２の収容部の中心軸とは、同軸上に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記導光部材と前記光学素子とが光結合するために形成される光結合部に少なくとも配設され、前記光結合部における屈折率を所望に調整し、空気の屈折率よりも高い屈折率を有する屈折率調整材をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記保持部材は、前記光結合部と、前記保持部材の外部とを連通し、前記保持部材の内部に配設されている連通部をさらに有していることを特徴とする請求項４に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記第１の収容部は、前記保持部材の軸方向において、前記第２の収容部に向かって細くなるように先細に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記導光部材と前記光学素子とが光結合するために形成される光結合部に配設され、前記導光部材の剛性よりも低い剛性を有する弾性部材をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項１】
光を導光する導光部材と、
前記導光部材によって導光された前記光を照射されることで機能する光学素子と、
前記導光部材を収容する第１の収容部と、前記光学素子を収容する第２の収容部とを内部に有し、前記導光部材と前記光学素子とが内部で光結合するように、前記第１の収容部と前記第２の収容部とによって前記導光部材と前記光学素子とを内部で保持している保持部材と、
を具備し、
前記第１の収容部と前記第２の収容部とは、前記保持部材の内部にて連通し、
前記第１の収容部に収容される前記導光部材と、前記第２の収容部に収容される前記光学素子とは、前記保持部材の内部にて当接していることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記第１の収容部は、前記第１の収容部が前記導光部材の変形及び移動を許容する大きさを有するように、前記導光部材よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記第１の収容部の中心軸と前記第２の収容部の中心軸とは、同軸上に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記導光部材と前記光学素子とが光結合するために形成される光結合部に少なくとも配設され、前記光結合部における屈折率を所望に調整し、空気の屈折率よりも高い屈折率を有する屈折率調整材をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記保持部材は、前記光結合部と、前記保持部材の外部とを連通し、前記保持部材の内部に配設されている連通部をさらに有していることを特徴とする請求項４に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記第１の収容部は、前記保持部材の軸方向において、前記第２の収容部に向かって細くなるように先細に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記導光部材と前記光学素子とが光結合するために形成される光結合部に配設され、前記導光部材の剛性よりも低い剛性を有する弾性部材をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光学デバイス。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９７０９７（Ｐ２０１３−９７０９７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８５４８（Ｐ２０１１−２３８５４８）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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