專利名稱：光準(zhǔn)直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及被使用于將平行光聚光而入射到光纖或者將從光纖射出的光形成平行光的情況的光準(zhǔn)直器。
背景技術(shù)：
光準(zhǔn)直器在使從光源射出的光在光纖內(nèi)傳播并根據(jù)需要向空中射出之時(shí)被使用，或者，使在空中傳播的光入射到光纖內(nèi)之時(shí)被使用。在這樣的光準(zhǔn)直器中，公知有使用了玻璃制的光纖的光準(zhǔn)直器(例如，參照專利文獻(xiàn)I)、使用了非球面透鏡的光準(zhǔn)直器(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)I :日本特開2000-105325號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2004-102011號(hào)公報(bào)·近年來，正在研究通常使用者將光準(zhǔn)直器和使用了光準(zhǔn)直器的光連接器使用在建筑物內(nèi)的LAN電纜、數(shù)字音像中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)扔猛局械那闆r。在這樣的用途中使用的光準(zhǔn)直器中要求形狀面中其尺寸較??；即使在機(jī)器面上反復(fù)插拔也能夠維持光纖和準(zhǔn)直器透鏡之間的位置關(guān)系；廉價(jià)。使用了非球面透鏡的光準(zhǔn)直器能夠抑制球面像差，但需要精密的位置對(duì)準(zhǔn)，因此組裝花費(fèi)時(shí)間和人力，而且價(jià)格高。因而，使用了非球面透鏡的光準(zhǔn)直器存在如下問題難以小型化和降低制造成本，而且組裝花費(fèi)時(shí)間和人力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是鑒于這一點(diǎn)而做成的，目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和降低制造成本，而且，組裝精度較高的光準(zhǔn)直器。本實(shí)用新型光準(zhǔn)直器，其特征在于，其包括金屬保持件，其具有圓筒形狀；玻璃球形透鏡，其由形成于上述金屬保持件的一端的收容部收容；光纖，其被從形成于上述金屬保持件的另一端的插入孔插入并被固定于規(guī)定位置，上述玻璃球形透鏡的外徑為0. 3mm
I.5mm,維氏硬度HV為450 700，而且，熱膨脹系數(shù)為60X 1(TV°C以下，上述玻璃球形透鏡壓入上述收容部的壓入量為I y m 5 y m，上述金屬保持件內(nèi)表面的算術(shù)平均粗糙度為0. 5 u m L 5 u m0在上述光準(zhǔn)直器中，使用作為球面透鏡的玻璃球形透鏡，因此不需要像使用非球面透鏡的情況那樣進(jìn)行精密的位置對(duì)準(zhǔn)。因而，組裝、制造作業(yè)變得容易，因此能夠有效地降低制造成本，而且，能夠提高組裝精度。而且，使用了玻璃球形透鏡，因此能夠降低零部件費(fèi)用。并且，使用外徑為0. 3mm I. 5mm的玻璃球形透鏡，因此能夠謀求金屬保持件的細(xì)徑化，能夠有助于光準(zhǔn)直器整體的小型化。另外，在上述光準(zhǔn)直器中，優(yōu)選使上述玻璃球形透鏡的端面和上述光纖的端面之中的至少一個(gè)與形成在上述金屬保持件的收容部附近的凹陷部抵接來對(duì)上述玻璃球形透鏡的端面和上述光纖的端面之中的至少一個(gè)進(jìn)行定位。在該情況下，能夠以凹陷部為基準(zhǔn)來對(duì)玻璃球形透鏡和/或光纖進(jìn)行定位，因此不需要繁雜的組裝工序，能夠提高作業(yè)效率，能夠在抑制成本的上升的同時(shí)，能夠簡(jiǎn)單地對(duì)玻璃球形透鏡和光纖進(jìn)行定位。另外，在上述光準(zhǔn)直器中，優(yōu)選在上述金屬保持件的相同圓周之上設(shè)有多個(gè)上述凹陷部。在該情況下，能夠使玻璃球形透鏡和/或光纖分別在多個(gè)位置與凹陷部抵接，因此、能夠更高級(jí)地對(duì)玻璃球形透鏡和/或光纖進(jìn)行定位。另外，在上述光準(zhǔn)直器中，優(yōu)選使上述凹陷部中與上述光纖相對(duì)的部分相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度為20°以下，使上述光纖的端面的一部分與上述凹陷部抵接。在該情況下，由芯、覆蓋芯的包層、根據(jù)需要覆蓋包層并對(duì)包層進(jìn)行加強(qiáng)的加強(qiáng)層構(gòu)成并將上述三者的端面配置在同一平面上的光纖(例如，塑料光纖)中，通過使光纖的端面與凹陷部抵接，能夠容易確保它們的位置精度。因此，凹陷部的角度最優(yōu)選為0°，但只要為20°以下，就能夠確保所期望的位置精度。 另外，在上述光準(zhǔn)直器中，優(yōu)選使上述凹陷部中與上述光纖相對(duì)的部分相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度為30° 80°，使構(gòu)成上述光纖的加強(qiáng)層的一部分與上述凹陷部抵接，在比該抵接部分靠上述玻璃球形透鏡側(cè)的位置配置構(gòu)成上述光纖的芯和包層的端面。通常，在玻璃光纖上設(shè)有用于覆蓋包層的加強(qiáng)層，插入光準(zhǔn)直器的情況下，去除端部的加強(qiáng)層而成為芯和包層的端面自加強(qiáng)層的平面突出的狀態(tài)。在使用這樣的玻璃光纖的情況下，也通過使凹陷部的角度為30° 80°，特別是將光纖順暢地插入由凹陷部圍成的狹窄間隙，能夠容易確保插入時(shí)的它們的位置精度。另外，在上述光準(zhǔn)直器中，優(yōu)選使上述凹陷部中與上述光纖相對(duì)的部分相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度和上述凹陷部中與上述玻璃球形透鏡相對(duì)的部分相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度為不同的角度。在該情況下，能夠有效地對(duì)形狀不同的玻璃球形透鏡和光纖進(jìn)行定位。另外，在上述光準(zhǔn)直器中，優(yōu)選使上述凹陷部中與上述玻璃球形透鏡相對(duì)的部分為傾斜面，上述傾斜面相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度為0° 45°，上述玻璃球形透鏡的一部分與上述凹陷部抵接。在該情況下，能夠以支承玻璃球形透鏡中的靠光纖側(cè)的一部分的狀態(tài)對(duì)玻璃球形透鏡進(jìn)行定位，因此能夠提高玻璃球形透鏡的位置精度。另外，在上述光準(zhǔn)直器中，優(yōu)選通過對(duì)上述凹陷部中與上述玻璃球形透鏡相對(duì)的表面實(shí)施去除加工來形成與上述玻璃球形透鏡抵接的抵接面。在該情況下，能夠使凹陷部的與玻璃球形透鏡抵接的抵接面平滑化，因此能夠防止玻璃球形透鏡的損傷，并且，能夠提高玻璃球形透鏡的位置精度。另外，本實(shí)用新型的光連接器優(yōu)選連接上述任一種技術(shù)方案所述的光準(zhǔn)直器。在該情況下，能夠獲得在上述光準(zhǔn)直器中得到的作用效果。采用本實(shí)用新型，可提供能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和降低制造成本且組裝精度較高的光準(zhǔn)直器。

圖I是示意性地表示本實(shí)用新型的光準(zhǔn)直器所連接的光連接器的側(cè)剖視圖。圖2是本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的側(cè)視圖。[0021]圖3是沿圖2所示的A-A線剖切的剖視圖。圖4是圖3所示的雙點(diǎn)劃線B內(nèi)的部分的放大圖。圖5是本實(shí)用新型的第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的側(cè)視圖。圖6是沿圖5所示的F-F線剖切的剖視圖。圖7是圖6所示的雙點(diǎn)劃線G內(nèi)的部分的放大圖。圖8是本實(shí)用新型的第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的側(cè)視圖。圖9是沿圖8所示的J-J線剖切的剖視圖。圖10是圖9所示的雙點(diǎn)劃線K內(nèi)的部分的放大圖。圖IlA是表示本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的變形例的側(cè)視圖，圖IlB是表示本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的變形例的側(cè)剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖詳細(xì)地說明本實(shí)用新型實(shí)施方式。首先，對(duì)本實(shí)用新型的光準(zhǔn)直器所連接的光連接器進(jìn)行說明。圖I是示意性地表示本實(shí)用新型的光準(zhǔn)直器所連接的光連接器的側(cè)剖視圖。另外，在圖I中，為了方便說明，對(duì)具有半導(dǎo)體激光器芯片并在該半導(dǎo)體激光器芯片的光軸上具有光學(xué)透鏡的光連接器作為向光準(zhǔn)直器射出激光的光源進(jìn)行說明，但光連接器的結(jié)構(gòu)不限于此，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行改變。如圖I所示，本實(shí)用新型的光準(zhǔn)直器所連接的光連接器100具有半導(dǎo)體激光單元105，該半導(dǎo)體激光單元105是將半導(dǎo)體激光器芯片101配置在殼體102的安裝臺(tái)103上、并且在該半導(dǎo)體激光器芯片101的光軸上配置光學(xué)透鏡104而成的。而且，光連接器100具有轉(zhuǎn)接器108，該轉(zhuǎn)接器108的開口部106安裝在殼體102的側(cè)面102a，并保持從插入口107插入的光準(zhǔn)直器10的金屬保持件11。在半導(dǎo)體激光單元105中，從半導(dǎo)體激光器芯片101射出的激光被光學(xué)透鏡104形成平行光，被向開口部106引導(dǎo)。然后，來自該光學(xué)透鏡104的平行光被光準(zhǔn)直器10的玻璃球形透鏡12聚光并入射到光纖13。然后，這樣入射的光在光纖13內(nèi)傳播。本實(shí)施方式的光連接器100被設(shè)計(jì)成，光準(zhǔn)直器10插入到轉(zhuǎn)接器108的規(guī)定位置時(shí)，則光學(xué)透鏡104和玻璃球形透鏡12之間的位置對(duì)準(zhǔn)被進(jìn)行，能夠使來自半導(dǎo)體激光器芯片101的激光適當(dāng)?shù)厝肷涞焦饫w13。下面對(duì)這樣的光連接器100所連接的本實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。(第I實(shí)施方式)圖2是本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10的側(cè)視圖。圖3是沿圖2所示的A-A線剖切的剖視圖。如圖2和圖3所示，第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10包括具有大致圓筒形狀的作為保持構(gòu)件的金屬保持件11 ;由該金屬保持件11的一端部保持的玻璃球形透鏡12 ;從設(shè)置在金屬保持件11的另一端部的插入孔Ila插入的光纖13。另外，在本實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10中，作為光纖13，適當(dāng)?shù)夭迦胨芰瞎饫w。金屬保持件11由例如不銹鋼等金屬材料形成。特別是從加工性這點(diǎn)考慮，優(yōu)選金屬保持件11由奧氏體系不銹鋼形成。而且，金屬保持件11內(nèi)表面的算術(shù)平均粗糙度為
0.5 ii m I. 5 ii m。由此，在與金屬保持件11內(nèi)表面接觸的玻璃球形透鏡12和光纖13，同金屬保持件11內(nèi)表面之間產(chǎn)生適度的摩擦力，能夠保持玻璃球形透鏡12和光纖13。但是，金屬保持件11內(nèi)表面的算術(shù)平均粗糙度大于I. 5 時(shí)，有可能由于摩擦力而對(duì)玻璃球形透鏡12和/或光纖13產(chǎn)生損害。而且，金屬保持件11內(nèi)表面的算術(shù)平均粗糙度小于0. 5 y m時(shí)，有可能無法獲得充分的保持力。另外，算術(shù)平均粗糙度能夠如下所述這樣測(cè)量基于日本 JISB 0601-2001(依據(jù) ISO 4287-1997)，在測(cè)量長(zhǎng)度為(Ln) 4mm、臨界值(Ac) % 0. 8mm的條件下，利用非接觸三維形狀測(cè)量裝置NH-3 (三鷹光器株式會(huì)社制)測(cè)量。如圖3所示，金屬保持件11的靠玻璃球形透鏡12側(cè)的端部設(shè)有開口部lib。在該開口部Ilb的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于收容玻璃球形透鏡12的收容部11c。該收容部Ilc被設(shè)置成比玻璃球形透鏡12的直徑稍小的尺寸，能夠使玻璃球形透鏡12壓入。另外，玻璃球形透鏡12壓入收容部Ilc的壓入量為Ium 5pm。通過設(shè)定適當(dāng)?shù)膲喝肓?，能夠獲得收容部I Ic和玻璃球形透鏡12的可靠的緊密接觸狀態(tài)，能夠可靠地防止玻璃球形透鏡12從金屬保持件11錯(cuò)位、脫落。收容部Ilc設(shè)置成能夠?qū)⒉Ａ蛐瓮哥R12整體收容在收容部Ilc的內(nèi)側(cè)的尺寸，用于防止玻璃球形透鏡12的表面的損傷。而且，在金屬保持件11的內(nèi)部設(shè)有內(nèi)徑比光纖13的外徑稍大的通孔lid。該通孔Ild與插入孔Ila相連通并且與收容部Ilc 相連通地設(shè)置。并且，在金屬保持件11上設(shè)有利用工具等從金屬保持件11的外周部進(jìn)行按壓加工而形成的多個(gè)凹陷部lie。該各凹陷部lie設(shè)在收容部Ilc和通孔Ild之間，詳細(xì)情況如后所述，用于玻璃球形透鏡12和光纖13的定位。玻璃球形透鏡12由比非球面透鏡廉價(jià)的球面的球形透鏡構(gòu)成。通過采用球面的玻璃球形透鏡12，不需要進(jìn)行光準(zhǔn)直器10中的透鏡的精密的位置對(duì)準(zhǔn)，容易組裝。而且，玻璃球形透鏡12的外徑為0. 3mm I. 5mm,優(yōu)選為I. Omm以下。由此,能夠謀求金屬保持件11的細(xì)徑化，能夠有助于光準(zhǔn)直器10整體的小型化。另外，玻璃球形透鏡12的維氏硬度HV為450-700，而且，熱膨脹系數(shù)為60 X 10_7/°C以下。由此，能夠防止由以光連接器的熱為原因的玻璃球形透鏡12的膨脹引起的、金屬保持件11和/或玻璃球形透鏡12的破壞。而且，玻璃球形透鏡12的折射率為I. 5左右。由此，能夠縮小玻璃球形透鏡12的球面像差量，提高光利用效率。作為這樣的玻璃球形透鏡12，例如，使用BK7。例如，如該圖3所示，玻璃球形透鏡12被配置成在玻璃球形透鏡12收容在金屬保持件11的收容部Ilc之內(nèi)的狀態(tài)下，從開口部Ilb與轉(zhuǎn)接器108的開口部106面對(duì)，另一方面，與光纖13的被插入到了通孔Ild中的前端部面對(duì)。光纖13由例如塑料光纖13構(gòu)成，該光纖13由貫通光纖13的中心地設(shè)置的芯13a、覆蓋該芯13a的包層13b、覆蓋該包層13b并對(duì)該包層13b進(jìn)行加強(qiáng)的加強(qiáng)層13c構(gòu)成。塑料光纖中能夠使用較粗的芯13a，因此，與將石英、玻璃作為芯材的光纖相比，能夠傳輸?shù)墓獾牧孔兌?，具有?yōu)異的柔軟性，因此容易操作，而且比較輕，成本更低。而且，該塑料光纖向光準(zhǔn)直器10安裝不需要特殊的夾具(例如，金屬環(huán)等)，因此組裝作業(yè)變得容易，能夠有效地降低制造成本。在光纖13的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的端面上，芯13a、包層13b和加強(qiáng)層13c配置在相同的平面上。S卩，在光纖13的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的端面上，芯13a、包層13b和加強(qiáng)層13c對(duì)齊地配置。而且，光纖13經(jīng)由插入孔Ila插入通孔lld，以光纖13的前端部在玻璃球形透鏡12的附近與該球面相對(duì)地配置的狀態(tài)固定。在該情況下，光纖13例如利用涂敷在該光纖13與通孔Ild的內(nèi)周面之間的粘接劑固定在金屬保持件11中。另外，光纖13與金屬保持件11的固定不限于此，能夠采用任意的固定方法。在第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10中，光纖13由例如漸變折射率(GI)型光纖構(gòu)成，在與纖軸線垂直的截面上折射率連續(xù)地變化。而且，芯13a和包層13b由例如將C-H鍵中的H置換成F而成的全氟取代光學(xué)樹脂構(gòu)成。通過這樣由全氟取代光學(xué)樹脂構(gòu)成光纖13，并且由GI型光纖構(gòu)成光纖13，從而使得光纖13成為能夠?qū)崿F(xiàn)高速而且大容量通信的光纖。在具有這樣的結(jié)構(gòu)的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10中，利用在金屬保持件11上設(shè)有的凹陷部Ile來抑制成本的上升并且簡(jiǎn)便地進(jìn)行玻璃球形透鏡12和光纖13之間的定位。具體而言，使玻璃球形透鏡12的一部分和光纖13的一部分與在金屬保持件11上設(shè)有的凹陷部Ile抵接來對(duì)該玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位，從而不需要用于對(duì)該玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位的間隔件等結(jié)構(gòu)，能夠抑制成本的上升并且簡(jiǎn)便地進(jìn)行玻璃球形透鏡12和光纖13之間的定位。在此，使用圖4對(duì)第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10的金屬保持件11中的玻璃球形透鏡12和光纖13的定位方法進(jìn)行說明。圖4是圖3所示的雙點(diǎn)劃線B內(nèi)的部分的放大圖。 如圖4所示，玻璃球形透鏡12的一部分同凹陷部lie中的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分抵接，另一方面，構(gòu)成光纖13的芯13a以外的包層13b和/或加強(qiáng)層13c的一部分同凹陷部Ile中的與光纖13相對(duì)的部分抵接。在這樣的抵接狀態(tài)下，玻璃球形透鏡12和光纖13分別被定位在金屬保持件11的規(guī)定位置。如圖4所示，凹陷部Ile被設(shè)置成如下結(jié)構(gòu)即凹陷部Ile中與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分相對(duì)于與光纖13的插入方向正交的平面(例如，與圖4所示的光纖13的端面平行地配置并經(jīng)過凹陷部Ile的中心的平面C)的角度不同于凹陷部lie中與光纖13相對(duì)的部分相對(duì)于與光纖13的插入方向正交的平面的角度。這樣的凹陷部Ile例如是通過使用前端部的形狀不同的尖端較細(xì)的工具來實(shí)施按壓加工來設(shè)置的。通過用這樣的工具進(jìn)行按壓加工，凹陷部Ile以該按壓加工時(shí)的中心軸線為基準(zhǔn)而將與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分的形狀同與光纖13相對(duì)的部分的形狀設(shè)置成非對(duì)稱。通過這樣使凹陷部lie中的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分的角度不同于凹陷部lie中的與光纖13相對(duì)的部分的角度，能夠有效地對(duì)形狀不同的玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位。而且，在第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10中，這樣的凹陷部Ile在金屬保持件11的相同圓周之上設(shè)有多個(gè)(本實(shí)施方式中為3個(gè))。在相同圓周之上形成凹陷部lie可以考慮例如利用上述的前端形狀不同的工具從金屬保持件11的外周同時(shí)對(duì)金屬保持件11實(shí)施按壓加工。通過這樣在相同圓周之上設(shè)有多個(gè)凹陷部lie，能夠使玻璃球形透鏡12和光纖13分別在多個(gè)位置抵接凹陷部lie，因此，能夠更高精度地進(jìn)行玻璃球形透鏡12和光纖13的定位。凹陷部lie中的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分構(gòu)成傾斜面lie lt)該傾斜面Ile1相對(duì)于與圖4中箭頭所示的光纖13的插入方向正交的平面(例如，圖4所示的與光纖13的端面平行地配置并經(jīng)過凹陷部Ile的基端部的平面D)的角度91被設(shè)置成0° 45°。這樣將靠玻璃球形透鏡12側(cè)的傾斜面Ile1相對(duì)于與光纖13的插入方向正交的平面D的角度Q1SSScr 45°，從而能夠以支承玻璃球形透鏡12的靠光纖13側(cè)的一部分的狀態(tài)對(duì)玻璃球形透鏡12進(jìn)行定位，因此，能夠提高玻璃球形透鏡12的位置精度。而且，在第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10中，對(duì)凹陷部Ile中的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分的表面實(shí)施通過切削加工、沖壓(按壓)加工、研磨加工、能量束加工進(jìn)行的去除加工，從而形成能夠與玻璃球形透鏡12抵接的抵接面。通過這樣對(duì)凹陷部Ile的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的表面實(shí)施去除加工，形成了能夠與玻璃球形透鏡12抵接的抵接面，因此能夠使凹陷部Ile中的與玻璃球形透鏡12抵接的抵接面平滑化，因此，能夠防止玻璃球形透鏡12的損傷，并且能夠進(jìn)一步提高玻璃球形透鏡12的位置精度。另外，該去除加工在以下所示的第2、第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器20、30中也同樣地進(jìn)行。另一方面，凹陷部Ile中的與光纖13相對(duì)的部分構(gòu)成傾斜面lle2。傾斜面Ile2相對(duì)于與光纖13的插入方向正交的平面(例如，圖4所示的與光纖13的端面平行地配置的平面E)的角度92為0° 20°。通過這樣使傾斜面Ile2相對(duì)于平面E的角度設(shè)為0° 20°，在光纖13如上所述那樣將芯13a、包層13b和加強(qiáng)層13c配置在同一平面上地構(gòu)成的情況下，使該光纖13的端面與凹陷部lie抵接，從而能夠容易確保它們的位置精度。 如以上說明那樣，在第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10中，使用球面的玻璃球形透鏡12，因此不需要如使用非球面透鏡的情況那樣進(jìn)行精密的位置對(duì)準(zhǔn)。而且，在使用塑料光纖作為光纖13的情況下，容易將光纖13固定于金屬保持件11，不需要金屬環(huán)等其他零部件。因而，組裝、制造作業(yè)變得容易，因此能夠有效地降低制造成本，而且能夠提高組裝精度。而且，使用玻璃球形透鏡12和光纖13 (塑料光纖)，因此能夠降低零部件費(fèi)用。并且，使用外徑為0. 3mm I. 5mm的玻璃球形透鏡12，因此，能夠謀求金屬保持件11的細(xì)徑化，能夠有助于光準(zhǔn)直器10整體的小型化。另外，在第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10中，使在金屬保持件11上設(shè)有的凹陷部Ile與玻璃球形透鏡12的一部分和光纖13的一部分抵接來對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位，因此能夠以凹陷部lie為基準(zhǔn)來對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位，因此不需要繁雜的組裝工序，能夠提高作業(yè)效率，抑制成本的上升的同時(shí)、能夠簡(jiǎn)單地對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位。例如，在以使用光纖進(jìn)行機(jī)器之間或者機(jī)器內(nèi)大容量通信為目的而采用的光準(zhǔn)直器中，在對(duì)光纖和準(zhǔn)直器透鏡之間的定位需要形成隔壁(間隔部)的情況下，需要對(duì)由金屬材料等構(gòu)成的保持構(gòu)件實(shí)施切削加工等加工處理。不過，在上述用途中使用的光準(zhǔn)直器的保持構(gòu)件中，保持構(gòu)件的尺寸變小，因此切削加工的加工精度降低，隨著加工處理所產(chǎn)生的成本(例如，尺寸不良制品的產(chǎn)生所導(dǎo)致的成本)明顯增大。相對(duì)于此，在第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10的金屬保持件11中，不是對(duì)作為保持構(gòu)件的金屬保持件11實(shí)施切削加工來形成隔壁(間隔部)，而是通過對(duì)作為保持構(gòu)件的金屬保持件11實(shí)施塑性加工來形成凹陷部lie，因此能夠大幅地降低隨著加工處理所產(chǎn)生的成本。例如，與上述使用了切削加工的加工處理相比，能夠使成本降低到1/2 2/3左右。而且，在第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10的金屬保持件11中，利用凹陷部lie進(jìn)行玻璃球形透鏡12和光纖13的定位，而利用涂敷在通孔Ild的內(nèi)周面與光纖13之間的粘接劑等固定光纖13。在該情況下，通孔Ild具有足夠固定光纖13的長(zhǎng)度，因此能夠以對(duì)光纖13進(jìn)行了定位的狀態(tài)牢固地固定光纖13。因此，在使用光纖13來進(jìn)行機(jī)器之間或者機(jī)器內(nèi)的大容量通信的用途中，即使是反復(fù)插拔的情況，也能夠維持光纖13和玻璃球形透鏡12的位置關(guān)系。另外，在以上的說明中，對(duì)使在金屬保持件11上設(shè)置的凹陷部lie與玻璃球形透鏡12的一部分和光纖13的一部分抵接來進(jìn)行玻璃球形透鏡12和光纖13的定位的情況進(jìn)行了說明。不過，玻璃球形透鏡12和光纖13的定位方法不限于此，能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?。例如，也可以不使玻璃球形透鏡12和光纖13這兩者與凹陷部lie抵接，而是使玻璃球形透鏡12或者光纖13中的一個(gè)與凹陷部lie抵接，對(duì)于另一個(gè)，用金屬保持件11上除凹陷部Ile以外的部分進(jìn)行定位。但是，在該情況下，以將用于對(duì)另一個(gè)進(jìn)行定位的部分與凹陷部Ile的關(guān)系設(shè)計(jì)為恒定的位置關(guān)系為前提。即，在本實(shí)用新型的光準(zhǔn)直器10中，也包含使玻璃球形透鏡12或光纖13中的一個(gè)與凹陷部Ile抵接的構(gòu)思。(第2實(shí)施方式)在第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器中，在插入的光纖的結(jié)構(gòu)不同這一點(diǎn)以及用于與該光纖的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)地對(duì)光纖進(jìn)行定位的凹陷部的形狀不同這一點(diǎn)上，與第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10不同，下面以與第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10的不同點(diǎn)為中心說明第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)。圖5是本實(shí)用新型的第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器20的側(cè)視圖。圖6是沿圖5所示的F-F線剖切的剖視圖。圖7是圖6所示的雙點(diǎn)劃線G內(nèi)的部分的放大圖。另外，在圖5 圖7中，對(duì)于與圖2 圖4所示的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10共同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略其說明。插入第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器20的光纖15由例如玻璃光纖構(gòu)成，該光纖15由貫穿光纖的中心地設(shè)置的芯15a、覆蓋該芯15a的包層15b、進(jìn)一步覆蓋該包層15b的加強(qiáng)層15c構(gòu)成。光纖15由例如玻璃材料構(gòu)成。如圖6所示，光纖15在與玻璃球形透鏡12相對(duì)的端面使加強(qiáng)層15c的覆蓋被去除，包層15b和芯15a向玻璃球形透鏡12側(cè)突出。即，在與玻璃球形透鏡12相對(duì)的端面中，芯15a和包層15b成為比由加強(qiáng)層15c構(gòu)成的端面更向玻璃球形透鏡12側(cè)突出的狀態(tài)。如圖6所示，金屬保持件11的厚度在光纖15的插入部分和凹陷部Ilf 和收容部Ilc的附近部分不同。這樣的目的在于，在使用外徑較細(xì)的光纖15(例如,玻璃光纖)時(shí)使該光纖15的外徑和金屬保持件11的內(nèi)徑之差變小為一定程度，由此，確保與光纖15之間一定的保持力。但是，當(dāng)金屬保持件11具有一定以上的厚度時(shí)，對(duì)凹陷部Ilf的形成而言會(huì)構(gòu)成障礙，由此通過預(yù)先對(duì)用于形成凹陷部Ilf的該部分進(jìn)行切削加工等而形成薄壁。通過這樣構(gòu)成金屬保持件11，即使是在使用外徑較細(xì)的光纖15 (例如，玻璃光纖)的情況下，也能夠在金屬保持件11的恒定位置保持光纖15，并且，能夠?qū)⒂糜谶M(jìn)行玻璃球形透鏡12和光纖15的定位的凹陷部Ilf■形成為所期望的形狀。在金屬保持件11中的收容部Ilc與通孔Ild之間設(shè)有用于進(jìn)行玻璃球形透鏡12和光纖15的定位的凹陷部Ilf。在該凹陷部Ilf中，與上述光纖15的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)地具有與第I實(shí)施方式的凹陷部Ile不同的形狀。具體而言，該凹陷部Ilf中與光纖15相對(duì)的部分的形狀同第I實(shí)施方式的凹陷部Ile不同。另外，后面論述該凹陷部Ilf的形狀。在此，對(duì)具有這樣的凹陷部Ilf的光準(zhǔn)直器20的金屬保持件11中的玻璃球形透鏡12和光纖15的定位方法進(jìn)行說明。如圖7所示，凹陷部Ilf中的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分與玻璃球形透鏡12的一部分抵接，另一方面，凹陷部IIf 中的與光纖15相對(duì)的部分同構(gòu)成光纖15的加強(qiáng)層15c的一部分抵接。在該情況下，芯15a和包層15b比與凹陷部Ilf抵接的抵接位置向玻璃球形透鏡12側(cè)突出地配置。在這樣抵接的狀態(tài)下，玻璃球形透鏡12和光纖15分別定位在金屬保持件11的規(guī)定位置。如圖7所示，凹陷部Ilf中的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分構(gòu)成傾斜面llf\。該傾斜面Ilf1具有與第I實(shí)施方式的凹陷部Ile的傾斜面Ile1同樣的結(jié)構(gòu)，該傾斜面Ilf1相對(duì)于與圖7中箭頭所示的光纖15的插入方向正交的平面(例如，與圖7所示的光纖15的端面平行地配置并經(jīng)過凹陷部Ilf的基端部的平面H)的角度93被設(shè)置為0° 45°。通過上述這樣地使靠玻璃球形透鏡12側(cè)的傾斜面Ilf1相對(duì)于與光纖15的插入方向正交的平面H的角度0 3設(shè)定為0° 45°，從而以支承具有球形狀的玻璃球形透鏡12的靠光纖15側(cè)的一部分的狀態(tài)對(duì)玻璃球形透鏡12進(jìn)行定位，因此，能夠提高玻璃球形透鏡12的位置精度。另一方面，凹陷部Ilf■中的與光纖15相對(duì)的部分構(gòu)成傾斜面llf2。傾斜面Ilf2以相對(duì)于與光纖15的插入方向正交的平面(例如，圖7所示的與光纖15的加強(qiáng)層15C的端面平行地配置的平面I)的角度94為30° 80°的方式設(shè)置。通過這樣使凹陷部Ilf 中的與光纖15相對(duì)的部分相對(duì)于與光纖15的插入方向正交的平面I的角度為30° 80°， 從而在光纖15由下述光纖(例如玻璃光纖)構(gòu)成的情況下能夠順暢地插入光纖15,并且，能夠容易確保玻璃球形透鏡12和光纖15的位置精度，即光纖15如上所述那樣由芯15a、包層15b和加強(qiáng)層15c構(gòu)成，且芯15a和包層自加強(qiáng)層15c的平面突出地配置。如以上說明那樣，在第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器20中，使在金屬保持件11上設(shè)有的凹陷部IIf 與玻璃球形透鏡12的一部分和光纖15的一部分抵接來對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖15進(jìn)行定位，因此能夠以凹陷部Ilf為基準(zhǔn)來對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖15進(jìn)行定位，因此，不需要繁雜的組裝工序，能夠提高作業(yè)效率，在抑制成本的上升的同時(shí)能夠簡(jiǎn)單地對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位。另外，在第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器20中，凹陷部Ilf在與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分的角度和與光纖15相對(duì)的部分的角度設(shè)為不同的角度這一點(diǎn)以及在金屬保持件11的相同圓周之上設(shè)有多個(gè)這一點(diǎn)上與第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10相同。因此,在第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器20中也能夠獲得該凹陷部Ilf的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的效果。(第3實(shí)施方式)在第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器中，在凹陷部的結(jié)構(gòu)不同這一點(diǎn)與第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10不同。下面以與第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10的不同點(diǎn)為中心來說明第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)。圖8是本實(shí)用新型的第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器30的側(cè)視圖。圖9是沿圖8所示的J-J線剖切的剖視圖。圖10是圖9所示的雙點(diǎn)劃線K內(nèi)的部分的放大圖。另外，在圖8 圖10中，對(duì)與圖2 圖4所示的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10共同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略其說明。在第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器30中，如圖8和圖9所示，凹陷部Ilg在收容部Ilc和通孔Ild之間設(shè)在金屬保持件11的整個(gè)周面上。即，凹陷部Ilg以在金屬保持件11上位于收容部Ilc和通孔Ild之間的部分上構(gòu)成圓環(huán)狀的凹部的方式設(shè)置。凹陷部Ilg是例如利用直徑的尺寸能改變的圓環(huán)狀的工具從金屬保持件11的外周部對(duì)金屬保持件11實(shí)施按壓加工來設(shè)置的。在此，對(duì)具有這樣的凹陷部Ilg的光準(zhǔn)直器30的金屬保持件11中的玻璃球形透鏡12和光纖13的定位方法進(jìn)行說明。如圖10所示，使凹陷部Ilg中的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分與玻璃球形透鏡12的一部分抵接，另一方面，使凹陷部Ilg中的與光纖13相對(duì)的部分與構(gòu)成光纖13的包層13b和/或加強(qiáng)層13c的一部分抵接。在這樣抵接的狀態(tài)下，玻璃球形透鏡12和光纖15分別被定位在金屬保持件11的規(guī)定位置。凹陷部Ilg中的與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分構(gòu)成傾斜面llgl。該傾斜面Ilg1與第I實(shí)施方式的凹陷部Ile相同地以相對(duì)于圖10中箭頭所示的光纖13的插入方向正交的平面(例如，圖10所示的與光纖13的端面平行地配置并經(jīng)過凹陷部Ilg的基端部的平面L)的角度e 5為0° 45°的方式設(shè)置。這樣使靠玻璃球形透鏡12側(cè)的傾斜面Ilg1相對(duì)于與光纖13的插入方向的中心軸線L正交的面的角度05設(shè)定為0° 45° ,能夠以對(duì)具有球形狀的玻璃球形透鏡12的靠光纖13側(cè)的一部分支承了的狀態(tài)對(duì)玻璃球形透鏡12進(jìn)行定位，因此，能夠提高玻璃球形透鏡12的位置精度。另一方面，凹陷部Ilg中的與光纖13相對(duì)的部分構(gòu)成傾斜面llg2。傾斜面Ilg2與第I實(shí)施方式的凹陷部Ile相同地以相對(duì)于與光纖13的插入方向正交的平面(例如與圖 10所示的光纖13的端面平行地配置的平面M)的角度06為0° 20°的方式設(shè)置，通過這樣使傾斜面Ilg2相對(duì)于平面M的角度設(shè)為0° 20°，從而在光纖13如上所述那樣由芯13a和包層13b配置在同一平面上的光纖(例如，塑料光纖)構(gòu)成的情況下，使光纖13的端面與凹陷部Ilg抵接，從而能夠容易確保它們的位置精度。因此，凹陷部的角度最優(yōu)選為O。，但只要為20°以下，就能夠確保所期望的位置精度。如以上說明那樣，在第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器30中，使在金屬保持件11上設(shè)置的凹陷部Ilg與玻璃球形透鏡12的一部分和光纖13的一部分抵接來進(jìn)行定位，因此，能夠以凹陷部Ilg為基準(zhǔn)來對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位，因此，能夠不需要繁雜的組裝工序，能夠提高作業(yè)效率，在抑制成本的上升的同時(shí)，能夠簡(jiǎn)單地對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖13進(jìn)行定位。另外，在第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器30中，凹陷部Ilg在將與玻璃球形透鏡12相對(duì)的部分的角度和與光纖13相對(duì)的部分的角度設(shè)為不同的角度這一點(diǎn)上與第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10相同。因此，在第3實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器30也能夠獲得由該凹陷部Ilg的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的效果。另外，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種改變來進(jìn)行實(shí)施。在上述實(shí)施方式中，附圖所示的大小、形狀等不限于此，能夠在發(fā)揮本實(shí)用新型的效果的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗淖儭３酥?，只要在不脫離本實(shí)用新型的目的的范圍能夠適當(dāng)?shù)馗淖儊韺?shí)施。例如，在上述第I實(shí)施方式中，將塑料光纖作為光纖13的一例來進(jìn)行了說明，但在第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器10中應(yīng)用的光纖13不限于塑料光纖。只要是靠玻璃球形透鏡12側(cè)的端面被配置在同一平面上的結(jié)構(gòu)，就也能夠應(yīng)用玻璃光纖。而且,在上述第2實(shí)施方式中，以玻璃光纖作為光纖15的一例來進(jìn)行了說明,但在第2實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器20中應(yīng)用的光纖15不限于玻璃光纖。例如，只要是靠玻璃球形透鏡12側(cè)的端面的一部分突出地配置的結(jié)構(gòu)，就也能夠應(yīng)用塑料光纖。例如，作為這樣的塑料光纖，可相當(dāng)于形成用于覆蓋包層的外周的覆蓋層，并且僅芯和包層從覆蓋層的端面突出地配置的情況。并且，在上述實(shí)施方式中，在光準(zhǔn)直器10 (20，30)中，對(duì)玻璃球形透鏡12不從金屬保持件11的開口部Ilb暴露出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。不過，本實(shí)用新型不限于此，如圖11所示，也能夠是玻璃球形透鏡12的一部分從金屬保持件11的開口部Ilb暴露出的結(jié)構(gòu)。圖IlA是表示本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的變形例的側(cè)視圖，圖IlB是表示本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的光準(zhǔn)直器的變形例的側(cè)剖視圖。另外，在該情況下，玻璃球形透鏡12中的與凹陷部lie相對(duì)的部分也與傾斜面Ile1抵接。通過形成為玻璃球形透鏡12從金屬保持件11的開口部11暴露出的結(jié)構(gòu)，容易從光準(zhǔn)直器10(20，30)的外部去除玻璃球形透鏡12的污物。另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)將本實(shí)用新型具體化為光準(zhǔn)直器10(20，30)及其所連接的光連接器的情況進(jìn)行了說明。不過，本實(shí)用新型不限于這些，本實(shí)用新型也成立為由具有上述光準(zhǔn)直器10 (20，30)的金屬保持件11構(gòu)成的光準(zhǔn)直器用保持構(gòu)件。在該情況下，光準(zhǔn)直器用保持構(gòu)件包括例如，由金屬保持件11的整體構(gòu)成的圓筒形狀部；設(shè)在該圓筒形狀部的一端并用于收容玻璃球形透鏡12的收容部Ilc ;設(shè)在圓筒形狀部的另一端并供光 纖13(15)插入的插入孔Ila ;凹陷部lie (llf，llg)，其設(shè)在圓筒形狀部的收容部Ilc的附近的外周，該凹陷部I Ie (llf，Hg)通過使玻璃球形透鏡12的端面和光纖13的端面之中的至少一個(gè)與該凹陷部抵接來對(duì)玻璃球形透鏡12和光纖13之中的至少一個(gè)進(jìn)行定位。附圖標(biāo)記說明100、光連接器；101、半導(dǎo)體激光器芯片；102、殼體；102a、側(cè)面；103、安裝臺(tái)；104、光學(xué)透鏡；105、半導(dǎo)體激光單元；106、開口部；107、插入口 ；108、轉(zhuǎn)接器；10、20、30、光準(zhǔn)直器；11、金屬保持件；lla、插入孔；llb、開口部；llc、收容部；lld、通孔；lle、llf、llg、凹陷部；12、玻璃球形透鏡；13、15、光纖；13a、15a、芯；13b、15b、包層；13c、15c、加強(qiáng)層。
權(quán)利要求1.一種光準(zhǔn)直器，其特征在于，其包括金屬保持件，其具有圓筒形狀；玻璃球形透鏡，其由形成于上述金屬保持件的一端的收容部收容；光纖，其被從形成于上述金屬保持件的另一端的插入孔插入并被固定于規(guī)定位置， 上述玻璃球形透鏡的外徑為0. 3mm I. 5mm，維氏硬度HV為450 700，而且，熱膨脹系數(shù)為60X10_V°C以下， 上述玻璃球形透鏡壓入上述收容部的壓入量為I y m 5 ii m, 上述金屬保持件內(nèi)表面的算術(shù)平均粗糙度為0. 5 y m I. 5 y m。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光準(zhǔn)直器，其特征在于， 使上述玻璃球形透鏡的端面和上述光纖的端面之中的至少一個(gè)與形成在上述金屬保持件的收容部附近的凹陷部抵接來對(duì)上述玻璃球形透鏡的端面和上述光纖的端面之中的至少一個(gè)進(jìn)行定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光準(zhǔn)直器，其特征在于， 在上述金屬保持件的相同圓周之上設(shè)有多個(gè)上述凹陷部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光準(zhǔn)直器，其特征在于， 使上述凹陷部中與上述光纖相對(duì)的部分相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度為20°以下，使上述光纖的端面的一部分與上述凹陷部抵接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光準(zhǔn)直器，其特征在于， 使上述凹陷部中與上述光纖相對(duì)的部分相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度為30° 80°，使構(gòu)成上述光纖的加強(qiáng)層的一部分與上述凹陷部抵接，在比該抵接部分靠上述玻璃球形透鏡的一側(cè)的位置配置構(gòu)成上述光纖的芯和包層的端面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光準(zhǔn)直器，其特征在于， 使上述凹陷部中與上述光纖相對(duì)的部分相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度和上述凹陷部中與上述玻璃球形透鏡相對(duì)的部分相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度為不同的角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光準(zhǔn)直器，其特征在于， 使上述凹陷部中與上述玻璃球形透鏡相對(duì)的部分為傾斜面，上述傾斜面相對(duì)于與上述光纖的插入方向正交的平面的角度為0° 45°，上述玻璃球形透鏡的一部分與上述凹陷部抵接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光準(zhǔn)直器，其特征在于， 通過對(duì)上述凹陷部中與上述玻璃球形透鏡相對(duì)的表面實(shí)施去除加工來形成與上述玻璃球形透鏡抵接的抵接面。
9.一種光連接器，其特征在于，該光連接器連接權(quán)利要求I所述的光準(zhǔn)直器。
專利摘要本實(shí)用新型提供能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和降低制造成本且組裝精度較高的光準(zhǔn)直器，其特征在于，其包括金屬保持件，其具有圓筒形狀；玻璃球形透鏡(12)，其由形成于上述金屬保持件的一端的收容部(11c)收容；光纖(13)，其被從形成于上述金屬保持件的另一端的插入孔(11a)插入并被固定于規(guī)定位置，玻璃球形透鏡(12)的外徑為0.3mm～1.5mm，維氏硬度HV為450～700，而且，熱膨脹系數(shù)為60×10-7/℃以下，玻璃球形透鏡(12)壓入收容部(11c)的壓入量為1μm～5μm，上述金屬保持件內(nèi)表面的算術(shù)平均粗糙度為0.5μm～1.5μm。
文檔編號(hào)G02B3/00GK202563122SQ201220154550
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者武藤?gòu)V行, 石井佳秀, 柳飛沙則, 森谷直彥, 峯成伸 申請(qǐng)人:三菱鉛筆株式會(huì)社