JP2000221367A

JP2000221367A - 光ファイバ突き合わせ装置

Info

Publication number: JP2000221367A
Application number: JP11020777A
Authority: JP
Inventors: Isao Suzuki; 功鈴木
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバの端面どうしを突き合わせて低損
失で光結合する場合の作業効率をコストをかけずに向上
させる。【解決手段】Ｖ溝ブロック１０に設けたＶ溝１１に１
対の光ファイバ２１、２２をセットして軸心合わせす
る。このＶ溝１１の長さ方向の中間に光透過性が良好で
屈折率が所定のものとされたマッチング板１２を配設
し、このマッチング板１２を間に挟んで光ファイバ２
１、２２の端面どうしを突き合わせる。マッチング板１
２は溝１３内に配置されており、この溝１３内にはマッ
チング液１４が貯溜されているため、マッチング液１４
が光ファイバ２１、２２の端面とマッチング板１２との
間に浸入し、その間に空気層が形成されることがなくな
るので、光ファイバ２１、２２の端面でフレネル反射す
ることがなくなり、低損失で結合させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、１対の光ファイ
バの端面どうしを突き合わせて、その間での光結合を少
ない損失で行うようにする光ファイバ突き合わせ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、１対の光ファイバの端面どう
しを突き合わせて、その間での光伝送を少ない損失で行
う場合がある。このような場合は、１対の光ファイバを
一時的に光学的に結合する必要のある場合である。たと
えば、光ファイバの品質管理を行う場合や光スイッチを
構成する場合がこれにあたる。つまり、製造または敷設
された光ファイバに、測定系から伸びてきた光ファイバ
を一時的に結合して、前者の光ファイバに測定光を入射
し、その諸特性を測定し、品質を確認することがしばし
ば行われている。また、光ファイバどうしの突き合わせ
の組み合わせを変えることによって光信号の伝達ルート
を切り換えるというような光スイッチを構成する場合に
も、光ファイバの端面どうしを突き合わせて、その間で
一時的な結合を生じさせる。

【０００３】このように光ファイバの端面どうしを突き
合わせてその間で一時的な結合を生じさせる場合、従来
では、まず、光ファイバの被覆を端部において剥離し、
端面が直角な鏡面となるように切断するという端面処理
（端面出し）を手作業で行い、つぎにこうして準備され
た１対の（あるいは複数対の）光ファイバを同一のＶ溝
内に１対ごとにセットして端面どうしを突き合わせるよ
うにしている。そして、光信号が空気媒体を通ることに
よる端面でのフレネル反射・損失増加を防ぐため、所定
の屈折率のマッチング液（マッチングオイル）をその突
き合わせ端面間に塗布することもある。

【０００４】このような光ファイバの突き合わせは、す
べて作業者の手作業で行うこともあれば、自動化した装
置で行うこともある。自動装置では、端面処理された複
数本の光ファイバを準備しておき、これらを自動搬送機
構やロボットアーム（自動ハンド）などで順次Ｖ溝にセ
ットして突き合わせることになる。このＶ溝へのセット
および突き合わせ（適当な端面間隔の設定）は、その様
子をテレビカメラなどで撮像して画像処理等により自動
的に位置決めすることにより行うこともある。また、端
面間隔設定後、端面でのフレネル反射防止のためにマッ
チングオイルの塗布を自動的に行うよう構成することも
ある。

【０００５】とくに、製造または敷設された光ファイバ
の諸特性を測定し、品質を確認するためにこの被測定光
ファイバにＯＴＤＲ装置（後方散乱光によって被測定光
ファイバの各点での測定を行う装置）に接続された光フ
ァイバを一時的に結合する場合には、つぎのような２つ
の方式のいずれかがとられる。

【０００６】第１の方式では、端面処理された被測定光
ファイバを複数本準備し、予めトレーに配置しておく。
そして、ＯＴＤＲ装置に接続された光ファイバは、Ｖ溝
上にセットしておく。つぎに、トレー上の被測定光ファ
イバを、自動ハンドによってつまみ出して、上記の光フ
ァイバがセットされたＶ溝と同一のＶ溝にセットし、こ
れらの光ファイバの端面同士を突き合わせ、ＯＴＤＲ装
置からの測定光を被測定光ファイバに入射するととも
に、その戻り光をＯＴＤＲ装置に導いて測定を行う。こ
の測定が終了した被測定光ファイバについて、自動ハン
ドで取り出してトレーに移し、その後、トレー上の別の
被測定光ファイバを掴んでＶ溝上にセットする。これを
繰り返して多数本の被測定光ファイバについて順次測定
を行う。つまり、被測定光ファイバを１本ずつ取り出し
てＶ溝へセットし、測定を行う。

【０００７】第２の方式では、端面処理された多数本の
被測定光ファイバを多数のＶ溝のそれぞれに予めセット
しておいて、ＯＴＤＲ装置側の光ファイバ（単心）を、
自動ハンドによってそのＶ溝の一つの片側にセットし、
一つの被測定ファイバのＯＴＤＲ測定を行う。その測定
が終わったら、自動ハンドにより、ＯＴＤＲ装置側の光
ファイバを他のＶ溝にセットし換え、他の被測定光ファ
イバについての測定を行う。これを繰り返して多数本の
被測定光ファイバについて順次測定を行う。ここでは、
被測定光ファイバは予め多数のＶ溝にセットしておいて
ＯＴＤＲ側の光ファイバをこれらのＶ溝に順次乗せ換え
ていく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように作業を人手で行う場合、光ファイバのＶ溝へのセ
ット、突き合わせ、マッチングオイル塗布等をすべて人
の手作業で行うことになり、作業効率が悪いばかりでな
く、突き合わせ時に光ファイバどうしが接触し端面を破
損しやすい、という問題がある。自動運転による省人化
が望まれる。

【０００９】また、従来の自動装置では、ロボットアー
ムによる自動搬送、画像処理による位置決め、マッチン
グオイルの自動塗布等に対する開発コストがかさむとい
う問題がある。また、これを避けるため画像処理によっ
て位置決めしないで、単に光ファイバの端面どうしを接
触させてしまうことも行われているが、その場合は端面
の破損のおそれが非常に高くなる。ＯＴＤＲ側の光ファ
イバは、多数本の被測定光ファイバに結合させなければ
ならないので、これが破損すると、その破損のたびに、
被覆除去、清掃、端面切断という端面処理を行わなけれ
ばならず、多大な手間がかかる。

【００１０】この発明は、上記に鑑み、自動化の種々の
段階に対応でき、突き合わせ作業の効率をコストをかけ
ずに向上させることができる、光ファイバ突き合わせ装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による光ファイバ突き合わせ装置において
は、少なくとも１対の光ファイバを載置することにより
これらの光ファイバを軸心合わせするためのＶ溝が形成
されたＶ溝部材と、該Ｖ溝に配置された少なくとも１対
の光ファイバの端面の間に位置するよう該Ｖ溝の長さ方
向の中間において、該長さ方向に対して略直角に配置さ
れた所定の屈折率のマッチング板とが備えられているこ
とが特徴となっている。

【００１２】１対の光ファイバは、１つのＶ溝に配置さ
れ、マッチング板を介してそれらの端面が突き合わされ
ることになる。このマッチング板は所定の屈折率となっ
ていて、これが端面間に挟まれることにより、端面間で
損失を減少させることができる。のみならず、このマッ
チング板をプラスチック系の表面硬度が比較的低い材質
で構成することによって、突き合わせ時に光ファイバの
端面が破損することを防ぐことができる。そのため、人
手によって突き合わせ位置調整を行う場合でも、あるい
はテレビカメラによるモニター画像の画像処理で位置決
めすることをしないで自動的に突き合わせを行う場合で
も、光ファイバの端面の破損を防ぎ、破損時の手間を回
避することが可能である。

【００１３】さらに、Ｖ溝の長さ方向の中間にマッチン
グ液貯溜用溝を設けて、これにマッチング液を貯溜し、
マッチング板を浸すようにしてもよく、こうすると、マ
ッチング腋がマッチング板の表面に伝わり、光ファイバ
端面とマッチング板との間に隙間ができるような場合で
も、その隙間をマッチング液で埋めて、低損失化を図る
ことができる。つまり、マッチング液の自動的な塗布が
可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの
発明の実施の形態を模式的に示す断面図であり、図２は
同実施形態を模式的に示す斜視図である。これらの図に
示すように、Ｖ溝ブロック１０に形成されたＶ溝１１の
中央部（Ｖ溝１１の長さ方向の中央部）にマッチング板
１２が固定されている。このマッチング板１２は、Ｖ溝
１１の長さ方向の中央部に設けられたマッチング液貯溜
用溝１３内に配設されており、この溝１３内にはマッチ
ング液１４が満たされている。

【００１５】Ｖ溝１１は、端面間を光結合しようとする
１対の光ファイバ２１、２２を軸心合わせするためのも
ので、これら光ファイバ２１、２２をＶ溝１１にセット
するとそれらの軸心が合った状態になる。マッチング板
１２は、たとえばシリコン系シートや高分子系シートあ
るいはアクリル（ＰＭＭＡ等）系シートなどのある程度
の柔軟性のあるプラスチック材で形成されており、厚さ
１０〜２００μｍ程度の薄い箔となっている。このマッ
チング板１２は、光透過性に優れた透明板であるが、そ
の屈折率が、光ファイバ２１、２２の端面が接触したと
きの光反射が少なく、損失が小さくなるような所定の値
をとるものとされている。

【００１６】そのため、Ｖ溝１１上で軸心合わせされた
１対の光ファイバ２１、２２を突き合わせたとき、両者
が直接接触せず、両者の端面はマッチング板１２を中間
に介して対面することになる。このマッチング板１２は
上記のように柔軟性のある材料で形成されているため、
光ファイバ２１、２２の端面が接触してもこれら端面を
破損する危険性はない。そのため、１対の光ファイバ２
１、２２を突き合わせ方向に押し込む作業を手作業で行
う場合でも、あるいはテレビカメラによるモニター画像
の画像処理で位置決めせずに、単に機械により自動的に
行う場合でも、端面破損を起こすことはなく、端面破損
によってかえって手間が増えるという事態を回避するこ
とができる。

【００１７】また、１対の光ファイバ２１、２２を突き
合わせ方向に押し込んで両者の端面をマッチング板１２
に密着させた状態では、それらの端面でのフレネル反射
が抑えられて低損失に結合される。

【００１８】さらに、ここでは、上記のようにこのマッ
チング板１２はマッチング液１４に浸されているため、
マッチング液１４の粘性により、マッチング板１２の表
面全面にこのマッチング液１４が伝わって覆われること
になる。このマッチング液１４はいわゆるマッチングオ
イルであり、光ファイバ２１、２２の端面でのフレネル
反射を抑えて低損失化するような屈折率を有するもので
あって、これが介在することにより空気層が生じること
が完全になくなって、低損失の光結合が可能である。つ
まり、マッチング液１４がない場合よりも、より一層低
損失に光結合できる。

【００１９】この場合、１対の光ファイバ２１、２２を
突き合わせ方向に完全に押し込んで両者の端面をマッチ
ング板１２に密着させなくても、光ファイバ２１、２２
の端面とマッチング板１２との間にマッチング液１４が
浸入するため、その間に空気層が生じることがなくな
る。そのため、光ファイバ２１、２２の端面をマッチン
グ板１２に接触させる必要もなくなるので、その端面の
破損が生じるおそれが皆無となる。

【００２０】図３は、ＯＴＤＲ測定に適用した例を示す
模式的な平面図である。ここでは、結合すべき一方の光
ファイバ２１は、テープ状光ファイバケーブル２３の各
心線となっている。テープ状光ファイバケーブル２３は
製造または敷設されたもので、これから測定しようとす
るものであって、光ファイバホルダ２５によって保持さ
れることによって、その先端の各光ファイバ（心線）２
１がＶ溝ブロック１０のＶ溝１１にセットされる。ここ
では、８本のテープ状光ファイバケーブル２３がセット
されて測定されるものとしている。

【００２１】Ｖ溝ブロック１０には、これら多数の光フ
ァイバ２１の数に対応する数のＶ溝１１が形成されてお
り、それらのＶ溝１１の各々の他方の側（図では右側）
にＯＴＤＲ側の光ファイバ２２がそれぞれセットされ
る。これらの光ファイバ２２もまたテープ状光ファイバ
ケーブル２４の心線となっている。このテープ状光ファ
イバケーブル２４の他端において各光ファイバ（心線）
が光チャンネルセレクタ３１を介してＯＴＤＲ装置３３
に接続されている。この光チャンネルセレクタ３１およ
びＯＴＤＲ装置３３は制御用ＰＣ（コンピュータ）３２
に接続されて制御され、光ファイバ２２の１本ずつが光
チャンネルセレクタ３１により選択されて、その選択さ
れた光ファイバ２２にＯＴＤＲ装置３３からの測定光が
出力されるとともに、その戻り光がＯＴＤＲ装置３３に
送られる。こうして光チャンネルセレクタ３１によって
多数の光ファイバ２２が順次選択されることにより、多
数の被測定光ファイバ２１が１本ずつ順次測定される。

【００２２】したがって、この図３の構成によれば、被
測定側の多数の光ファイバ２１とＯＴＤＲ側の多数の光
ファイバ２２とを端面処理した後、Ｖ溝ブロック１０に
セットしてしまえば、その後のＯＴＤＲ測定および測定
心線切り換えは制御用ＰＣ３２で自動的に行うことがで
きる。

【００２３】図４は、ＯＴＤＲ測定に適用した第２の例
を示す模式的な平面図である。ここでは、図３と同様に
被測定側の多数の光ファイバ２１は予め端面処理した
後、Ｖ溝ブロック１０にセットしておくが、ＯＴＤＲ側
の光ファイバ２２は、１本のテープ状光ファイバケーブ
ル２４に含まれる本数だけとし、これを順次Ｖ溝１１に
セットし直していくという構成をとっている。

【００２４】すなわち、ＯＴＤＲ側の１本のテープ状光
ファイバケーブル２４は図５に示すように光ファイバホ
ルダ２６によって回転ステージ４１上に取り付けられ
る。このホルダ２６とステージ４１とによるテープ状光
ファイバケーブル２４の固定方法としては、たとえば磁
力によるものなどが採用される。その場合、ホルダ２６
とステージ４１との一方または両方に磁石を埋め込んで
おいて磁力で吸引することによってホルダ２６とステー
ジ４１との間にテープ状光ファイバケーブル２４を挟ん
でこれを固定する。なお、固定方法としては、その他、
適当なクランプ機構などを用いることもできる。

【００２５】この回転ステージ４１は、移動ブロック４
２に、回転軸４５を介して取り付けられていることによ
り、矢印Ａに示すように回転することができるようにな
っている。移動ブロック４２は移動ブロック４３上に取
り付けられているが、両者の間には凹凸嵌合によるスラ
イド機構が形成されていて矢印Ｂで示す方向（Ｖ溝１１
の長さ方向）に移動できるようにされている。この移動
ブロック４３は移動ガイド４４上に載せられていて矢印
Ｃ方向（Ｖ溝１１の長さ方向に直角な方向つまりＶ溝１
１の配列方向）に移動できるようにされている。

【００２６】図４のように、被測定側の最初のテープ状
光ファイバケーブル２３の各光ファイバ２１がセットさ
れたＶ溝１１の他端側に、ホルダ２６によって保持され
たＯＴＤＲ側テープ状光ファイバケーブル２４の先端の
光ファイバ２２をセットして、この最初のテープ状光フ
ァイバケーブル２３の光ファイバ２１の各々について、
順次ＯＴＤＲ測定を行う。その際、光チャンネルセレク
タ３１を制御用ＰＣ３２によって制御することによっ
て、最初のテープ状光ファイバケーブル２３に含まれる
複数の光ファイバ２１を１本ずつ順次自動的に切り換え
て測定する。

【００２７】このとき、側面から見ると、図６の（ａ）
に示すように、光ファイバホルダ２６が傾いた状態とさ
れてＯＴＤＲ側光ファイバ２２がＶ溝１１内に押し付け
られるとともに他方の光ファイバ２１側へと前進した状
態となっている。すなわち、移動ブロック４２が移動ブ
ロック４３に対して矢印Ｂ方向に移動することによって
移動ブロック４２、回転ステージ４１および光ファイバ
ホルダ２６が前進し、これにより光ファイバ２２の先端
の端面がマッチング板１２に押し付けられる。

【００２８】この状態で被測定側の最初のテープ状光フ
ァイバケーブル２３の各光ファイバ２１についての測定
が終了したとき、まず、図６の（ｂ）に示すように、矢
印Ｂ方向に、光ファイバホルダ２６が（移動ブロック４
２および回転ステージ４１とともに）後退させられる。
つぎに、図６の（ｃ）に示すように、光ファイバホルダ
２６が矢印Ａ方向に回転させられる。つまり、回転ステ
ージ４１が移動ブロック４２に対して回転させられる。
すると、ＯＴＤＲ側の光ファイバ２２は、図６の（ｃ）
に示すようにＶ溝１１から外れてその上方に位置するよ
うになる。

【００２９】このとき、移動ブロック４３を移動ガイド
４４上で矢印Ｃ方向（図５参照）に移動させ、被測定側
の２番目のテープ状光ファイバケーブル２３の各光ファ
イバ２１がセットされたＶ溝１１上に、ＯＴＤＲ側光フ
ァイバ２２が位置するようにする。そして、回転運動と
前進移動とによって図６の（ａ）のような状態として被
測定側の２番目のテープ状光ファイバケーブル２３の各
光ファイバ２１についての測定を同様にして行う。

【００３０】これを繰り返すことによって、被測定側の
多数のテープ状光ファイバケーブル２３について順次Ｏ
ＴＤＲ測定を行うことができる。上記の前進・後退、回
転運動は、回転ステージ４１や移動ブロック４２、４３
等に組み込まれた駆動装置（モーター）を制御すること
によって自動的に行わせることもできる（Ｃ方向の移動
量は、Ｖ溝１１の間隔が予め分かっているため容易であ
る）が、手動による操作も可能である。また、これらの
機構を用いることなく、一般的なロボットアームを用い
て上記の各工程を行うことも可能である。

【００３１】なお、ここでは、ＯＴＤＲ側の１本のテー
プ状光ファイバケーブル２４を光ファイバホルダ２６で
保持することによりそれに含まれる多数の光ファイバ２
２の全体を移動させるようにしているが、１本の光ファ
イバ２２を１本用の光ファイバホルダ（図示しない）に
よって保持して、Ｖ溝１１の一つずつに順次移動させて
セットし直すように構成することもできる。この場合は
光チャンネルセレクタ３１は不要となる。

【００３２】さらに、マッチング液貯溜用溝の形状等は
種々のものが考えられる。たとえば、図７に示すように
断面が円形のマッチング液貯溜用溝１５を設け、この中
にマッチング液１４を満たすとともに、マッチング板１
２を固定するようにしてもよい。

【００３３】その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲
で、具体的な構造等については種々に変更することが可
能である。測定すべき光ファイバがテープ状光ファイバ
ケーブルの場合だけでなく、単心光ファイバケーブルの
場合でも同様にこの発明が適用できることはもちろんで
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光ファ
イバ突き合わせ装置によれば、光ファイバの端面どうし
を突き合わせて低損失で光結合する場合の作業効率をコ
ストをかけずに向上させることができる。また突き合わ
せ作業の自動化の種々の段階にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す模式的な断面図。

【図２】同実施形態の模式的な斜視図。

【図３】同実施形態をＯＴＤＲ測定に適用した第１の例
を示す模式的な平面図。

【図４】同実施形態をＯＴＤＲ測定に適用した第２の例
を示す模式的な平面図。

【図５】同第２の例の模式的な斜視図。

【図６】同第２の例の動作を説明するための模式的な側
面図。

【図７】他の実施の形態を示す模式的な断面図。

【符号の説明】

１０Ｖ溝ブロック１１Ｖ溝１２マッチング板１３、１５マッチング液貯溜用溝１４マッチング液２１、２２光ファイバ２３、２４テープ状光ファイバケーブル２５、２６光ファイバホルダ３１光チャンネルセレクタ３２制御用ＰＣ３３ＯＴＤＲ装置４１回転ステージ４２、４３移動ブロック４４移動ガイド４５回転軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１対の光ファイバを載置する
ことによりこれらの光ファイバを軸心合わせするための
Ｖ溝が形成されたＶ溝部材と、該Ｖ溝に配置された少な
くとも１対の光ファイバの端面の間に位置するよう該Ｖ
溝の長さ方向の中間において、該長さ方向に対して略直
角に配置された所定の屈折率のマッチング板とからなる
光ファイバ突き合わせ装置。
【請求項２】少なくとも１対の光ファイバを載置する
ことによりこれらの光ファイバを軸心合わせするための
Ｖ溝および該Ｖ溝の長さ方向の中間に位置するマッチン
グ液貯溜用溝が形成されたＶ溝部材と、上記Ｖ溝に配置
された少なくとも１対の光ファイバの端面の間に位置し
かつ上記マッチング液貯溜用溝内のマッチング液に浸さ
れるよう、該Ｖ溝の長さ方向に対して略直角に配置され
た所定の屈折率のマッチング板とからなる光ファイバ突
き合わせ装置。