JP2003194667A

JP2003194667A - 光ファイバ端面検査装置

Info

Publication number: JP2003194667A
Application number: JP2001399917A
Authority: JP
Inventors: Shuichiro Asakawa; 修一郎浅川; Yoshiteru Abe; 宜輝阿部
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨等により形成された接続用光ファイバ端
面の形状を検査する装置を提供する。【解決手段】複数本の光ファイバ１に対し、該光ファ
イバ端面１ａの位置をそろえて互いに平行に保持する光
ファイバホルダ２と、前記光ファイバ端面１ａにレーザ
光を照射するレーザ光源３と、前記レーザ光４ａに対
し、前記光ファイバ端面１ａにおいて前記光ファイバ１
同士の中心間隔より小さな直径を有する光束に集光する
レンズ５と、前記光ファイバ端面１ａで反射されたレー
ザ光４ｂを受光して前記光ファイバ端面１ａの傾きを測
定する測定手段であるスクリーン７と、前記レーザ光が
照射される前記光ファイバ端面１ａが変更されるよう
に、前記光ファイバホルダ２もしくは前記光源３を移動
させるステージとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の光ファイバ
同士を一括して接続する光ファイバコネクタ、あるいは
基板上に作製された複数の光導波路と複数の光ファイバ
とを接続する光導波路／光ファイバ・コネクタを作製す
る工程において、研磨等により形成された接続用光ファ
イバ端面の形状を検査する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、インターネットが急激に普及する
と共に、動画や音声などの大量の情報を短時間で伝送で
きる大容量なネットワークシステムの需要が高まってい
る。そこで、今後は、このような高性能なネットワーク
を実現するために、光ファイバ通信を基盤とする光ネッ
トワークが拡大することが予想される。光ネットワーク
を普及させるためには、各種の光部品、あるいはそれら
を用いて構成される光送受信装置、光交換装置などの各
種の光装置の高機能化および経済化が必要である。

【０００３】光ファイバコネクタは、光ファイバ同士を
光接続する、すなわち片方の光ファイバを伝搬する光が
もう片方の光ファイバに伝搬することができるような状
態にする機能を持った光部品である。以下、光接続を単
に接続と称することにする。光ファイバコネクタは、光
ネットワークシステムを構築する上での重要かつ多数使
用される光部品であり、光ファイバ伝送路や光装置にお
いて、光ファイバ同士を接続するために使用される。こ
れまでに、単心用光ファイバコネクタとしてＳＣ形、Ｍ
Ｕ形光コネクタ、多心用光ファイバコネクタとしてＭＴ
形光コネクタ等が開発され、使用されている。しかし、
今後の光ネットワークシステムの高度化、大規模化に伴
い、光ファイバ伝送路や光装置において、接続すべき光
ファイバの本数が大幅に増大すると予想される。これに
伴い、光ファイバコネクタに対し、小型でかつ多数本の
光ファイバを一括して接続すること、すなわち高密度多
心接続が可能であり、さらに低価格であること等が要求
されている。

【０００４】そこで、このような要求を満たせる可能性
を持つ光ファイバコネクタとして、特開平９−１５９８
６０号公報に開示されたものがある。図７にこの光ファ
イバコネクタの概略を示す。この光コネクタは、図７
（ａ）に断面図として示すように、被覆が除去されてい
る。すなわち裸状態の光ファイバ１−１を固定した第１
のプラグ２０−１、アダプタ２１、第１のプラグ２０−
１と同様に光ファイバ１−２を固定した第２のプラグ２
０−２から構成されている。そして、図７（ｂ）に示す
ように、第１のプラグ２０−１および第２のプラグ２０
−２をアダプタ２１に対して両端から連結することによ
り、第１および第２のプラグ２０−１，２にそれぞれ固
定されている光ファイバ１−１，２は、それぞれ対向す
る先端面が接合し、両光ファイバ１−１，２は接続され
る。

【０００５】更に詳しくは、第１のプラグ２０−１にお
いて、光ファイバ１−１は片持ち梁を形成する状態で固
定され、第２のプラグ２０−２においても光ファイバ１
−２は同様に固定される。ここで、第１のプラグ２０−
１においては、光ファイバ１−１の先端は、プラグの先
端から適当な長さ（ΔＬ）だけ突出している。また、第
２のプラグ２０−２においては、光ファイバ１−２の先
端は、プラグ２０−２の端面と同一面にある。光ファイ
バ１−１，２の端面は、軸方向に垂直かつ平滑な面に加
工されている。一方、アダプタ２１は、第１および第２
のプラグ２０−１，２の光ファイバがそれぞれ両側から
挿入される整列部材２１ａを有し、その孔の内径は、光
ファイバ１−１，２の先端が接合する位置において、光
ファイバ１−１，２の外径（約１２５μｍ）にほぼ等し
い。

【０００６】第１および第２のプラグ２０−１，２をそ
れぞれアダプタ２１に連結すると、光ファイバ１−１，
２の端面同士が接合する。この時、上記ΔＬに基づき、
光ファイバ１−１は整列部材２１ａの外側のプラグ２０
−１の空洞部において座屈する。座屈した光ファイバ１
−１は元の長さに伸びようとする弾性力を発揮するた
め、光ファイバ１−１，２の端面同士は適当な荷重で接
合する。これにより、光ファイバ１−１，２の端面同士
は密着した状態になる。この状態はＰＣ（Physical Con
tact）と呼ばれる。この状態では、光ファイバ１−１，
２の端面同士の間に光の反射の原因となる空気と光ファ
イバ端面との界面が無くなるために、光ファイバを伝搬
する光が上記接合面において伝搬方向と反対方向に反射
する光のパワーは著しく小さくなる。言い換えれば、接
合面における反射減衰量は大きくなる。

【０００７】この光ファイバコネクタは、従来の光ファ
イバコネクタと比べて、フェルールを用いる必要がな
く、空間的に高密度に光ファイバ１−１，２を配置する
ことができる。また、光ファイバ１−１，２の間隔や整
列部材２１ａの孔の間隔が高精度である必要がなく、光
ファイバ１−１，２が対応する整列部材２１ａの孔に挿
入できれば、対向する光ファイバ同士を高精度に整列さ
せることができ、低い接続損失を容易に得ることができ
る。

【０００８】一方、基板形光導波路を基本として構成さ
れる光送受信器、光分配器、光交換器、波長合分波器等
の光モジュールは、各種の光装置を構成する重要な光部
品である。以下、基板形光導波路を単に光導波路と呼
ぶ。これらの光モジュールには、外部に対して光信号の
入力、出力を行うために、通常は光ファイバが接続され
る。現状では、光モジュールと光ファイバとの接続、言
い換えると光導波路と光ファイバとの接続は、接着剤や
融着法を用いた永久接続が主流であり、接続とその解除
を繰り返すことはできない。従って、光ファイバが接続
された状態でモジュールをプリント基板に実装しなけれ
ばならず、このことが光モジュール自体および他の部品
の実装に支障をきたし、実装コストを割高にする原因に
なっていた。

【０００９】また、特願平８−７７２８２号公報には、
複数本の光ファイバと光導波路との一括した接続とその
解除を繰り返すことができる光導波路／光ファイバ・コ
ネクタが記載されている。このコネクタを上記の光モジ
ュールに適用して、光モジュールと光ファイバとの接続
をコネクタ化することにより、光モジュールは光ファイ
バが無い状態でプリント基板に実装することができる。
これにより、光モジュールやその他の光部品や電子部品
をプリント基板に実装することが容易になり、実装コス
トを削減することができる。

【００１０】図８に前記光導波路／光ファイバ・コネク
タの概略を示す。この光コネクタは図８（ａ）の断面図
に示すように、光導波路基板２４にはジャック２２が装
着され、また光導波路基板２４の端面には、ガイド部材
２３が装着される。プラグ２０には、片持ち梁を形成す
るように光ファイバ１が固定されている。ここで、プラ
グ２０内の光ファイバ１は裸状態であり、その先端はプ
ラグ２０の先端より適当な長さ（ΔＬ）だけ突き出して
いる。また、光ファイバ１の端面は、軸方向に垂直かつ
平滑な面に加工されている。ガイド部材２３は、光導波
路２５と光ファイバ１との光軸を合わせるための挿通孔
２３ａを有する。そして、図８（ｂ）に示すように、ジ
ャック２２にプラグ２０を挿入し嵌合させると、光ファ
イバ１は挿通孔２３ａに挿入され、光ファイバ１の端面
は光導波路２５の端面に突き当たり、光導波路２５と光
ファイバ１とが接続される。このとき、プラグ２０の端
面と光ファイバ１の端面が光導波路基板２４の端面に突
き当たるために、光ファイバ１のプラグ２０端面からの
突き出し（ΔＬ）により、光ファイバ１はプラグ２０の
空洞部において座屈して撓む。そして、光ファイバ１が
元の長さに伸びようとする弾性力により光ファイバ１の
端面は光導波路２５端面に適当な荷重で押圧される。こ
れにより、光ファイバ１端面と導波路２５端面とのＰＣ
が実現する。そして、光導波路２５から光ファイバ１
へ、あるいは光ファイバ１から光導波路２５へと光が伝
搬するとき、両端面の接触部分においての反射戻り光の
パワーは非常に小さくなる。このコネクタも裸状態の光
ファイバ１を収容するので、高密度に光ファイバ１を配
置することができ、小形かつ高密度な多心接続が可能に
することができる。以後、光ファイバの座屈に基づくＰ
Ｃを利用した上記の光ファイバコネクタおよび光導波路
／光ファイバ・コネクタを総称して単にコネクタと呼ぶ
ことにする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】コネクタにおいて、光
ファイバの座屈により生じた力により接続面のＰＣを達
成するために、接続面となる光ファイバ端面は軸方向に
対して垂直かつ平滑な面である必要がある。詳細に言え
ば、理想的な垂直面に対する実際の端面の角度誤差（Δ
θ）を適当な値（角度誤差の許容値）以下にする必要が
ある。もし、角度誤差が大きい場合は、光ファイバの座
屈による荷重では、接続面のＰＣを実現することができ
ず、十分な反射減衰量を達成できなくなる。そこで、光
ファイバの端面を研磨により形成した後、光ファイバ端
面の角度誤差を計測し、角度誤差が許容範囲に収まって
いるか否かを検査する必要がある。コネクタが複数の光
ファイバを有する場合、言い換えると多心形の場合、そ
の作製において、複数の光ファイバはアレイ状態（複数
の光ファイバが一定間隔で平行に整列した状態）で端面
の研磨、端面の検査および被覆除去などの加工工程を経
てプラグに固定できれば、光ファイバを個別に加工して
からプラグに固定する場合よりも低コストでコネクタを
作製することができる。

【００１２】なお、ＳＣ形やＭＵ形光コネクタでは、接
続面のＰＣを達成するために、フェルール端面を凸球面
形状に研磨しているが、裸ファイバを用いた前述のコネ
クタでは、光ファイバの直径は約０．１２５ｍｍと小さ
く、端面が平坦でも十分にＰＣを達成することができ
る。

【００１３】これまで光ファイバ端面の角度誤差を計測
する方法としては、（１）顕微鏡による光ファイバ端面
の観察、（２）光の干渉を利用した方法、（３）光ビー
ムの反射角度を利用した方法などがある。

【００１４】（１）の方法では、図９に示すように、光
ファイバの軸方向に対して垂直な方向から顕微鏡で検査
すべき光ファイバ端面１ａを観察する。この方法は、簡
便ではあるが、角度誤差の計測精度に問題がある。ま
た、一般的に研磨で形成した光ファイバ端面は、理想的
な垂直面に対して必ずしも特定の方向に傾くとは限らな
い。つまり、光ファイバ端面が上側に傾いたり、横側に
傾くこともある。従って、観察中に光ファイバ１を軸周
りに回転させて、端面の傾きが最も大きくなるところで
傾きを計測する必要がある。光ファイバ１がアレイ状態
の場合には、個々の光ファイバを個別に回転させること
はできないので、計測することはできない。

【００１５】図１０は（２）の方法を実施するための構
成の一例である。光ファイバ端面１ａから反射した光と
ハーフミラー１０から反射した光とを干渉させて、干渉
縞を生じさせる。そして、この干渉縞を画像処理するこ
とにより、光ファイバ端面１ａの傾き、すなわち角度誤
差が求められる。しかし、この方法では、顕微鏡１４の
ピント合わせに手間がかかり、また前記の画像処理にも
多少の時間を要するので、光ファイバ１本当たりの計測
時間が十分に短くすることは困難である。さらに、十分
な精度で端面の傾きを計測するためには、装置が高額に
なるという問題もある。

【００１６】（３）の方法は、松永等より報告されてい
る（１９９８年電子情報通信学会総合大会，Ｃ−３−５
２，１９９８年３月）。図１１に示すように、測定すべ
き光ファイバ端面１ａに可視のレーザビーム４ａを照射
し、端面から反射したレーザビーム４ｂをスクリーン７
に到達させて端面の傾きを計測する方法である。より詳
しくは、光ファイバ１を真空吸引用溝２６により真空状
態で吸着する光ファイバホルダ２に光ファイバ１は保持
される。光ファイバ１を中心軸を一定にした状態で軸周
りに回転させると、光ファイバ端面１ａから反射したレ
ーザビーム４ａがスクリーン７上に到達する位置、すな
わちスポット１３も円軌道上を回転する。光ファイバ端
面１ａの角度誤差をΔθ、光ファイバ端面１ａからスク
リーン７までの距離をＬとすると、この円軌道１３ａの
直径は、おおよそ２Ｌ tan（２Δθ）となる。従って、
この円軌道１３ａの直径を測ることにより、Δθを求め
ることができる。この方法を実施する装置は簡便であ
り、光ファイバ端面１ａの傾きを容易に短時間で計測す
ることができる。しかし、光ファイバ１がアレイ状に整
列し、光ファイバ同士の間隔が狭い場合は、この方法を
適用することは困難である。

【００１７】従来よりアレイ状態で光ファイバの端面を
研磨したり、被覆を除去する技術は確立されているが、
以上に述べたように、容易に短時間でアレイ状態の光フ
ァイバ端面の角度誤差を計測することは困難であった。
従って、多心形のコネクタを作製する場合は、アレイ状
態の複数の光ファイバを一括して研磨した後、アレイ状
態を解除し、個別に光ファイバ端面を検査し、再びアレ
イ状態に整列させプラグに固定していた。そこで、前述
のように低コストでコネクタを作製するために、複数の
光ファイバの端面をアレイ状態のまま、簡便かつ短時間
で検査することができる装置の発明が望まれていた。

【００１８】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、アレイ状
態に整列した複数本の光ファイバの端面を短時間で簡単
に検査でき、かつ低価格な光ファイバ端面の検査装置を
提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに第１の発明は、複数本の光ファイバに対し、該光フ
ァイバ端面の位置をそろえて互いに平行に保持する光フ
ァイバホルダと、前記光ファイバ端面にレーザ光を照射
するレーザ光源と、前記レーザ光に対し、前記光ファイ
バ端面において前記光ファイバ同士の中心間隔より小さ
な直径を有する光束に集光するレンズと、前記光ファイ
バ端面で反射されたレーザ光を受光して前記光ファイバ
端面の傾きを測定する測定手段と、前記レーザ光が照射
される前記光ファイバ端面が変更されるように、前記光
ファイバホルダもしくは前記光源を移動させる移動手段
とを備えることを特徴とする光ファイバ端面検査装置に
ある。

【００２０】また、第２の発明は、第１の光ファイバ端
面検査装置の発明において、前記光ファイバ端面で反射
されたレーザ光を受光し、反射して、前記スクリーンま
たはカメラにレーザ光を送るミラーを備えたことを特徴
とする光ファイバ端面検査装置にある。

【００２１】また、第３の発明は、第１又は２の光ファ
イバ端面検査装置の発明において、前記測定手段がスク
リーンまたはカメラであることを特徴とする光ファイバ
端面検査装置にある。

【００２２】すなわち、本発明では、光コネクタの製造
過程で、光ファイバの端面を検査する装置に関し、光フ
ァイバ端面にレーザ光を照射して反射光を測定手段であ
るスクリーンで受光するようにしたものである。前記ス
クリーン上にはあらかじめ、傾きのない完全な端面から
反射光位置に対応する基準位置が設けられ、端面の傾き
は反射光がスクリーン上の基準面からどれだけ離れた位
置に投影されるかで判定することができる。

【００２３】本発明によれば、検査機構を移動させて１
本１本の測定を行うことができるので、ファイバをアレ
イ状に整列させたままで検査を行うことができ、検査手
順が簡略化される。また、ファイバをアレイ状に並べた
まま次の工程に進むことができるので、光コネクタ製造
工程も簡略化され、光コネクタの製造コストを下げるこ
とができる。

【００２４】

【作用】例えばレーザ光源として可視光を用いることに
より、測定手段であるスクリーン上のスポットの位置を
肉眼で直接に観察することができ、また、スクリーン上
に目盛りを描いておけば、スポットの位置から直ちに光
ファイバ端面の角度誤差を読むことができる。従って、
コンピュータを用いた画像処理等を行わなくても、十分
短時間で角度誤差を読みとることができる。

【００２５】また、レーザ光源から出力されたレーザビ
ームをレンズにより集光することにより、効率良くレー
ザビームは光ファイバ端面に照射され、光ファイバ端面
で反射したレーザビームの強度が高くなるので、スクリ
ーン上のスポットの位置が鮮明に分かるようになる。そ
して移動手段である送りステージの上に光ファイバホル
ダを設置し、送りステージにより光ファイバの長手方向
に対して直角方向に光ファイバを移動させることによ
り、レーザビームが照射される光ファイバ端面を変更す
ることができる。

【００２６】また、光ファイバホルダが、複数本の光フ
ァイバを互いに平行に保持することにより、レーザビー
ムが端面に照射されるときは、どの光ファイバの中心軸
も同一の方向を向くので、スクリーン上の基準位置は一
定の位置となる。光ファイバを互いに平行に保持する光
ファイバホルダは、Ｖ溝基板を用いて容易に構成するこ
とができる。そして、Ｖ溝の本数に応じて光ファイバホ
ルダに保持できる光ファイバの本数も定められ、１００
本以上の光ファイバでも同時に光ファイバホルダに保持
させ連続して検査することができる。

【００２７】また、光ファイバを光ファイバホルダに保
持したとき、長手方向についての光ファイバ端面の位置
については、その位置が多少変更してもレーザビームは
光ファイバに照射されるので、正確に設定する必要はな
い。また光ファイバホルダにおいて、各光ファイバは平
行に保持されることが条件であり、横方向の位置も任意
である。言い換えれば、光ファイバは光ファイバホルダ
に容易にセットすることができる。光ファイバ端面が欠
けや折れにより極度に変形している場合には、スポット
の光強度が弱ったり、スポットの形状が円状でなかった
り、スポットが現れなかったりするので、そのような光
ファイバ端面の異常を検知することができる。

【００２８】測定手段であるスクリーン上において、基
準位置からスポットの中心点までの距離を肉眼で正確に
判別できるようにするためには、被検査光ファイバ端面
からスクリーンまでの反射レーザビームの光路の長さが
ある程度必要になるが、ミラーあるいはハーフミラーを
導入して、反射レーザビームの光路を曲げることによ
り、装置の最大寸法を小さくすることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明するが、本発明はこれら実施形態に限定さ
れるものではない。

【００３０】［第１の実施の形態］図１は、本発明に係
る光ファイバ端面の検査装置の第１の実施の形態を説明
する図である。図１は装置全体の構造を表す平面図、図
２は図１において光ファイバ１および光ファイバホルダ
２を光ファイバ端面１ａ側から見て拡大して示した斜視
図、図３は図１における測定手段であるスクリーン７を
正面から拡大して見た平面図である。本実施の形態にか
かる光ファイバ端面検査装置は、複数本の光ファイバ１
に対し、該光ファイバ端面１ａの位置をそろえて互いに
平行に保持する光ファイバホルダ２と、前記光ファイバ
端面１ａにレーザ光を照射するレーザ光源３と、前記レ
ーザ光４ａに対し、前記光ファイバ端面１ａにおいて前
記光ファイバ１同士の中心間隔より小さな直径を有する
光束に集光するレンズ５と、前記光ファイバ端面１ａで
反射されたレーザ光４ｂを受光して前記光ファイバ端面
１ａの傾きを測定する測定手段であるスクリーン７と、
前記レーザ光が照射される前記光ファイバ端面１ａが変
更されるように、前記光ファイバホルダ２もしくは前記
光源３を移動させる移動手段である送りステージ１５と
を備えるものである。

【００３１】ここで、図１に示すように、端面を検査し
ようとするアレイ状態の複数本の光ファイバ１は、光フ
ァイバホルダ２に保持される。可視光のレーザ光源３か
ら発信されたレーザビーム４ａは、レンズ５を通過する
ことによりビーム径が縮小され、光ファイバ端面１ａに
到達する。光ファイバ端面１ａで反射したレーザビーム
４ｂは、スクリーン７に到達する。そして、反射レーザ
ビーム４ｂが到達したスクリーン７上の位置、すなわち
スポット１３と基準位置７ｂとの距離（Ｒ）から角度誤
差（Δθ）が求められる。規定したΔθの許容値に対し
て求めたΔθが小さければ合格（使用可能）、大きけれ
ば不合格（使用不可）と判断される。送りステージ１５
により光ファイバホルダ２を横方向に移動手段により移
動すると、レーザビーム４ａが照射される光ファイバ端
面１ａが変更され、他の光ファイバ１についても同様に
検査される。前記移動手段としては、例えば移動送りス
テージなどを例示することができる。

【００３２】すなわち、この検査装置を用いた光ファイ
バ端面１ａの検査手順はおおよそ次のようになる。先ず
作業者は光ファイバ１のアレイを光ファイバホルダ２に
セットする。次に送りステージ１５を操作してレーザビ
ーム４ａが照射される光ファイバ端面１ａを変更しなが
ら、スクリーン７のスポット１３の位置を観察し、光フ
ァイバ端面１ａの角度誤差についての合否を判定する。

【００３３】より具体例に基づき詳しく述べると、光フ
ァイバ１の被覆部の外径は例えば０．２５ｍｍであり、
０．２５ｍｍ間隔に平行に整列したアレイ状態になって
いる。光ファイバ１はこの状態で光ファイバホルダ２に
保持される。光ファイバホルダ２は、平行でかつ０．２
５ｍｍ間隔のＶ溝を有する基板２ｂと押さえ板２ａから
構成されており、それらで光ファイバ１をはさむことに
より、光ファイバ１はＶ溝に沿って互いに平行に保持さ
れる。光ファイバホルダ２は送りステージ１５の上に設
置されている。送りステージ１５の送りにより、光ファ
イバホルダ２が光ファイバ１の中心軸と垂直方向に移動
することにより、レーザビーム４ａが照射される光ファ
イバ端面１ａが変更される。

【００３４】レーザ光源３は、Ｈｅ−Ｎｅレーザであ
り、レーザ光は可視光である。出力されたレーザビーム
４ａのビーム径は約２ｍｍである。レンズ５の焦点距離
は３００ｍｍとし、レンズ５から光ファイバ端面１ａま
での距離もおおよそこの長さとした。また光ファイバ端
面１ａからスクリーン７までの距離も３００ｍｍに設定
した。レーザビーム４ａは、レンズ５によって絞られ、
光ファイバ端面１ａに到達したときビーム径は０．１５
ｍｍ程度になる。この程度のビーム径の場合、レーザビ
ーム４ａは、直径約０．１２５ｍｍの光ファイバ端面全
体に照射されるが、隣接する他の光ファイバ端面１ａに
は照射されない。

【００３５】レーザ光源３からのレーザビームを直接に
光ファイバ端面１ａに照射すると、複数の光ファイバ端
面１ａに照射され、スクリーン７に複数のスポットが現
れ、どのスポットがどの光ファイバ端面１ａに相当する
のかが分からなくなる。レーザビーム４ａをレンズ５で
絞ることにより、反射レーザビーム４ｂの光強度は大き
くなり、スポット１３は鮮明になる（図３参照）。

【００３６】スクリーン７において、基準位置７ｂは、
光ファイバ端面１ｂが理想的に垂直の時（Δθ＝０°）
のスポット１３の中心位置である。基準位置７ｂからス
ポット１３の中心までの距離をＲ、光ファイバ端面１ａ
からスクリーン７までの距離をＬとすると、光ファイバ
端面１ａの角度誤差Δθは、おおよそ以下のように表さ
れる。Ｒ≒Ｌ tan（２Δθ）図３に示されるように、特定の角度誤差Δθに対応した
半径Ｒの同心円の目盛り７ａをスクリーン７に描いてお
けば、角度誤差Δθを容易に読みとることができる。

【００３７】一般に、光コネクタの作製工程において
は、Δθの値を読みとる必要はなく、合格，不合格（Δ
θが許容誤差を超えているか否か）を判定するだけであ
る。そこで、許容誤差に対応する目盛りを描いておき、
スポット１３がその目盛りを越えているか否かを観察す
るだけで、合格，不合格の判定をすることができる。Ｒ
やスポット１３の大きさは、レンズ５から光ファイバ端
面１ａまでの距離（レンズ５の焦点距離）および光ファ
イバ端面１ａからスクリーン７までの距離によって変わ
るので、正確にΔθが読み取れるようなスポット１３や
Ｒが適度な大きさになるように、検査装置の大きさも加
味して、それらの距離を決める必要がある。

【００３８】スクリーン７において、ＲからΔθが求め
られるが、それと同時に基準位置７ｂに対するスポット
１３の方向から光ファイバ端面１ａの傾きの方向を求め
ることができる。また、光ファイバ端面１ａが平面では
なく、凸球面形状になっている場合は、光ファイバ端面
１ａで反射したレーザビーム４ｂは広がるので、スポッ
ト１３の広がりの度合いから、凸球面形状の曲率をおお
よそ見積もることができる。但し、この実施形態の場
合、光ファイバ端面１ａが平坦面の場合でも、反射レー
ザビーム４ｂは広がるので、光ファイバ端面１ａが平坦
な場合のスポット１３と比較する必要がある。さらに、
光ファイバ端面１ａが欠けていたりする場合には、反射
レーザビーム４ｂの強度が減少して、スポット１３の光
強度が弱くなったり、現れなくなる。これにより、反射
レーザビーム４ｂの強度の減少を観察することにより、
光ファイバ端面１ａに上記のような異常があることを検
知することができる。

【００３９】光ファイバホルダ２において、押さえ板２
ａは適度な重量を有し、各Ｖ溝に載せられた光ファイバ
１の上に載せているだけである。バネやネジを用いて押
さえ板２ａを光ファイバに対して押圧することも考えら
れるが、過剰に押圧すると、光ファイバ１が湾曲して端
面１ａが傾き、Δθの計測誤差が大きくなる可能性があ
る。この実施形態では、光ファイバホルダ２は被覆部１
ｂを保持しているが、先端から適度な長さだけ被覆が除
去されている場合は、裸部１ｃを保持するような光ファ
イバホルダ２を用いることもできる。光ファイバホルダ
２を構成するＶ溝基板２ｂにおいて、例えばＶ溝の間隔
を０．２５ｍｍ、本数を１００本とすれば、０．２５ｍ
ｍ間隔の１００本の光ファイバ１を光ファイバホルダ２
に保持することができ、それらの光ファイバ１の端面１
ａを連続して検査することができる。あるいは、１６心
の光ファイバアレイ（整列状態の１６本の光ファイバ）
を５個程度セットでき、それらの光ファイバアレイを連
続して検査することができる。光ファイバ１を光ファイ
バホルダ２に保持する際、光ファイバ端面１ａの前後方
向の位置は規定位置よりも多少ずれても、レーザビーム
４ａは光ファイバ端面１ａに照射されるので、計測に支
障はない。言い換えると、光ファイバ１は、光ファイバ
ホルダ２へ容易にセットすることができる。

【００４０】光ファイバホルダ２としては、光ファイバ
１の被覆部１ｂや裸部１ｃの外径とほぼ等しい内径の孔
を複数有する部材を用いることもできる。この場合、光
ファイバ１をこれらの孔に挿入することにより整列させ
る。レーザ光源３としては、可視光の半導体レーザなど
も用いることができる。半導体レーザを用いる場合は、
それに付随しているコリメートレンズをレンズ５として
用いることができる。光ファイバ先端１ａの外周のエッ
ジを円錐状に面取りして光ファイバ端面１ａの面積が減
少している場合でも、レーザビーム４ａを絞っているの
で、十分な強度の反射ビーム４ｂを得ることができる。

【００４１】この実施形態では、理想的に垂直な端面に
対する光ファイバ端面１ａの角度誤差Δθが計測される
が、例えば、任意に８°斜め研磨した光ファイバ端面を
検査することも可能である。この場合は、基準となる８
°斜め端面を有する光ファイバでレーザビーム４ａを反
射させたときのスポット１３の位置を基準位置７ｂとし
ておく。さらに、この実施形態では、光ファイバ端面を
計測の対象としているが、フェルールなどの部材の端面
の傾きの計測にも応用することもできる。

【００４２】［第２の実施の形態］図４は、本発明に係
る光ファイバ端面の検査装置の第２の実施の形態を説明
する図である。本実施の形態においては、図４に示すよ
うに、装置の基本的な構成は、先に述べた第１実施形態
と同様である。但し、レーザ光源３から出力されたレー
ザビーム４ａは、コリメータ６により、適当なビーム径
に縮小される。また、レーザビーム４ａおよび光ファイ
バ１ａから反射したレーザビーム４ｂをおおよそ直角に
反射させるミラー９を有している。ミラー９によりレー
ザビーム４ａ，４ｂの光路を曲げることにより、実施形
態１に比べて装置の最大寸法を小さくすることができ
る。

【００４３】ミラーを２個以上用いれば、さらに装置を
コンパクトにすることができる。レーザ光源３からのレ
ーザビーム４ａを孔が開いた不透明な板に通すことによ
りビーム径を小さくすることも考えられるが、レーザビ
ーム４ａのパワーを無駄にする欠点がある。

【００４４】［第３の実施の形態］図５は、本発明に係
る光ファイバ端面の検査装置の第３の実施の形態を説明
する図である。図５に示すように、レーザ光源３から出
力されたレーザビーム４ａはコリメータ６によりビーム
径を小さくし、ハーフミラー１０を通過して、光ファイ
バ端面１ａに到達する。そこで反射したレーザビーム４
ｂは、ハーフミラー１０で反射され、測定手段であるカ
メラ１１に到達する。このカメラ１１は、実施形態１の
スクリーン７に相当する。カメラ１１に取り込まれた画
像は、モニタ８で映し出され、スポット１３の位置から
光ファイバ端面１ａの角度誤差Δθが計測される。

【００４５】また、この装置では、以下のように自動的
に角度誤差Δθを計測することができる。光ファイバホ
ルダ２は自動送りステージ１５ａに設置されており、コ
ンピュータ１２が自動送りステージ１５ａを制御しなが
ら、前記画像を取り込み、画像処理することにより、各
光ファイバ端面１ａのΔθを求める。これにより、作業
者が光ファイバ１ａを光ファイバホルダ２にセットすれ
ば、後は自動的にΔθを計測することができる。ハーフ
ミラー１０で反射レーザビーム４ｂを反射させることに
より、装置の最大寸法を小さくすることができる。

【００４６】［第４の実施の形態］図６は、本発明に係
る光ファイバ端面の検査装置の第４の実施の形態を説明
する図である。ここで、本実施の形態の基本的な装置の
構成は、先に述べた第３実施の形態と同様である。但
し、この装置では、レーザ光源３、ハーフミラー１０お
よびスクリーン７が送りステージ１５の上に設置されて
いる。送りステージ１５によりレーザ光源３等を移動さ
せることにより、レーザビーム４ａが照射される光ファ
イバ端面１ａを変更する。光ファイバ１が大型の光部品
１６が装着されている場合など、光ファイバ１を移動さ
せることに不都合がある場合に、このような装置が適用
される。

【００４７】本実施の形態においては、測定手段として
スクリーンやカメラを例示して説明したが、本発明にお
いては、光ファイバ端面で反射されたレーザ光を受光し
て前記光ファイバ端面の傾きを測定することができる手
段であれば、これらに限定されるものではない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の検査装置を用いれば、アレイ状に整列した状態
のまま複数本の光ファイバの端面の角度誤差を計測する
ことができる。また、本装置においては、光ファイバの
取り扱いを含めた操作は簡単であり、光ファイバ１本当
たりの検査時間も短い。アレイ状態の１００本以上の光
ファイバでも適用することができる。一般の形状測定装
置と比較して、本装置のサイズは同等もしくは小さくす
ることができ、また作製コストも低くすることができ
る。

【００４９】それゆえ、複数本の光ファイバを含む多心
形光コネクタの作製において、複数本の光ファイバにつ
いて、アレイ状態のまま端面研磨、端面検査、被覆除去
などの一連の作製工程を実施することができ、その光コ
ネクタの作製コストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る端面検査装置全
体の構造を表す平面図である。

【図２】図１を一部拡大して示した斜視図である。

【図３】図１におけるスクリーンを正面から拡大して見
た平面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバ端面
の角度を計測する装置を説明する図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る光ファイバ端面
の角度を計測する装置を説明する図である。

【図６】本発明の第４の実施形態に係る光ファイバ端面
の角度を計測する装置を説明する図である。

【図７】光ファイバコネクタを説明する断面図である。

【図８】光導波路／光ファイバ・コネクタを説明する断
面図である。

【図９】従来の光ファイバ端面の角度を計測する装置を
説明する図である。

【図１０】従来の光ファイバ端面の角度を計測する装置
を説明する図である。

【図１１】従来の光ファイバ端面の角度を計測する装置
を説明する図である。

【符号の説明】

１，１−１，１−２光ファイバ１ａ光ファイバ端面１ｂ被覆部１ｃ裸部２光ファイバホルダ２ａ押さえ板２ｂＶ溝基板３レーザ光源４ａレーザビーム４ｂ反射レーザビーム５レンズ６コリメータ７スクリーン７ａ目盛り７ｂ基準位置８モニタ８ａモニタ画面９ミラー１０ハーフミラー１１カメラ１２コンピュータ１３スポット１３ａスポットの軌道１４顕微鏡１５送りステージ１５ａ自動送りステージ１６光部品２０，２０−１，２０−２プラグ２１アダプタ２１ａ整列部材２２ジャック２３ガイド部材２３ａ挿通孔２４光導波路基板２５光導波路２６真空吸引用溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の光ファイバに対し、該光ファイ
バ端面の位置をそろえて互いに平行に保持する光ファイ
バホルダと、前記光ファイバ端面にレーザ光を照射するレーザ光源
と、前記レーザ光に対し、前記光ファイバ端面において前記
光ファイバ同士の中心間隔より小さな直径を有する光束
に集光するレンズと、前記光ファイバ端面で反射されたレーザ光を受光して前
記光ファイバ端面の傾きを測定する測定手段と、前記レーザ光が照射される前記光ファイバ端面が変更さ
れるように、前記光ファイバホルダもしくは前記光源を
移動させる移動手段とを備えることを特徴とする光ファ
イバ端面検査装置。
【請求項２】請求項１の光ファイバ端面検査装置にお
いて、前記光ファイバ端面で反射されたレーザ光を受光し、反
射して、前記スクリーンまたはカメラにレーザ光を送る
ミラーを備えたことを特徴とする光ファイバ端面検査装
置。
【請求項３】請求項１又は２の光ファイバ端面検査装
置において、前記測定手段がスクリーンまたはカメラであることを特
徴とする光ファイバ端面検査装置。