JP3280832B2 - 光ファイバの個別調心装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバの個別調
心装置に係り、特に多心光ファイバテープを構成する各
光ファイバを個別に軸合わせすることができる光ファイ
バの融着接続機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多心光テープファイバの一括融着接続
は、光ファイバを載置・固定するＶ溝が一直線上に精密
加工された多心用固定Ｖ溝台上に光ファイバを挿入して
融着すべき左右光ファイバの外径軸をほぼ合わせてお
き、放電加熱中の光ファイバに働く表面張力により、こ
れら左右の光ファイバのコア軸心調整が行われていた。

【０００３】ところが、光ファイバには偏心或は曲がり
ぐせがあるため、接続損失を大幅に低減させるために
は、この表面張力だけでは不十分であり、各心線毎の調
心作業が必要になっている。

【０００４】そこで、この多心光ファイバを個別に調心
する手段として、例えば図７に示す調心装置が開発され
ている。

【０００５】即ち、これは、一対のガイドブロック１０
０の間に、各端面が互いに４５度の角度をなすように圧
電素子１０１を傾斜して積層し、これら一対の圧電素子
の傾斜した上端面及び隣り合う圧電素子１０１の側面と
の間に形成するＶ溝に光ファイバ１０２を配設し、斜め
方向に１次元的な調心を行う構成である。そして突き合
わせ融着接続すべき相手側に傾斜方向の異なる同様の機
構を設け、各光ファイバ対に対して伸縮方向の異なる一
対の圧電素子を駆動させることによって２次元的な調心
作業を行うことができる。

【０００６】また、このような調心装置とは別に、図９
に示すように、一対のガイドブロック１００′の間に駆
動手段として先端が斜め４５度に傾斜した圧電素子１０
１Ａ，１０１ＢをＶ溝可動片として複数積層して可動Ｖ
溝を形成し、これらの各圧電素子１０１Ａ，１０１Ｂの
傾斜した上端面間に各光ファイバ１０２を搭載した構成
も提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前者の調心装置では、
圧電素子の配設方向に各光ファイバを移動調節させて調
心を行っているから、１次元的な調心である。従って、
２次元調心を行う場合には、突き合わせる相手側光ファ
イバにも調心方向が異なる同様の機構を設けておき、同
時に異方向の調心を行う必要がある。

【０００８】さらに、圧電素子は積層されて重なり合っ
ているから、圧電素子の作動時にその隣の作動してない
圧電素子まで一緒に摩擦により動作してしまい、所望の
制御方向から外れた動作をしたり、正確に位置決めされ
ていた光ファイバにまで誤差を生じる虞れがある。

【０００９】また、後者の調心装置では、片側のみで２
次元的方向の調心が可能であるが、隣り合う圧電素子間
の影響と調心量が少ないという問題がある。いずれにし
ても、これら装置は光ファイバの変位方向と圧電素子の
伸縮方向、伸縮量が一致しないので調心制御系が複雑と
なり、良好な調心結果が得にくかった。

【００１０】そこで、この発明は、上記した事情に鑑
み、調心量が大であるにもかかわらず、微視的な高精度
の調心を行うことができるとともに、その調心の際に隣
り合うＶ溝の調心に悪影響をもたらす虞がなく、さらに
片側の調心装置だけで２次元方向への調心を行うことが
できる光ファイバの個別調心装置を提供することを目的
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ちこの発明は、ほぼＬ
字形の薄板状をなし、一端の支承部に調心すべき光ファ
イバを配置するファイバ溝を備え、他端部は基部におい
て一体に連結されて、側面同士が互いに平行にまとめら
れた複数の分岐部と、前記各分岐部の長手方向の互いに
異なる位置に穿設形成されたスリットと、前記各スリッ
トに長手方向に近接して設けられた推力伝達突起と、前
記推力伝達突起に接触配置される伝達ブロックと、前記
各伝達ブロックに接触して、前記分岐部の長手方向に直
交する平面内においてハ字状に配設される各１対の圧電
素子とを有し、前記各支承部は互いに離隔しているもの
である。

【００１２】

【作用】この発明では、駆動手段である圧電素子が１本
のアームに対して少なくとも２個、自身の伸縮方向が交
叉する方向に向けて独立して設けられており、圧電素子
の伸縮量に応じてアームの先端側が上下左右へ捩れるよ
うに変位することにより自由端を構成する各分岐部先端
の支承部が所望の位置方向へ微動動作する。

【００１３】また、調心の際にＶ溝は変形しないのであ
るから、そのＶ溝に支承された光ファイバは、そのＶ溝
の各辺との間の摺動や摩擦が生ぜず、Ｖ溝の位置に追随
して高精度な調心を行うことができ、調心状態をモニタ
する場合に於て、光ファイバの調心方向とモニタ像との
相関を捉えるのが容易である。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例について、添付図面
を参照しながら説明する。図１は、この実施例に係る光
ファイバの個別調心装置を示す概略斜視図である。この
実施例の光ファイバの個別調心装置は、複数に分岐され
たアーム１と、当該アーム１の各種構成要素を個別に駆
動する駆動手段２とを備えており、光ファイバ調心用の
２次元アクチュエータとして使用される。

【００１５】アーム１は、複数に分岐・分割され各基端
側が一体となって基部１１に連なる分岐部１２と、この
分岐部１２の先端側において上方に向けて折曲され、先
端部にファイバ溝（この実施例ではＶ溝だが、Ｕ溝又は
Ｕ溝とＶ溝との組合せでも可）１３Ａを設けた支承部１
３とを備えており、Ｖ溝１３Ａ各面の位置調整を、分岐
された各アーム毎に設けられた駆動手段２により個別
（Ｖ溝毎に）に行うようになっている。

【００１６】即ち、アーム１は、基部１１と放電加工に
より一体加工された、全体としてＬ型形状をなす薄板部
材の積層体であって、特に図示しないが、各アーム１の
上側端に接触し下方に向けて付勢する適宜の部材で常時
押さえつけられている。

【００１７】基部１１は、基準となる固定部（図略）へ
ボルト締めされている。

【００１８】各分岐部１２は、図２及び図３に示すよう
に、上端面側の基部１１からそれぞれ圧電素子の幅分だ
け異なる適宜の位置にアームの上端から切り欠かかれた
スリット１２Ａが形成されている。当該スリット１２Ａ
が形成された部分に於けるアーム１の幅狭（薄肉）部１
２Ａ′は、アーム１が上方へ屈曲する際に於ける弾性変
形の中心部である。下端面側のそれぞれスリット１２Ａ
形成位置近傍であってこれと対応する位置よりも幾分か
先端側には推力伝達突起１２Ｂが形成され、当該推力伝
達突起１２Ｂには、伝達ブロック２１を介して２個の圧
電素子が下側から連結されている。

【００１９】前記推力伝達突起１２Ｂの位置をアーム長
手方向に沿ってずらす理由は、圧電素子をアームの下部
に配置する場所を確保するためである。但しアーム先端
の変位量を大にするには、前記推力伝達突起１２Ｂとス
リット１２Ａがアーム長手方向で接近することが好まし
い。

【００２０】支承部１３は、図４及び図５に示すよう
に、アームの先端部が平行等間隔で並設され、それぞれ
上端面に光ファイバ３を支承するＶ溝１３Ａが形成され
ている。

【００２１】この実施例の駆動手段２には、圧電素子２
２、例えばスタック型（積層型）のピエゾ素子２２Ａ，
２２Ｂが使用され、各分岐部毎に設けてある推力伝達突
起１２Ｂに圧入する等脚台形状の伝達ブロック２１を介
し、左右各一対のピエゾ素子がハ字型で左右対称に、つ
まりこの実施例では（自身の伸縮方向が交差するよう
に）４５度傾いた状態で、４５度の交差角で固設されて
いる。

【００２２】即ち、この各駆動手段２は、図６に示すよ
うに、各対のピエゾ素子２２Ａ，２２Ｂの推力伝達方向
α，β（圧電素子の伸縮方向）が交差する一点がアーム
１の弾性変形部の重心部Ａ（図６参照）と一致するよう
な位置及び方向で伝達ブロック２１の側端面に取り付け
てあり、換言すればアクチュエータとしての作動方向と
光ファイバ３の調心方向とが一致するように構成されて
いる。なお、この実施例では駆動手段にピエゾ素子が使
用されているが、勿論これに限定されるものではなく、
例えば、モータ駆動等でも可能である。また、１本のア
ームに対するピエゾ素子の数も２本に限定されず必要に
応じてこれ以上の複数とすることが可能である。

【００２３】次に、この実施例の作用について説明す
る。

【００２４】先ず、駆動手段２である左右一対のピエゾ
素子２２Ａ，２２Ｂのいずれか一方若しくは双方に電圧
を印加すると、図６に示すように、ピエゾ素子の図示せ
ぬ下端部は、基準となる台に固定されているから印加電
圧の値に応じてピエゾ素子２２Ａ，２２Ｂが伸縮するこ
とにより上端部が微小変動（上下動）する。この変動が
伝達ブロック２１及び推力伝達突起１２Ｂを介してアー
ムの各分岐部１２へ伝達する。

【００２５】分岐部１２は不動状態に固定された基部１
１に連結されているから、ピエゾ素子２２Ａ，２２Ｂの
伸縮量が等しい場合には、スリット１２Ａ近傍を支点と
してアーム先端の支承部１３が上下方向のみへ変移動作
するだけである。左右のピエゾ素子２２Ａ，２２Ｂのい
ずれかを駆動させるか、またこの左右のピエゾ素子２２
Ａ，２２Ｂに印加する電圧値を異ならせることによって
左右の伸縮量を制御すると、その支承部１３の変移する
方向（つまり調心方向）は上下方向のみならず、前記Ａ
点を弾性変形の重心としてアーム１を左右へ捩る方向へ
制御することができる。

【００２６】従って、この支承部１３のＶ溝１３Ａに搭
載・載置してある一方の光ファイバの先端部もまたこの
Ｖ溝１３Ａの微小変移動に応じて上下左右方向へ変移
し、これによって相手側の光ファイバ３との微視的な調
心作業を確実に行うことができるのである。例えば、図
６においてアーム先端をα方向に動かす場合には、一方
のピエゾ素子２２Ａへの印加電圧をピエゾ素子２２Ｂよ
りも大とすればアーム１は上に伸びるのと同時に紙面左
方向へ捩れるように変位する。

【００２７】以上のように、各分岐部毎に設けられた一
対のピエゾ素子２２Ａ，２２Ｂへの印加電圧を変化させ
ることによって、各Ｖ溝１３Ａ内の各光ファイバを任意
方向へ調心する。

【００２８】次に、本発明の調心装置を融着接続機に適
用した場合について説明する。前述の如く、本調心装置
は２次元調心が可能であるから、相手側光ファイバの位
置決めは固定Ｖ溝台上に形成されたＶ溝によって行なわ
れる。

【００２９】まず、電源がＯＦＦでピエゾ素子へ通電さ
れていないと、アーム１全体は、図示せぬ押し下げ手段
により下側へ押し付けられ、スリット１２Ａより先端側
は基準位置以下となる。ここで、基準位置とは、調心を
開始する位置であって調心側と固定側のＶ溝高さが一致
し、調心側と固定側のＶ溝がほぼ一直線上に配置された
状態である。

【００３０】次いで、電源をＯＮとし両ピエゾ素子へ通
電すると、両ピエゾ素子２２Ａ，２２Ｂはそれぞれ規定
量だけ伸長し、各Ｖ溝１３Ａは上昇して基準位置となる
ように位置調整される。

【００３１】次いでＴＶカメラ等のモニタ手段により、
光ファイバ接続部の近傍を拡大モニタしながら両ピエゾ
素子２２Ａ，２２Ｂへの印加電圧を各アーム１毎に個別
に調整して、光ファイバのコア軸を調心する。

【００３２】ここで、コア軸のモニタ方式は、ミラーを
用いた周知の２方向観察方式であって、光ファイバの位
置変化に対して、ＴＶカメラでモニタされる光ファイバ
の実・虚像（直交する２方向からの像）の変化の割合を
大きくし、調心精度並びに調心能率を向上させるために
は、前述の如くピエゾ素子２２Ａ，２２Ｂの交差角度を
４５度とすることが最良である。上記各アーム毎の調心
は、画像処理技術を用いてＣＰＵにより自動調心され
る。

【００３３】なお、本調心装置は、ＭＴコネクタ等のプ
ラスチック製光コネクタの製作時に於て、光ファイバ穴
の基準となるマスタコネクタと相手側光コネクタとの軸
心を合わせる作業であって、光コネクタフェルールの光
ファイバ穴に狂いがある場合、当該光コネクタフェルー
ルに挿入する光ファイバを個別調心して、マスタコネク
タ側の光ファイバと軸心を合わせることにより、低損失
の光コネクタフェルールを製作することができる。

【００３４】また、さらに、ＬＤ（半導体レーザ）等の
デバイス或は光導波路基板等と、光ファイバを接続する
場合に於て、光導波路のコア部と光ファイバコアの調心
にも用いることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、駆動手段である圧電素子がアームの分岐・分割さ
れた各分岐部に互いに独立して設けられており、自由端
に相当する各分岐部先端の支承部が変移動作する際に、
分岐部が互いに干渉することなく独立し、しかも、Ｖ溝
は変形しないので、調心量（調心幅）が大にも拘らず正
確な調心を行うことができる効果がある。

【００３６】すなわち、調心の際にそのＶ溝に支承され
た光ファイバは、従来のようなＶ溝変形に起因するＶ溝
各辺間の摺動動作や摩擦動作も無く、光ファイバがＶ溝
の位置、傾きに追随するから、高精度な調心作業を行う
ことができる。

【００３７】さらに、この発明によれば、Ｖ溝を構成す
る固定片と可動片、あるいは可動片と可動片の組み付け
作業を必要としない単純な構成であるから、加工工数・
組み立て工数の削減が図れるとともに、製造コストの低
減も可能であり、実用上大きな効果がえられるものであ
る。

【００３８】また、この発明によれば、調心すべき光フ
ァイバを２方向に微調整できるから、互いに突合せよう
とする一対の光ファイバのうち、何れか一方側の光ファ
イバ側にのみ、つまり片側にのみ、この発明の個別調心
装置を設けるだけですみ、その分コストの削減が図れる
と共に、調心作業も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光ファイバの個別調心装置を示
す概略斜視図。

【図２】同装置のアームを示す平面図。

【図３】同装置のアームを示す正面図。

【図４】同アームの先端支承部を示す要部斜視図。

【図５】同支承部のＶ溝を示す拡大正面図。

【図６】同装置の作用を示す説明図。

【図７】従来例を示す概略断面図。

【図８】従来例の作用を示す説明図。

【図９】他の従来例を示す概略断面図。

【図１０】他の従来例の作用を示す説明図。

【符号の説明】

１ アーム １１ 基部 １２ 分岐部 １２Ａ スリット １２Ｂ 推力伝達突起 １３ 支承部 １３Ａ ファイバ溝（Ｖ溝） ２ 駆動手段 ２１ 伝達ブロック ２２ 圧電素子 ３ 光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 耕一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 三河 正彦 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−270647（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−191228（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−84153（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123818（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−221908（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開640855（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/24 - 6/255 G02B 6/36 - 6/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼＬ字形の薄板状をなし、一端の支承
   部（１３）に調心すべき光ファイバを配置するファイバ
   溝（１３Ａ）を備え、他端部は基部（１１）において一
   体に連結されて、側面同士が互いに平行にまとめられた
   複数の分岐部（１２）と、前記各分岐部（１２）の長手
   方向の互いに異なる位置に穿設形成されたスリット（１
   ２Ａ）と、前記各スリット（１２Ａ）に長手方向に近接
   して設けられた推力伝達突起（１２Ｂ）と、前記推力伝
   達突起（１２Ｂ）に接触配置される伝達ブロック（２
   １）と、前記各伝達ブロック（２１）に接触して、前記
   分岐部（１２）の長手方向に直交する平面内においてハ
   字状に配設される各１対の圧電素子（２２）とを有し、
   前記各支承部（１３）は互いに離隔していることを特徴
   とする光ファイバの個別調心装置。