背景技术
随着因特网等通信网络的完备,作为以高速发送接收大容量信息的部件,使用光纤的光通信的比重越来越大。在该光通信中,光纤以及与其连接的发光元件或受光元件等光器件承担主要的作用,特别是光纤和光器件的光轴对准是极其重要的技术。
对于该光纤以及光器件来说,例如,如图10(b)所示,在光纤b1侧安装有光纤侧连接器c1,在光器件b2侧安装有光器件侧连接器侧c2,在使这些连接器c1、c2的光轴对准的情况下,首先,使两连接器c1、c2的接合部在铅直方向对置,并稍微分离进行保持,例如,一边从发光元件(光器件b2)发出光,一边向受光侧的光纤b1导入该光,测定受光强度,接着,一边使连接器c1、c2在水平方向相对移动,一边搜索该受光强度为最大的位置,进行光轴对准,然后,将连接器c1、c2彼此之间利用激光熔接等进行接合。
在此,使上述的光纤侧连接器c1和光器件侧连接器c2稍微分离,其原因在于,当使两连接器c1、c2在接触的状态下进行相对移动时,因连接器c1、c2彼此之间的摩擦,而不能顺利地进行移动,激光的受光强度的测定变得不稳定,不能够进行正确的光轴对准。
关于这样的光纤侧连接器c1和光器件侧连接器c2的分离,以往如专利文献1的技术方案4、图2等记载的那样进行,即,在配置在下方的第二连接器(该图的部件12)侧设置有力觉传感器等接触感测机构,使配置在上方的第一连接器(该图的部件11)接近第二连接器,感测到这两个连接器的接触之后,将第一连接器从该接触位置向上方提起至力觉传感器的力为零的位置。
专利文献1:日本特开2005-107160号公报
但是,关于上述那样的光纤和光器件的定位方法,虽然能够利用接触感测机构可靠地感测到光纤侧连接器和光器件侧连接器有无接触,但是,由于设置该接触感测机构,所以,相应地装置规模变大,并且,导致制造成本大幅度上升。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的。
技术方案1的发明是一种光纤和光器件的光轴调整方法,将安装在光纤的端部上的光纤侧连接器和安装在发光元件或受光元件等光器件上的光器件侧连接器接合,以所述光纤的光轴和所述光器件的光轴一致的方式进行定位,其特征在于,包括:第一工序,将所述光纤用连接器以及所述光器件侧连接器中的一个连接器作为第一连接器并使其位于上方,将另一个连接器作为第二连接器并使其位于所述一个连接器的铅直下方,并且,将该第一以及第二连接器接合的部位以在分离的状态下对置的方式配置;第二工序,使所述第一连接器下落到所述第二连接器上,使该第一以及第二连接器抵接;第三工序,利用上升机构使所述第一连接器上升,使所述第一以及第二连接器之间分离为预定间隔;第四工序,使所述第一连接器或/及所述第二连接器在水平方向相对移动,进行所述光纤以及所述光器件的光轴对准。
技术方案2的发明如技术方案1所述的光纤和光器件的光轴调整方法,其特征在于,具有冲击吸收机构,在第一连接器下落到第二连接器上时,缓和由该第一以及第二连接器的碰撞带来的冲击。
若采用技术方案1所述的光纤和光器件的光轴调整方法,由于包括:第一工序,将所述光纤用连接器以及所述光器件侧连接器中的一个连接器作为第一连接器并使其位于上方,将另一个连接器作为第二连接器并使其位于所述一个连接器的铅直下方,并且,将所述第一以及第二连接器接合的部位以在分离的状态下对置的方式配置;第二工序,使所述第一连接器下落到所述第二连接器上,使所述第一以及第二连接器彼此抵接;第三工序,利用上升机构使所述第一连接器上升,使所述第一以及第二连接器之间分离为预定间隔,所以能够简单且迅速地推断出光纤侧连接器和光器件侧连接器的抵接位置,能够在以后进行的第一以及第二连接器的分离以及光轴对准之间顺利切换。
若采用技术方案2所述的发明,则除了具有技术方案1所述的光纤和光器件的光轴调整方法的效果之外,具有冲击吸收机构,在第一连接器下落到第二连接器上时,缓和由所述第一以及第二连接器的碰撞带来的冲击,所以能够防止因第一以及第二连接器的碰撞使光器件或光纤发生损伤,可靠地连接光纤和光器件,实现稳定的光通信。
具体实施方式
参照图1~图10,对本发明的一个实施例进行说明。A是连接器接合装置,如图10(b)所示,连接器接合装置A是将安装有光纤侧连接器c1的光纤b1的光轴和安装有光器件侧连接器c2的光器件b2的光轴对准并将两连接器c1、c2彼此接合的装置,如图1所示,主要包括机体1、上部单元2、下部单元3、接合机构4。
机体1将上部单元2、下部单元3和接合机构4一体地固定,如图1所示,从正面观察,在两侧竖立设置有支柱11、11,并且以将这些支柱11、11的上端部连接的方式横向架设有安装构件12。
如图1、图2所示,上述的上部单元2安装在安装构件12上,如图3所示,该上部单元2具有把持机构21、固定机构25、上升机构28。此外,如该图所示,该上部单元2利用可旋转地支承在轴承13上的轴14经由臂29以能自由转动的方式被安装,该轴承13安装在安装构件12上,例如,该上部单元2利用汽缸7进行转动,如图2的假想线所图示那样,能够在机体1的前方移动。
把持机构21保持光纤侧连接器c1以及光器件侧连接器c2中的一个连接器作为第一连接器81,并使其位于上方,在本实施例中,作为第一连接器81,例示了光纤侧连接器c1,如图4所示,该第一连接器81借助惯用的夹头21a,以接合部朝向下方的方式装卸自由地被固定。
另外,如图3所示,在把持机构21上安装有在侧面图中为大致L字形的托架22,如图4、图5所示,在该托架22的背面侧,利用螺钉固定等固定有具有向侧向伸出的伸出部23a的平板状的卡止片23。该把持机构21以及卡止片23以能够在上下方向移动的方式经由安装在托架22上的滑块24自由滑动地安装在导轨26上(参照图5)。
固定机构25能够卡止脱离地固定把持机构21,例如,如图5所示,设置为利用卡止构件25a、25a从前后方向夹持伸出部23a。该卡止构件25a、25a利用未图示的汽缸等能够在图5的箭头所示的方向上进退,在解除卡止构件25a、25a对卡止片23的卡止时,把持机构21利用自重下降。
上升机构28安装在臂29上,在利用固定机构25固定把持机构21的状态下,与该固定机构25一起上升,如后面所述,该上升机构28用于使第一以及第二连接器81、82从抵接的状态分离为形成预定间隔,采用马达或汽缸等致动器(actuator)。
但是,如图4(a)、(b)所示,可以在连接器接合装置A上设置冲击吸收机构27,该冲击吸收机构27在解除固定机构25对把持机构21的卡止而使第一连接器81下落到第二连接器82上时,能够缓和由这些第一以及第二连接器81、82的碰撞带来的冲击,例如是弹簧构件27a,该弹簧构件27a的上端安装在安装于导轨26的侧部上的安装构件27b上,下端安装在托架22上。
如图6、图7所示,上述的下部单元3具有能够在水平方向移动的XY载物台31和经由安装构件34安装在该XY载物台31上的连接器支架35。
如图7所示,在XY载物台31上安装有使该XY载物台31在前后方向移动的X轴致动器32和使该XY载物台31在左右方向移动的Y轴致动器33,这些致动器32、33接收来自后述的控制机构6的驱动信号,能够在水平方向上自由移动。
连接器支架35保持光纤用连接器c1以及光器件侧连接器c2中的另一个连接器作为第二连接器82,使其位于上述一个连接器(第一连接器81)的铅直下方,在本实施例中,作为第二连接器82,例示了光器件侧连接器c2,如图6、图7所示,该第二连接器82利用惯用的夹头35a以接合部朝向上方(第一连接器81侧)的方式装卸自由地被固定。
上述的接合机构4是对第一连接器81和第二连接器82进行接合的装置,优选能够以非接触进行接合的机构,例如是激光照射单元。若采用该激光照射单元,则通过调整激光的照射面积,由此,即使两连接器81、82之间分离数~数十μm,也能够进行熔接,由于以非接触进行接合,所以,能够抑制第一连接器81和第二连接器82相对地位置偏移。此外,接合机构4也可以不必将两连接器81、82遍及全周地进行熔接,例如,以能够以120°间隔进行点熔接的方式将接合机构4在3个方向等分配置也可以。
接着,对使用如上述构成的连接器接合装置A的系统的一例进行说明,如图8所示,上部单元2、下部单元3以及接合机构4都连接在控制机构6上,在第二连接器82上连接有发光元件(例如,激光二极管(LD)等光器件b2)的情况下,使连接在控制机构6上的电源61接通(ON),从安装在下部单元3上的发光元件(光器件b2)发出光,由安装在上部单元2上的光纤b1接收该光,利用光强度计62测定受光强度,将该受光强度信号回送到控制机构6。然后,在下部单元3中,利用致动器32、33(参照图7)使XY载物台31在水平方向移动,搜索受光强度变为最大的位置,在该值为最大的位置,利用接合机构4接合第一以及第二连接器81、82。
另一方面,在第二连接器82上连接有受光元件(例如,光电二极管(PD)等光器件b2)的情况下,经由连接在控制机构6上的光源63而从安装在上部单元2的光纤b1发出光,由安装在下部单元3的受光元件(光器件b2)接收该光,利用电流计64测定电流,将该电流信号回送到控制机构6。然后,在下部单元3中,利用致动器32、33(参照图7)使XY载物台31在水平方向移动,搜索电流为最大的位置,在该值为最大的位置,利用接合机构4接合第一以及第二连接器81、82。
接着,关于光纤b1和光器件b2的光轴调整方法,参照图9(a)~(b)进行说明,首先,如图9(a)所示,将光纤侧连接器c1以及光器件侧连接器c2中的一个连接器(在本实施例中为光纤侧连接器c1)固定在把持机构21的夹头21a上,作为第一连接器81位于上方,将另一个连接器(在本实施例中为光器件侧连接器c2)固定在连接器支架35的夹头35a上,作为第二连接器82位于上述的一个连接器(第一连接器81)的铅直下方,并且,将这些第一以及第二连接器81、82接合的部位以在分离的状态下对置的方式配置(第一工序)。此外,预先在第一连接器81中安装有光纤b1,在第二连接器82中安装有光器件b2。
并且,在第一工序后,使固定机构25(参照图4、图5)动作,解除卡止构件25a、25a对伸出部23a的卡止,使把持机构21下降,从而使第一连接器81下落到第二连接器82上,如图9(b)所示,使这些第一以及第二连接器81、82彼此抵接(第二工序)。此外,由于把持机构21以滑块24在导轨26上滑动的状态进行下降,所以,位于第二连接器82的铅直上方的第一连接器81可靠地抵接在第二连接器82上。
并且,在第二工序后,再使固定机构25动作,利用卡止构件25a、25a卡止伸出部23a,在该卡止状态下,利用上升机构28使把持机构21所把持的第一连接器81上升,如图9(c)所示,第一以及第二连接器81、82分离为预定间隔L(是至少能够使第一以及第二连接器81、82分离且利用接合机构4能够可靠接合第一以及第二连接器81、82的间隔,例如,在接合机构4进行激光熔接的情况下为0~数十μm的范围内的间隔)(第三工序)。
并且,在第三工序后,如该图所示,利用XY载物台31的动作使第二连接器82在水平方向相对移动,进行光纤b1以及光器件b2的光轴对准(第四工序),具体地说,如图8所示,使连接在控制机构6上的电源61接通(ON),从安装在下部单元3的发光元件(光器件b2)发出光,利用安装在上部单元2的光纤b1接收光,利用光强度计62测定受光强度,并使该受光强度信号回送到控制机构6。并且,在下部单元3中,利用致动器32、33(参照图7)使XY载物台31在水平方向移动,搜索受光强度变为最大的位置,在该值变为最大的位置,如图9(d)所示,使用激光照射单元(接合机构4)对第一以及第二连接器81、82进行激光熔接。
但是,在上述实施例中,示出了将第一连接器81作为光纤侧连接器c1、将第二连接器82作为光器件侧连接器c2的例子,但是,也可以更换光纤侧连接器c1和光器件侧连接器c2,将第一连接器81作为光器件侧连接器c2,将第二连接器82作为光纤侧连接器c1。
另外,在上述实施例中,示出了使用发光元件作为光器件b2的例子,但是,也可以使用受光元件作为光器件b2,在该情况下,如图8所示,经由连接在控制机构6上的光源63,从光纤b1发出光,由受光元件(光器件b2)接收该光,利用电流计64测定电流,并使该电流信号回送到控制机构6,使XY载物台31在水平方向移动,搜索电流变为最大的位置,在该值变为最大的位置,利用接合机构4接合第一以及第二连接器81、82。
另外,在上述的实施例中,示出了将XY载物台31设置在下部单元3中的例子,但是,该XY载物台也可以设置在上部单元2中或设置在上部单元2以及下部单元3这两者中,也可以使第一连接器81或第一连接器81以及第二连接器82在水平方向相对移动。