DE69232082T2

DE69232082T2 - Einrichtung zum Zusammenstecken von optischen Steckverbindern

Info

Publication number: DE69232082T2
Application number: DE69232082T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Arimoto; Yasuo Asano; Takeo Komiya; Keiji Osaka; Tomomi Sano; Hidetoshi Takasugi
Original assignee: Sumiden Opcom Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumiden Opcom Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2012-11-18
Also published as: US5590227A; KR930010571A; AU2847392A; AU652299B2; US5418872A; DE69230153T2; EP0543341A3; CA2083193A1; EP0677763A1; DE69230153D1; EP0677763B1; TW229277B; CA2083193C; EP0543341A2; DE69232082D1; EP0543341B1; KR970004472B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der Kopplungsverluste hervorragend reproduzierbar sind und die für mehradrige optische Verbindungsteile verwendet wird, die Führungsstifte oder eine Klemme aufweisen.
Solch eine Vorrichtung ist bereits aus der Druckschrift EP-A-0 323 920 bekannt, in der ein geführtes bewegliches optisches Verbindungsteil mit einem vom mehreren stationären optischen Verbindungsteilen verbunden werden soll. An einem Ende des beweglichen optischen Verbindungsteils ist ein Federteil vorgesehen, das als elastisches Teil dient. Die Feder wird verwendet um eine im wesentlichen konstante Druckkraft zu erzeugen, wenn die Verbindungsteile miteinander verbunden werden um eine Beschädigung dieser Verbindungsteile zu vermeiden.
Die Druckschrift DE-O-89 11 0422 zeigt ein Testverbindungsteil, das mit einem herkömmlichen Verbindungsteil verbunden werden kann. Beide Verbindungsteile sind beweglich. Die Verbindungsteile schließen an ihrem Ende einen Ziehstreifen ein, der zum Auseinanderstecken dient.
Die Druckschrift EP-A-0 098 205 betrifft eine Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen mit einem stationären Verbindungsteil und einem beweglichen Verbindungsteil, wobei das stationäre Verbindungsteil, oder alternativ dazu das bewegliche Verbindungsteil mit vier beweglichen elastischen Stäben mit einer Platte verbunden wird. Während der Zapfen des beweglichen Verbindungsteils in das stationäre Verbindungsteil eingeführt wird, erlaubt das elastische Teil eine Bewegung in X-Y-Z-Richtung.
Herkömmlicherweise werden zur Messung eines Kopplungsverlustes eines optischen Verbindungsteils ein Paar optische Verbindungsteile 61 und 62 durch Führungsstifte 64 wie in Fig. 14 gezeigt ist geführt, und miteinander verbunden, und dann, wie in Fig. 15 gezeigt wird, werden die Verbindungsteile 61 und 62, die so verbunden sind, miteinander mit Hilfe eines elastischen Klipps verbunden. Bei dieser Verbindungsmethode muss jedoch das Befestigen des Klipps 63 von Hand durchgeführt werden, wodurch ein großer Aufwand und viel Zeit notwendig sind; ein weiterer Nachteil ist, dass die Reproduzierbarkeit des gemessenen Werts schlecht ist.
Um die zuvor beschriebenen Nachteile zu verhindern, wurden deswegen Verbindungsgeräte vorgeschlagen, die einen Roboter für allgemeine Zwecke oder einen XYZ-Tisch, der in drei Axialrichtungen beweglich ist, verwenden. Die zuvor genannten Verbindungsgeräte, die den Roboter oder den XYZ-Tisch verwenden sind derartig aufgebaut, dass die optischen Verbindungsteile über Führungsstifte oder eine Klemme verbunden werden, und aus diesem Grund muss die Positionierung der Führungsstifte mit hoher Präzision in einem Bereich, der einen Mikrometer nicht überschreitet, durchgeführt werden. Aus diesem Grund sind viel Arbeit und Zeit für die Positionierung nötig gewesen, und außerdem ist der Positionierungssteuerungsmechanismus sperrig gewesen, was wiederum hohe Kosten zum Nachteil hatte.
Weiter weisen die Verbindungsoberflächen der optischen Verbindungsteile feine Vertiefungen und Vorsprünge auf, so dass es möglich ist, dass, wenn diese Verbindungsteile miteinander verbunden werden, ein Spalt im Bereich von 0,1 um bis mehrere 10 um zwischen den optischen Faseradern der Verbindungsteile entstehen.
Um einen Kopplungsverlust und eine Verschlechterung der Reflexionscharakteristik, die durch diesen Spalt erzeugt werden, zu verhindern, ist es daher gängige Praxis diesen Spalt mit einem Anpassmittel, das den Brechungsindex an die optische Faserader anpasst, zu verwenden. Das Anpassmittel wird von Hand auf die Verbindungsflächen unter Verwendung eines Applikators 65, wie in Fig. 16 gezeigt, oder einem Zahnstocher aufgetragen. Jedoch ist viel Aufwand und Zeit für eine solche manuelle Applikation des Anpassmittels notwendig.

Zusammenfassung der Erfindung

In Anbetracht dieser Tatsache ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen vorzusehen, die eine gut reproduzierbare Verbindung mit sich bringt und die keinen komplizierten Steuermechanismus erfordert.
Um diese Aufgabe zu lösen muss eine Konstruktion vorgesehen werden, bei der die Verbindungsoberflächen eines Paares von gegenüberliegenden festen und beweglichen optischen Verbindungsteilen, die miteinander verbunden werden sollen, in positiver Weise in nahem Kontakt miteinander unter Verwendung von Führungsstiften oder einer Klemme gebracht werden können. Wenn man hier annimmt, dass die Verbindungsoberflächen senkrecht zu den Führungsstiften oder der Klemme angeordnet sind, gibt es zwei Arten von Abweichungen des Führungsstifts oder der Klemme von seinem Verbindungspassloch, d. h. eine Abweichung infolge einer parallelen Bewegung und eine Abweichung infolge von Rotation oder Biegen.
Andererseits ist es möglich das bewegliche optische Verbindungsteil durch ein mechanisches Element zu führen, wie etwa eine lineare Führung oder ein Lager mit Kugelgelenk, so dass das Verbindungsteil in stabiler Weise mit dem festen optischen Verbindungsteil verbunden werden kann. Wenn jedoch ein solcher Mechanismus verwendet wird, muss die Festigkeit des beweglichen Mechanismus erhöht werden, und das würde die zum Antreiben benötigte Kraft erhöhen, was wiederum die Vorrichtung sperrig machen würde; es bestünde dann auch die Möglichkeit, dass das optische Verbindungsteil zerstört werden würde, wenn die Antriebskraft nicht ausreichend gesteuert werden würde. Aus diesem Grund ist es notwendig eine Anordnung vorzusehen, bei der ein Versatz von wenigen 10 bis wenigen 100 um durch eine Nachführkraft von wenigen 100 g möglich wird.
Weiter ist es aufgrund der begrenzten Zeit bei der kontinuierlichen Überprüfung einer Vielzahl von optischen Verbindungsteilen schwierig in präziser Weise eine Positionseinstellung gemäß der Position jedes festen optischen Verbindungsteils jedes Mal wenn jedes optische Verbindungsteil geprüft wird präzise durchzuführen. Darüber hinaus variiert die Größe des Versatzes (im Allgemeinen als "Offset" bezeichnet) zwischen den verbundenen beweglichen und festen Verbindungsteilen in Abhängigkeit der Kombination.
Diese Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung, die den grundlegenden Aufbau einer Einrichtung zum Verbinden von Verbindungsteilen zeigt;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen einer Kraft und einer Position eines Arms mit kleinem Durchmesser gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3a und 3b sind Diagramme, die den Versatz eines optischen Verbindungsteils und einen optischen Kopplungsverlust gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 4a und 4b sind Diagramme, die einen Versatz eines optischen Verbindungsteils und einen optischen Kopplungsverlust gemäß dem Stand der Technik zeigen;
Fig. 5a und 5b sind perspektivische Darstellungen eines flexiblen Arms, der nicht der vorliegenden Erfindung entspricht.
Fig. 6a und 6b sind ein Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, die ein optisches Verbindungsteil mit den umgebenden Teilen zeigen;
Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen, eines Halteblocks und der umgebenden Teile;
Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung, dis den grundlegenden Aufbau einer Verbindungseinrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9a ist ein Vertikalschnitt, der einen Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus zeigt;
Fig. 9b ist ein Schnitt entlang der Linie E-E der Fig. 9a;
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm des Verbindungsvorgangs eines optischen Verbindungsteils gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ist ein Diagramm, das den Unterschied der Verbindungscharakteristik zwischen den Fällen zeigt, wo das Anpassmittel verwendet wird und wo das Anpassmittel nicht verwendet wird;
Fig. 12a ist ein Vertikalschnitt eines Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12b ist ein Schnitt entlang der Linie F-F der Fig. 12a;
Fig. 13 ist ein Vertikalschnitt des Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen optischen Verbindungsteils;
Fig. 15 ist eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen optischen Verbindungsteils im verbundenen Zustand und
Fig. 16 ist eine perspektivische Darstellung, die die Art und Weise zeigt, wie ein herkömmliches optisches Verbindungsteil mit einem Anpassmittel beschichtet wird.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen ist in den Fig. 1 bis 4 gezeigt und wird nun unter Bezugnahme dieser Figuren näher beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt einen grundlegenden Aufbau der Erfindung. Wie in dieser Figur gezeigt ist sind eine Vielzahl von festen optischen Verbindungsteilen (erste optische Verbindungsteile) 1 auf einem festen Teil 3 übereinander aufgereiht angeordnet. Ein bewegliches optisches Verbindungsteil (zweites optisches Verbindungsteil) 2 ist auf einem Teil 4, das das optische Verbindungsteil enthält, dem festen optischen Verbindungsteil 1 gegenüberliegend angeordnet. Das Teil 4, das das optische Verbindungsteil enthält ist fest durch einen Arm mit schmalen Durchmesser (elastisches Teil) 6 befestigt (in diesem Ausführungsbeispiel 115 mm Durchmesser) und zwar mit einem Träger 7 auf dem Gerätekörper 10.
Weiter ist ein Haltefundament 12 auf einer Basis 11 durch einen Kugelgewindegang 13 und Führungsachsen 14 gehalten, so dass es sich in X-Achsenrichtung bewegen kann, wobei die Basis 11 einen Teil des Gerätekörpers darstellt. Ein X-Achsenmotor 15 ist auf der Basis 11 angeordnet und dreht den Kugelgewindegang 13 um das Haltefundament 12 in X-Achsenrichtung zu bewegen.
Eine bewegliche Platte 12 ist auf dem Haltefundament 12 durch einen Kugelgewindegang 23 und Führungsachsen 24 gelagert, so dass sie sich in Y-Achsenrichtung senkrecht zur X-Achsenrichtung bewegen kann. Ein Y-Achsenmotor 25 ist auf dem Haltefundament 12 befestigt und dreht den Kugelgewindegang 23 um die bewegliche Platte in Y-Achsenrichtung zu bewegen.
Weiter ist der zuvor genannte Träger 7 auf der beweglichen Platte 22 durch einen Kugelgewindegang 33 und Führungsachsen 34 gelagert, so dass er sich in eine Z-Achsenrichtung, senkrecht zur X-Achsenrichtung und zur Y-Achsenrichtung bewegt. Ein Z-Achsenmotor 35 ist auf der beweglichen Platte 22 angeordnet und dreht den Kugelgewindegang 33 um den Träger 7 in Z-Achsenrichtung zu bewegen.
Die Einrichtung setzt sich aus dem Träger 7, der Basis 11, den Kugelgewindegängen 13, 23 und 33 und den Führungsachsen 14, 24 und 34, den Motoren 15, 25 und 35 usw. zusammen und der Gerätekörper 10 dient als XYZ-Tisch und trägt das bewegliche optische Verbindungsteil 2 über den Arm 6 mit kleinem Durchmesser.
Als nächstes wird die Messung einer optischen Abschwächung des festen optischen Verbindungsteils 1 mit Hilfe der Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen, die die zuvor erläuterte Konstruktion aufweist, erklärt.
Die Motoren 15, 25 und 35 auf dem Gerätekörper 10 werden mit Servosteuerung angetrieben um den Träger 7 zu einer vorgeschriebenen Adresse der Reihe nach auf der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse zu bewegen. Das bewegliche optische Verbindungsteil 2, das durch den Arm 6 mit schalem Durchmesser gehalten wird, wird positioniert und wird mit dem festen optischen Verbindungsteil 1 verbunden um die Menge der optischen Abschwächung zu messen.
Das bewegliche optische Verbindungsteil 2 ist auf dem Träger 7 durch den Arm 6 mit schmalem Durchmesser befestigt und aus diesem Grund wird beim Verbinden das Verbindungsteil 2 in ausreichender Weise mit einer geringen Kraft versetzt und folgt dem gegenüberliegenden festen optischen Verbindungsteil 1, so dass eine gute Verbindung erreicht werden kann. Wenn die Verbindung entkoppelt werden soll, indem der Träger 7 zu der beweglichen Platte 22 rückkehrt, wird die Einspannung durch das feste optische Verbindungsteil 1 entkoppelt und der Träger kehrt in die neutrale Position durch die Elastizität des Arms 6 mit kleinem Durchmesser zurück.
Am distalen Endbereich des Arms 6 mit kleinem Durchmesser ist nämlich das Verhältnis zwischen der Kraft und dem Versatz im Wesentlichen linear, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und es gibt Charakteristiken ohne normale und reverse Hysterese, und ein Versatz von 0,4 mm oder mehr wird durch eine Kraft von 1 kg erzeugt.
Fig. 3a und 3b zeigen die Abhängigkeit des Kopplungsverlustes von dem Versatz.
Fig. 3a zeigt das Verhältnis zwischen dem Kopplungsverlust und dem Versatz in X-Achsenrichtung, Fig. 3b zeigt das Verhältnis zwischen Kopplungsverlust und dem Versatz in Y-Achsenrichtung. Andererseits zeigen Fig. 4a und 4b ein ähnliches Verhältnis im Zusammenhang mit einem Vergleichsbeispiel, und zeigen das Verhältnis zwischen Versatz und optischem Kopplungsverlust in einem Fall, wo ein bewegliches optisches Verbindungsteil in einem schachtelartigen Behälter mit einem Spalt befestigt ist. In Fig. 4a und 4b variiert der Kopplungsverlust in großem Maße, und aus diesem Grund kann die Positionsabhängigkeit in X-Achsen- und Y-Achsenrichtung nicht erkannt werden und somit ist der Effekt der Reproduzierbarkeit, der durch den Aufbau der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erzielt wird, durch diese Figuren deutlich geworden.
Als nächstes werden Arme mit schmalem Durchmesser, die nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen, in Fig. 5a und 5b gezeigt, und werden nun unter Bezugnahme dieser Figuren beschrieben. Der Gerätekörper, der hier verwendet wird, ist der gleiche wie der in Fig. 1 gezeigte und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
In Fig. 5a sind zwei Arme 46a von schmalem Durchmesser und einer zylindrischen Form parallel zueinander angeordnet und zwischen einem Träger 7 und einem Teil 4, das das optische Verbindungsteil enthält angeordnet, und ein bewegliches optisches Verbindungsteil 2 wird durch die zwei Arme von schmalem Durchmesser 46a gehalten. In Fig. 5b sind vier Arme 46b von schmalem Durchmesser parallel zueinander angeordnet und sind in gleicher Weise dazwischen angeordnet. Aus diesem Grunde korrigiert das bewegliche optische Verbindungsteil 2 in geeigneter Weise eine Positionsabweichung durch Biegen der Arme von schmalem Durchmesser 46a oder 46b.
Nun zeigen Fig. 6a und 6b einen flexiblen Arm gemäß der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend unter Bezugnahme dieser Figuren beschrieben werden wird. Auf eine Beschreibung des Gerätekörpers wird verzichtet, da er der gleiche, wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist.
Obwohl in Fig. 6a ein einzelner Arm 56a mit schmalem Durchmesser vorgesehen ist, weist er einen Bereich mit reduziertem Durchmesser 58a zwischen den gegenüberliegenden Enden auf. In Fig. 6b ist in ähnlicher Weise ein einzelner Arm mit schmalem Durchmesser 56b gezeigt, wobei der Bereich dieser Arms zwischen den gegenüberliegenden Enden fortschreitend schmäler wird. Aus diesem Grund korrigiert ein bewegliches optisches Verbindungsteil 2 eine Positionsabweichung durch das Biegen des derartig geformten Arms 56a oder 56b.
Als nächstes zeigt Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei dieses Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme dieser Figuren näher erläutert werden wird. Auf eine Beschreibung eines unteren Bereichs des Gerätekörpers 10 wird wie zuvor verzichtet.
Wie in Fig. 7 gezeigt, wird ein Träger 7 auf einer beweglichen Platte 22 durch einen Kugelgewindegang 33 und Führungsachsen 34 gehalten, um sich in Z-Achsenrichtung zu bewegen, wobei der Kugelgewindegang 33 von einem Z-Achsenmotor 35 gedreht wird, der auf der beweglichen Platte 22 angeordnet ist. Weiter ist ein Halteblock 9 auf dem Träger 7 durch eine Spiralfeder (Federteil) 8 befestigt, und ein Teil 4, das das optische Verbindungsteil enthält ist auf dem Halteblock 9 über einen Arm 6 mit schmalem Durchmesser gehalten.
Aus diesem Grund kann eine Federkraft in Z-Achsenrichtung, die die Verbindungsachsenrichtung ist, erzeugt werden. Ein bewegliches Verbindungsteil 2 ist fest auf dem Teil 4, das das optische Verbindungsteil enthält, befestigt.
Wenn bei der obigen Konstruktion das bewegliche optische Verbindungsteil 2 mit einem festen optischen Verbindungsteil 1 verbunden werden soll, indem der Z-Achsenmotor 35 angetrieben wird, wird ein vorbestimmter Druck durch die Springkraft der Springfeder 8 erzeugt werden, und die Messung der Verlustmenge kann immer in einer stabilen Art und Weise durchgeführt werden.
Obwohl bei den obigen Ausführungsbeispielen die optische Abschwächung unter Verwendung des beweglichen optischen Verbindungsteils auf der Messseite gemessen wird, während das feste optische Verbindungsteil als Verbindungsteil auf der Lichtquellenseite verwendet wird, kann dies umgedreht werden, das bedeutet, dass das bewegliche optische Verbindungsteil auf der Lichtquellenseite ist während das feste optische Verbindungsteil auf der Messseite ist.
Bei der Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen gemäß der vorliegenden Erfindung ist das optische Verbindungsteil auf dem Gerätekörper durch das elastische Teil wie etwa durch den flexiblen Arm befestigt, und folglich, wenn die optischen Verbindungsteile miteinander verbunden werden sollen werden derartige gegenüberliegende optische Verbindungsteile in geeigneter Weise miteinander in Übereinstimmung gebracht um miteinander verbunden zu werden. Aus diesem Grund ist die Reproduzierbarkeit des Kopplungsverlustes exzellent und darüber hinaus ist ein feiner Positionierungsmechanismus, der die Vorrichtung kompliziert machen würde überflüssig. Aus diesem Grund kann die automatische Messvorrichtung in einfacher Weise hergestellt werden.
Weiter wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Verbinden optischer Verbindungsteile gemäß der vorliegenden Erfindung in Fig. 8 bis 11 gezeigt; und dieses Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme dieser Figuren beschrieben. Die Vorrichtung zum Verbinden optischer Verbindungsteile weist den gleichen Aufbau wie in Fig. 1 gezeigt auf, mit der Ausnahme, dass ein Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus 20 vorgesehen ist. Aus diesem Grund wird auf eine Erklärung der gleichen Teile wie im ersten Ausführungsbeispiel verzichtet.
In Fig. 8 ist der Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus 20 auf einer Basis 11 parallel zu dem festen Teil 3 befestigt und aus diesem Grund liegt der Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus 20 der Verbindungsfläche eines beweglichen optischen Verbindungsteils 2 gegenüber.
Wie in Fig. 9a und 9b gezeigt ist sind bei dem Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus 20 ein Paar Einführlöcher 42, die jeweils Führungsstifte 64 aufnehmen, in einem unteren Bereich eines Gehäuses 40 vorgesehen, das an seinem oberen Bereich einen Tank 41 aufweist, der das Anpassmittel fasst. Ein Auslass 43 ist auch in diesem unteren Bereich gebildet und ist zwischen den Einführlöchern 42 angeordnet. Der Auslass 43 ist mit dem Tank 41 über einen Zuführabschnitt 44 verbunden, wobei ein Teil des Zuführabschnitts 44 das Einführloch 42 überschneidet. Eine Feder 46 die um den Stift 45 gewunden ist drängt einen im Wesentlichen konisch geformten Kopf des Stifts 45 zum Auslass 43 um den Zuführabschnitt 44 zu schließen. Aus diesem Grund stellen die Stifte 45 und die Federn 46 das Öffnungs/Schließteil dar.
Das bewegliche optische Verbindungsteil 2 nähert sich dem Gehäuse 40 und die Führungsstifte 64 werden jeweils in die Einführlöcher 42 eingeführt, so dass das bewegliche optische Verbindungsteil gegen das Gehäuse 40 stößt. Als Folge werden die Stifte 45 zurückgezogen um den Zuführabschnitt 44 zu öffnen, wobei das Anpassmittel von dem Auslass 43 ausgeht um die Verbindungsoberfläche 2a des beweglichen optischen Verbindungsteil 2 zu beschichten.
Als nächstes wird Bezug auf das Durchschalten des optischen Gangs des festen optischen Verbindungsteils durch die Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen mit der obigen Konstruktion genommen.
Der Gerätekörper 10 wird unter Servosteuerung der Motoren 15, 25 und 35 angetrieben um den Träger 7 nacheinander in der X-Achse, der Y-Achsen und der Z-Achse zu bewegen. Das bewegliche optische Verbindungsteil 2, das durch den Arm 6 mit schmalem Durchmesser gehalten wird, wird positioniert, und wird mit dem festen optischen Verbindungsteil 1 verbunden, wodurch der optische Weg freigeschaltet wird. Zu dieser Zeit wird das bewegliche optische Verbindungsteil 2, das instruiert wurde, mit einem ausgewählten festen optischen Verbindungsteil 1 verbunden zu werden, zunächst gegen den Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus gestoßen, der dem beweglichen optischen Verbindungsteil 2 gegenüberliegend angeordnet ist, wobei das Anpassmittel auf die Endfläche des beweglichen optischen Verbindungsteils 2 aufgetragen wird. Das bewegliche optische Verbindungsteil 2 stößt gegen den Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus entweder jedes Mal dann, wenn die Instruktion erfolgt, dass das bewegliche optische Verbindungsteil 2 mit dem festen optischen Verbindungsteil 1 verbunden werden soll, oder jedes Mal, wenn sie für eine vorbestimmte Anzahl (N) miteinander verbunden werden sollen.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel eines Betriebsprogramms in Bezug auf ein Verfahren zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Betriebsverfahren unter Bezugnahme dieser Figur beschrieben wird.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist wird, wenn die Operation beginnt, die Anzahl der festen optischen Verbindungsteile 1 sowie die Verbindung in Schritt S1 angegeben. In Schritt S2 wird eine erforderliche Anzahl von Verbindungen aus dem Speicher abgerufen, wann immer der Hauptschalter eingeschaltet wird.
In Schritt S3 werden die X-, Y- und Z-Richtungsadressen des festen optischen Verbindungsteils 1, das verbunden werden soll genannt, und die Zielposition wird bestätigt.
In Schritt S4 wird die vorliegende Verbindungsanzahl bewertet, und wenn die Verbindungsanzahl nicht Null oder ein ganzzahliges Vielfaches von N ist, schreitet das Programm zu Schritt S6 fort. Wenn die Verbindungsanzahl Null ist oder ein ganzzahliges Vielfaches von N ist, schreitet das Programm zu Schritt S5 fort.
Im Schritt S5 wird ein Anpassmittel-Beschichtungsbefehl erzeugt, und das bewegliche optische Verbindungsteil 2 wird infolge auf der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse bewegt, und die Führungsstifte 64 werden in die Einführlöcher 42 in dem Anpassmittel- Beschichtungsmechanismus 20 eingeführt, so dass das Anpassmittel auf die Verbindungsoberfläche 2a des beweglichen optischen Verbindungsteils 2 aufgetragen wird. Dann wird das bewegliche optische Verbindungsteil 2 zurückgezogen und kehrt in seine anfängliche Position zurück.
In Schritt S6 wird ein Befehl für das Verbinden mit dem festen optischen Verbindungsteil 1 erzeugt, wobei das bewegliche optische Verbindungsteil 2 infolge auf der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achsen relativ zu dem festen optischen Verbindungsteil, das verbunden werden soll, bewegt wird und dann damit verbunden wird. Dann werden unter dieser Bedingung Signale ausgesandt um verschiedene Messungen durchzuführen.
Anstatt der aufeinanderfolgenden Bewegung von X nach Z in Schritt S5 oder Schritt S6 kann eine parallele Bewegung von X und Y aus Gründen der Zeitersparnis erfolgen. Im vorherigen Fall sollte die Z-Bewegung unabhängig sein, um eine Beschädigung der Führungsstifte und der Verbindungsteile zu verhindern.
In Schritt S7 erfährt die Zählung eines Verbindungsanzahlzählers einen Zuwachs um 1, und in Schritt S8 wird beurteilt ob oder ob nicht diese Verbindungsanzahl die vorbestimmte Anzahl erreicht. Wenn das Ergebnis "Nein" lautet kehrt das Programm zu Schritt S1 zurück, und wenn das Ergebnis "Ja" lautet, ist das Programm beendet.
Als nächstes werden die Ergebnisse von Tests zur Bestätigung des Effekts des zuvor beschriebenen Verfahrens und Vorrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen in Fig. 11 gezeigt, und werden unter Bezugnahme dieser Figuren erläutert.
Wenn man nun die Bedingungen betrachtet, entspricht eine Bedingung A dem Fall, in dem kein Anpassmittel angewandt wird. Die Bedingung B entspricht einem Fall, in dem das Anpassmittel jedes Mal wenn eine Verbindung durchgeführt wird angewandt wird. Die Bedingung C entspricht einem Fall, in dem das Anpassmittel jedes Mal nach 10-maligem Verbinden angewandt wird. Die Bedingung D entspricht einem Fall, wo das Anpassmittel jedes Mal nach 50-maligem Verbinden angewandt wird. In jedem Fall wurde der Kopplungsverlust des optischen Verbindungsteils, als auch die Reflexionscharakteristik gemessen. Als Ergebnis wurde, wie in Fig. 11 gezeigt, bestätigt, dass die Bedingungen B und C exzellente Charakteristiken mit sich bringen.
Als nächstes wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen gemäß der vorliegenden Erfindung in Fig. 8, 10, 11, 12a und 12b gezeigt, wobei dieses Ausführungsbeispiel nun unter Bezugnahme dieser Figuren beschrieben werden wird. Jene Bereiche, die den bereits beschriebenen entsprechen, werden jeweils mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Wiederholung der Beschreibung wird verzichtet.
Wie in Fig. 12a und 12b gezeigt ist, ist ein Zylinder 57 mit einem Kolben 55, der durch eine Feder 56 nach links gezwungen wird, in einem unteren Bereich des Gehäuses 50 eines Anpassmittel-Beschichtungsmechanismuses 20 gebildet, der an seinem oberen Bereich einen Tank 51 zur Aufnahme eines Anpassmittels aufweist. Der Tank 51 kommuniziert über ein Ventil 58 mit dem Zylinderraum 57, und das Ventil 58 wird über die reziproke Bewegung des Kolbens 55 in die rechte und linke Richtung geöffnet und geschlossen. Es ist ein Zuführabschnitt 54 vorgesehen, der sich von dem Zylinderraum 57 bis zu einer Öffnung 53, die in der Mitte zwischen den Einführlöchern 52 angeordnet ist, erstreckt, wobei das Anpassmittel aus dem Zylinderraum 57 in den Zuführabschnitt 54 über die reziproke Bewegung des Kolbens 55 gedrängt wird, so dass das Anpassmittel aus der Öffnung 53 freigegeben wird.
Aus diesem Grunde nähert sich das bewegliche optische Verbindungsteil 2 dem Gehäuse 50, und die Führungsstifte 64 werden jeweils in die Einführlöcher 52 eingeführt, so dass das bewegliche optische Verbindungsteil 2 gegen das Gehäuse 50 stößt. Als Folge bewegt sich der Kolben 55 nach rechts, so dass das Anpassmittel aus dem Gehäuse 50 fließt, um auf der Verbindungsoberfläche 2a des beweglichen optischen Verbindungsteils 2 abgeschieden zu werden. Wenn die Führungsstifte 64 aus den Einführlöchern 52 zurückgezogen werden, wird die Feder 56 nach links gedrückt, und daher wird der Kolben 55 bewegt, und zur gleichen Zeit wird das Ventil 58 geöffnet um den Zylinder 57 wieder mit Anpassmittel zu füllen.
Als nächstes wird eine Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen gemäß der vorliegenden Erfindung in den Fig. 8, 10, 11 und 13 gezeigt, und dieses Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme dieser Figuren näher beschrieben. Jene Bereiche, die identisch mit denen sind, die bereits beschrieben wurden, werden jeweils mit den identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Wiederholung der Beschreibung wird verzichtet.
Wie in Fig. 13 gezeigt ist, wird ein Quellgewebe 73 auf einer äußeren Umfangsfläche eines Tanks 71 eines Anpassmittel-Beschichtungsmechanismuses 20 gehalten, der das Anpassmittel beinhaltet. Der untere Endbereich des Quellgewebes 73 taucht in das Anpassmittel ein. Ein Einführlöcherpaar 72, das die Führungsstifte 64 aufnimmt, ist in den oberen Bereich des Tanks 71 in solch einer Weise gebildet, dass das Quellgewebe 73 zwischen den Einführlöchern 72 angeordnet ist. Wenn daher das bewegliche optische Verbindungsteil 2 gegen das Quellgewebe 73 stößt, wobei die Führungsstifte 64 in die Einführlöcher 72 eingeführt werden, wird das Anpassmittel, das in dem Quellgewebe 73 imprägniert ist durch die Oberflächenspannung auf die Verbindungsfläche des beweglichen optischen Verbindungsteils 2 aufgebracht.
Obwohl bei der obigen Beschreibung die Führungsstifte 64 des beweglichen optischen Verbindungsteils die plungerartigen Stifte 45 oder den Kolben 55 schieben, ist der Teil zum Schieben dieser Stifte 45 und des Kolbens 55 nicht auf die Führungsstifte 64 beschränkt, sondern jeder Teil, der mit dem beweglichen optischen Verbindungsteil 2 verbunden ist kann zu diesem Zweck verwendet werden.
Bei der Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Anpassmittel zwischen den Verbindungsflächen vorgesehen, wenn die optischen Verbindungsteile miteinander verbunden werden, und aus diesem Grund wird die Menge des Kopplungsverlustes reduziert und darüber hinaus wird ein Feinpositioniermechanismus überflüssig, der den Aufbau der Vorrichtung kompliziert machen würde.

Claims

1. Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen, die umfasst:

einen Körper (3, 11), eine Halteeinrichtung (12-15, 22-25, 33-35), um einen beweglichen Träger (7) anzutreiben,

ein erstes optisches Verbindungsteil (1), das fest auf dem Körper (3, 11) gehalten ist,

ein zweites optisches Verbindungsteil (2), das mit dem beweglichen Träger (7) verbunden ist, um mit dem ersten optischen Verbindungsteil (1) über Führungsstifte (64) oder eine Klemme durch die Antriebseinrichtung verbunden zu werden, wobei das zweite optische Verbindungsteil über ein dazwischen vermittelndes elastisches Teil (6) mit dem beweglichen Träger (7) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das elastische Teil aus einem einzelnen flexiblen Arm (56A, 56B) besteht, der eine schmale längliche Form aufweist, die in seiner Längsrichtung im Querschnitt variiert, wobei das zweite optische Verbindungsteil (2) auf dem distalen Ende des Armes befestigt und gehalten ist, dessen anderes Ende am Träger (7) befestigt ist, so dass eine Positionsabweichung des zweiten optischen Verbindungsteils (2) in Bezug auf das erste optische Verbindungsteil (1) während ihrer Verbindung durch das Biegen des Arms in geeigneter Weise korrigiert werden kann.

2. Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen nach Anspruch 1, wobei ein Federteil (8), das eine Federkraft in Richtung der Verbindungsachse des ersten optischen Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils ausübt, zwischen dem zweiten optischen Verbindungsteil und dem Gerätekörper vorgesehen ist.

3. Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen nach Anspruch 1, die zusätzlich umfasst: einen Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus (20), der gegenüber einer Verbindungsfläche (2a) des zweiten optischen Verbindungsteils (2) vorgesehen ist, um ein Anpassmittel aufzutragen, das die optische Verbindungscharakteristik mit dem zweiten optischen Verbindungsteil (2) verbessert.

4. Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen nach Anspruch 3, wobei der Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus einen Tank (41) für das Anpassmittel einschließt, einen Zuführabschnitt (44) zum Zuführen des Anpassmittels aus dem Tank (41), ein Ventil, das in dem Zuführabschnitt (44) vorgesehen ist, zum Öffnen und Schließen des Zuführabschnitts (44) und ein Öffnungs/Schließteil (45, 46), das das Ventil öffnet, wenn der Führungsstift (64) eingeführt wird, der das optische Verbindungsteil (2) positioniert.

5. Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen nach Anspruch 3, wobei der Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus (20) einen Zylinder (57) einschließt, der das Anpassmittel beinhaltet, eine Einführöffnung (52) zur Aufnahme eines Führungsstifts (64), der das zweite optische Verbindungsteil (2) positioniert, wobei die Einführöffnung (52) mit dem Zylinder (57) kommuniziert, und einen Kolben (55), der in dem Zylinder (57) vorgesehen ist, wobei der Kolben (55) durch das Einführen des Führungsstifts (64) so verdrängt wird, so dass der Kolben (55) in dem Zylinder (57) bewegt wird, um das Anpassmittel zu fördern.

6. Einrichtung zum Verbinden von optischen Verbindungsteilen gemäß Anspruch 3, wobei der Anpassmittel-Beschichtungsmechanismus (20) einen Tank (71) einschließt, der das Anpassmittel beinhaltet, und ein Quellgewebe (73) dessen unterer Endbereich in das Anpassmittel eintaucht, wobei das Quellgewebe (73) gegenüber der Verbindungsfläche (2a) des zweiten optischen Verbindungsteils (2) angeordnet ist.