JP2002196195A - 光分波モジュールの調芯組立方法及び自動調芯機構 - Google Patents
光分波モジュールの調芯組立方法及び自動調芯機構Info
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 熟練を必要とせずに短時間で充分な精度で製
造できる光分波モジュールの調芯組立方法を提供する。 【解決手段】 入力ファイバ１、コリメータレンズ２、
回折格子３、受光素子アレイ４を備えて構成される光分
波モジュールの調芯組立方法であって、入力ファイバ及
び受光素子アレイを具備するサブモジュールＡと、回折
格子及びコリメータレンズを具備するサブモジュールＢ
とを用意する段階と、各々を独立して移動させることが
できる調芯治具を用意し、調芯移動方向が所定関係を有
するように調整する段階と、受光素子アレイの配列基準
線が水平となるようにサブモジュールＡを治具に固定す
る段階と、回折格子の溝方向が垂直となるようにサブモ
ジュールＢを治具に固定する段階と、入力ファイバから
光を入射し、サブモジュールＢをサブモジュールＡに対
して受光素子からの光出力が最大となるように調芯する
段階と、の諸段階を含む。。
造できる光分波モジュールの調芯組立方法を提供する。 【解決手段】 入力ファイバ１、コリメータレンズ２、
回折格子３、受光素子アレイ４を備えて構成される光分
波モジュールの調芯組立方法であって、入力ファイバ及
び受光素子アレイを具備するサブモジュールＡと、回折
格子及びコリメータレンズを具備するサブモジュールＢ
とを用意する段階と、各々を独立して移動させることが
できる調芯治具を用意し、調芯移動方向が所定関係を有
するように調整する段階と、受光素子アレイの配列基準
線が水平となるようにサブモジュールＡを治具に固定す
る段階と、回折格子の溝方向が垂直となるようにサブモ
ジュールＢを治具に固定する段階と、入力ファイバから
光を入射し、サブモジュールＢをサブモジュールＡに対
して受光素子からの光出力が最大となるように調芯する
段階と、の諸段階を含む。。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信分野に用いら
れる光分波モジュールの調芯組立方法及び自動調芯機構
に関する。
れる光分波モジュールの調芯組立方法及び自動調芯機構
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光分波モジュールは、波長多重光の分離
機能を有し、多重光信号を入力し、チャンネル毎に分離
された信号出力を得ることができる。一般的には、入力
光を１本の光ファイバから入射させ、モジュール内部で
チャンネル波長毎に正しく分離させた後、分離チャンネ
ル別に複数の光ファイバ或は受光素子に入力させて、分
離チャンネル別の出力信号を取り出す。
機能を有し、多重光信号を入力し、チャンネル毎に分離
された信号出力を得ることができる。一般的には、入力
光を１本の光ファイバから入射させ、モジュール内部で
チャンネル波長毎に正しく分離させた後、分離チャンネ
ル別に複数の光ファイバ或は受光素子に入力させて、分
離チャンネル別の出力信号を取り出す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在光通信分野で主に
使用されている波長帯は、１５５０ｎｍ帯で、チャンネ
ル間隔は周波数で１００ＧＨｚである。これを波長のピ
ッチに直すと、およそ０．８ｎｍの間隔で信号が並んで
いることになる。光分波モジュールではこの信号を回折
格子で角度分離し、波長毎に別々の光ファイバ或は受光
素子に正確に入射させる必要があるが、波長間隔が狭い
ため、回折格子から出射されるチャンネル毎の光線の角
度差は小さいものとなってしまう。
使用されている波長帯は、１５５０ｎｍ帯で、チャンネ
ル間隔は周波数で１００ＧＨｚである。これを波長のピ
ッチに直すと、およそ０．８ｎｍの間隔で信号が並んで
いることになる。光分波モジュールではこの信号を回折
格子で角度分離し、波長毎に別々の光ファイバ或は受光
素子に正確に入射させる必要があるが、波長間隔が狭い
ため、回折格子から出射されるチャンネル毎の光線の角
度差は小さいものとなってしまう。
【０００４】このため、光分波モジュールを組み立てる
際、入力ファイバから個々のチャンネルに相当する波長
の光を入射し、それが出力ファイバ或は受光素子から正
確に出力されるように各部品を各所定箇所に固定する、
所謂アクティブ調芯が行われる。特に調芯には時間が必
要とされ、それを達成するだけでも著しく甚大な時間及
び労力が必要となると共に、その組立には高精度で高価
な装置類が必要とされる。
際、入力ファイバから個々のチャンネルに相当する波長
の光を入射し、それが出力ファイバ或は受光素子から正
確に出力されるように各部品を各所定箇所に固定する、
所謂アクティブ調芯が行われる。特に調芯には時間が必
要とされ、それを達成するだけでも著しく甚大な時間及
び労力が必要となると共に、その組立には高精度で高価
な装置類が必要とされる。
【０００５】また、光分波モジュールは部品点数が多
く、組立手順が複雑であると共に、特に部品の特性及び
寸法のばらつきや環境変化の僅かな変化に対応する必要
があるため、組立のアルゴリズムが確定しづらく、自動
化が難しく、熟練した作業者による作業が必要となって
大量生産が困難であった。
く、組立手順が複雑であると共に、特に部品の特性及び
寸法のばらつきや環境変化の僅かな変化に対応する必要
があるため、組立のアルゴリズムが確定しづらく、自動
化が難しく、熟練した作業者による作業が必要となって
大量生産が困難であった。
【０００６】更に、このアクティブ調芯に代わり、パッ
シブ調芯を採用した場合には、 （１）回折格子の溝方向に対する切断精度、 （２）受光素子アレイ・チップの実装精度 （３）受光素子アレイのパッケージの精度 （４）筐体の寸法精度 （５）上記部品の組立接着精度 等の各種の部品及び素子の寸法及び組立の誤差が積算さ
れてしまう。よって、こうした高精度が要求される光分
波モジュールの組立調芯に対して、部品の当て込みに依
存するパッシブ調芯では性能を得ることが難しい。
シブ調芯を採用した場合には、 （１）回折格子の溝方向に対する切断精度、 （２）受光素子アレイ・チップの実装精度 （３）受光素子アレイのパッケージの精度 （４）筐体の寸法精度 （５）上記部品の組立接着精度 等の各種の部品及び素子の寸法及び組立の誤差が積算さ
れてしまう。よって、こうした高精度が要求される光分
波モジュールの組立調芯に対して、部品の当て込みに依
存するパッシブ調芯では性能を得ることが難しい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題に
鑑みて為されたものであり、高精度で製作し易い光分波
モジュールの調芯組立方法を提供するものである。特に
光分波モジュールの調芯・組立を複雑な設備を用いず、
且つ、熟練を要する作業を必要とせずに短時間で充分な
精度で実施して製造することができる光分波モジュール
の調芯組立方法を提供するものである。
鑑みて為されたものであり、高精度で製作し易い光分波
モジュールの調芯組立方法を提供するものである。特に
光分波モジュールの調芯・組立を複雑な設備を用いず、
且つ、熟練を要する作業を必要とせずに短時間で充分な
精度で実施して製造することができる光分波モジュール
の調芯組立方法を提供するものである。
【０００８】よって、本発明に係る光分波モジュールの
調芯組立方法は、入力ファイバ、コリメータレンズ、回
折格子、受光素子アレイを少なくとも備えて構成される
光分波モジュールの調芯組立方法であって、（ａ）各々
が所定位置に固定された状態で前記入力ファイバ及び前
記受光素子アレイを具備するサブモジュールＡと、各々
が所定位置に固定された状態で前記回折格子及び前記コ
リメータレンズを具備するサブモジュールＢとを用意す
る段階と、（ｂ）前記サブモジュールＡ及びＢを各々独
立して移動させることができる調芯治具を用意し、該調
芯治具がこれらサブモジュールを保持した際に、前記サ
ブモジュールＡの基準面と前記サブモジュールＢの調芯
時の相対的な調芯移動方向が所定関係を有するように調
整する段階と、（ｃ）前記受光素子アレイの配列基準線
が水平となるように前記サブモジュールＡを前記調芯治
具に固定する段階と、（ｄ）前記回折格子の溝方向が垂
直となるように前記サブモジュールＢを前記調芯治具に
固定する段階と、（ｅ）前記入力ファイバから１つ或は
複数のチャンネルに相当する波長の光を入射し、前記サ
ブモジュールＢを前記サブモジュールＡに対して相対的
に移動させて、そのチャンネルに相当する受光素子から
の光出力が最大となるように調芯する段階と、の諸段階
を含む。
調芯組立方法は、入力ファイバ、コリメータレンズ、回
折格子、受光素子アレイを少なくとも備えて構成される
光分波モジュールの調芯組立方法であって、（ａ）各々
が所定位置に固定された状態で前記入力ファイバ及び前
記受光素子アレイを具備するサブモジュールＡと、各々
が所定位置に固定された状態で前記回折格子及び前記コ
リメータレンズを具備するサブモジュールＢとを用意す
る段階と、（ｂ）前記サブモジュールＡ及びＢを各々独
立して移動させることができる調芯治具を用意し、該調
芯治具がこれらサブモジュールを保持した際に、前記サ
ブモジュールＡの基準面と前記サブモジュールＢの調芯
時の相対的な調芯移動方向が所定関係を有するように調
整する段階と、（ｃ）前記受光素子アレイの配列基準線
が水平となるように前記サブモジュールＡを前記調芯治
具に固定する段階と、（ｄ）前記回折格子の溝方向が垂
直となるように前記サブモジュールＢを前記調芯治具に
固定する段階と、（ｅ）前記入力ファイバから１つ或は
複数のチャンネルに相当する波長の光を入射し、前記サ
ブモジュールＢを前記サブモジュールＡに対して相対的
に移動させて、そのチャンネルに相当する受光素子から
の光出力が最大となるように調芯する段階と、の諸段階
を含む。
【０００９】前記サブモジュールＢが相互に摺動自在な
第１及び第２のチューブ部材を更に具備し、前記コリメ
ータレンズ及び前記回折格子が前記第２チューブに固定
されており、前記調芯組立方法が、前記段階（ｅ）を完
了した後の前記サブモジュールＡ及びＢの位置関係を保
持させるように、調整管としての前記第１チューブを前
記第２チューブが固定させられた状態で該第２チューブ
に対して摺動し、接触させて、前記サブモジュールＡ及
びＢを相互に接着固定する段階（ｆ）を更に含むことが
好ましい。
第１及び第２のチューブ部材を更に具備し、前記コリメ
ータレンズ及び前記回折格子が前記第２チューブに固定
されており、前記調芯組立方法が、前記段階（ｅ）を完
了した後の前記サブモジュールＡ及びＢの位置関係を保
持させるように、調整管としての前記第１チューブを前
記第２チューブが固定させられた状態で該第２チューブ
に対して摺動し、接触させて、前記サブモジュールＡ及
びＢを相互に接着固定する段階（ｆ）を更に含むことが
好ましい。
【００１０】前記調芯移動方向としては、前記サブモジ
ュールＡ及びＢが相互に接近或は離反するｚ方向であ
り、前記所定関係が前記サブモジュールＡの基準面と前
記サブモジュールＢの調芯移動方向が直交する関係であ
るか、前記サブモジュールＡ及びＢが相互に平行して水
平移動するｘ方向であり、前記所定関係が前記サブモジ
ュールＡの基準面と前記サブモジュールＢの調芯移動方
向が平行する関係であるか、前記サブモジュールＡ及び
Ｂが相互に平行して垂直移動するｙ方向であり、前記所
定関係が前記サブモジュールＡの基準面と前記サブモジ
ュールＢの調芯移動方向が平行する関係であるか、或
は、前記サブモジュールＢの軸線周りに回転移動するθ
z方向であり、前記所定関係が前記サブモジュールＡの
基準面に対する前記サブモジュールＢの角度変位の関係
であることが好ましい。
ュールＡ及びＢが相互に接近或は離反するｚ方向であ
り、前記所定関係が前記サブモジュールＡの基準面と前
記サブモジュールＢの調芯移動方向が直交する関係であ
るか、前記サブモジュールＡ及びＢが相互に平行して水
平移動するｘ方向であり、前記所定関係が前記サブモジ
ュールＡの基準面と前記サブモジュールＢの調芯移動方
向が平行する関係であるか、前記サブモジュールＡ及び
Ｂが相互に平行して垂直移動するｙ方向であり、前記所
定関係が前記サブモジュールＡの基準面と前記サブモジ
ュールＢの調芯移動方向が平行する関係であるか、或
は、前記サブモジュールＢの軸線周りに回転移動するθ
z方向であり、前記所定関係が前記サブモジュールＡの
基準面に対する前記サブモジュールＢの角度変位の関係
であることが好ましい。
【００１１】より好ましくは、前記調芯移動方向が、前
記サブモジュールＡ及びＢが相互に接近或は離反するｚ
方向、前記サブモジュールＡ及びＢが相互に平行して水
平移動するｘ方向、前記サブモジュールＡ及びＢが相互
に平行して垂直移動するｙ方向、並びに、前記サブモジ
ュールＡ及びＢが相互に角度的変位を為すべく光軸周り
に回転移動するθz方向を含み、前記段階（ｅ）におけ
る調芯がこれらｚ方向、ｘ方向、ｙ方向、並びに、θz
方向の各調芯移動を連続的に実行して各方向での最大光
出力となるように調芯する。
記サブモジュールＡ及びＢが相互に接近或は離反するｚ
方向、前記サブモジュールＡ及びＢが相互に平行して水
平移動するｘ方向、前記サブモジュールＡ及びＢが相互
に平行して垂直移動するｙ方向、並びに、前記サブモジ
ュールＡ及びＢが相互に角度的変位を為すべく光軸周り
に回転移動するθz方向を含み、前記段階（ｅ）におけ
る調芯がこれらｚ方向、ｘ方向、ｙ方向、並びに、θz
方向の各調芯移動を連続的に実行して各方向での最大光
出力となるように調芯する。
【００１２】更に本発明は光分波モジュールの組立の際
の調芯を自動化する光分波モジュールの自動調芯機構を
も提供する。こうして、本発明に係る光分波モジュール
の自動調芯機構は、各々が所定位置に固定された状態で
前記入力ファイバ及び前記受光素子アレイを具備するサ
ブモジュールＡと、各々が所定位置に固定された状態で
前記回折格子及び前記コリメータレンズを具備するサブ
モジュールＢとから構成される光分波モジュールの自動
調芯機構であって、固定台と、前記固定台上に配置され
ると共に第１モータが取り付けられて、該固定台に対し
て第１移動方向へモータ駆動させられて移動する第１移
動部と、前記第１移動部上に配置されると共に第２モー
タが取り付けられて、該第１移動部に対して第２移動方
向へモータ駆動させられて移動する第２移動部と、前記
第２移動部上に直立固定された第１支持体と、前記第１
支持体上に配置されると共に第３モータが取り付けられ
て、該第１支持体に対して第３移動方向へモータ駆動さ
せられて移動する第３移動部であり、前記サブモジュー
ルＢを把持できる把持手段を具備する第３移動部と、前
記第３移動部上に配置されて前記サブモジュールＢを把
持できると共に第４モータが取り付けられて、前記サブ
モジュールＢを把持しつつ前記第３移動部上で回転駆動
できる回転駆動部と、前記固定台上に直立固定されて、
前記サブモジュールＡを固定できる第２支持体と、前記
入力ファイバに任意の波長の光を入力できる光源と、前
記サブモジュールＡから前記入力ファイバを介して入射
された光ビームを、前記サブモジュールの前記コリメー
タレンズ及び前記回折格子を介して反射集光させて前記
受光素子アレイで検出させ、光出力が最大となるように
前記サブモジュールＢを前記サブモジュールＡに対して
移動させるべく前記第１乃至第４モータを駆動制御する
コンピュータ・システムと、を備える。
の調芯を自動化する光分波モジュールの自動調芯機構を
も提供する。こうして、本発明に係る光分波モジュール
の自動調芯機構は、各々が所定位置に固定された状態で
前記入力ファイバ及び前記受光素子アレイを具備するサ
ブモジュールＡと、各々が所定位置に固定された状態で
前記回折格子及び前記コリメータレンズを具備するサブ
モジュールＢとから構成される光分波モジュールの自動
調芯機構であって、固定台と、前記固定台上に配置され
ると共に第１モータが取り付けられて、該固定台に対し
て第１移動方向へモータ駆動させられて移動する第１移
動部と、前記第１移動部上に配置されると共に第２モー
タが取り付けられて、該第１移動部に対して第２移動方
向へモータ駆動させられて移動する第２移動部と、前記
第２移動部上に直立固定された第１支持体と、前記第１
支持体上に配置されると共に第３モータが取り付けられ
て、該第１支持体に対して第３移動方向へモータ駆動さ
せられて移動する第３移動部であり、前記サブモジュー
ルＢを把持できる把持手段を具備する第３移動部と、前
記第３移動部上に配置されて前記サブモジュールＢを把
持できると共に第４モータが取り付けられて、前記サブ
モジュールＢを把持しつつ前記第３移動部上で回転駆動
できる回転駆動部と、前記固定台上に直立固定されて、
前記サブモジュールＡを固定できる第２支持体と、前記
入力ファイバに任意の波長の光を入力できる光源と、前
記サブモジュールＡから前記入力ファイバを介して入射
された光ビームを、前記サブモジュールの前記コリメー
タレンズ及び前記回折格子を介して反射集光させて前記
受光素子アレイで検出させ、光出力が最大となるように
前記サブモジュールＢを前記サブモジュールＡに対して
移動させるべく前記第１乃至第４モータを駆動制御する
コンピュータ・システムと、を備える。
【００１３】
【発明の実施の形態】先ず本発明に従った光分波モジュ
ールの基本的構成を図１の斜視図を参照して説明する。
本発明に従った光分波モジュール１００は、１本の入力
ファイバ１と、コリメータレンズ２と、回折格子３とを
構成要素として備える共に、前記各構成要素がそれぞれ
接着又は固定された、相互に独立すると共に軸線方向に
相互に嵌合して摺動できるような内径及び外径を有する
複数の透明或は半透明のチューブ５１，５２，５３（図
示例では３本のチューブであるが、任意の本数のチュー
ブが使用可能）を備えて構成されている。
ールの基本的構成を図１の斜視図を参照して説明する。
本発明に従った光分波モジュール１００は、１本の入力
ファイバ１と、コリメータレンズ２と、回折格子３とを
構成要素として備える共に、前記各構成要素がそれぞれ
接着又は固定された、相互に独立すると共に軸線方向に
相互に嵌合して摺動できるような内径及び外径を有する
複数の透明或は半透明のチューブ５１，５２，５３（図
示例では３本のチューブであるが、任意の本数のチュー
ブが使用可能）を備えて構成されている。
【００１４】この光分波モジュール１００では、外部入
力が光ファイバ１からチューブ内部に導入され、該ファ
イバの開口数に応じて広がった発散光束１０１がコリメ
ータレンズ２に到達し、平行光束に変換されてから回折
格子３に到達する。回折格子３の波長分散特性に応じて
波長ごとに分離された光束は、コリメータレンズ２によ
って分波波長ごとに収束光束１０４に変換され、コリメ
ータレンズ２の焦点に一致する側板５０（透明ガラス円
板状部材）の一方面上で波長ごとに集光して該一方面上
に一列に並列される。尚、入力ファイバ１の開口端はフ
ァイバ連結部１０を介して前記コリメータレンズの焦点
面上となる側板５０の一方面上に配置されている一方
で、チューブ５３の端面に固定されている側板５４（円
板状部材）の内面側に設置された前記回折格子３は、そ
の設置角度に関して、入力ファイバ１から発せられコリ
メータレンズ２から入射する光に対する回折光を前記コ
リメータレンズ２に反射し返し、該コリメータレンズ２
の焦点面に集光するが如くの角度に設定されている。こ
うして、光分波された波長毎の光が焦点面上で集光した
集光点は、側板５０の一方面上である同焦点面上に入力
ファイバ１と共役な位置に接着或は固定されて、独立封
止パッケージに実装された符号４で示される受光素子ア
レイ或はファイバ・アレイでモニタ或はそれぞれ検出さ
れる。
力が光ファイバ１からチューブ内部に導入され、該ファ
イバの開口数に応じて広がった発散光束１０１がコリメ
ータレンズ２に到達し、平行光束に変換されてから回折
格子３に到達する。回折格子３の波長分散特性に応じて
波長ごとに分離された光束は、コリメータレンズ２によ
って分波波長ごとに収束光束１０４に変換され、コリメ
ータレンズ２の焦点に一致する側板５０（透明ガラス円
板状部材）の一方面上で波長ごとに集光して該一方面上
に一列に並列される。尚、入力ファイバ１の開口端はフ
ァイバ連結部１０を介して前記コリメータレンズの焦点
面上となる側板５０の一方面上に配置されている一方
で、チューブ５３の端面に固定されている側板５４（円
板状部材）の内面側に設置された前記回折格子３は、そ
の設置角度に関して、入力ファイバ１から発せられコリ
メータレンズ２から入射する光に対する回折光を前記コ
リメータレンズ２に反射し返し、該コリメータレンズ２
の焦点面に集光するが如くの角度に設定されている。こ
うして、光分波された波長毎の光が焦点面上で集光した
集光点は、側板５０の一方面上である同焦点面上に入力
ファイバ１と共役な位置に接着或は固定されて、独立封
止パッケージに実装された符号４で示される受光素子ア
レイ或はファイバ・アレイでモニタ或はそれぞれ検出さ
れる。
【００１５】この光分波モジュール１００は大きく分け
て３つのチューブ、好ましくは中空円筒状チューブ５
１，５２，５３を含む。単芯の入力ファイバ１は透明の
ファイバ実装用のチューブ５１の端面（同図中、紙面に
向かって左側の端面）にファイバ固定用側板５０及びフ
ァイバ連結部１０を介して固定されている。同様に、コ
リメータレンズ２はチューブ５２の端面（同図中、紙面
に向かって右側の端面）に固定されている。更に、回折
格子３はチューブ５３の端面（同図中、紙面に向かって
右側の端面）に回折格子固定用側板５４を介して固定さ
れている。この実施例では、レンズ２をチューブ５２の
端面に固定した後にチューブ５２，５３は接着等に一体
化させられおり、その内のチューブ５２の端部が調整管
としてのチューブ５１で外装されている。チューブ５２
の外径とチューブ５１の内径とは、光軸方向に移動可能
で且つ光軸周りに回転可能であるように、両チューブが
相互にガタなく摺動できる寸法に加工されている。
て３つのチューブ、好ましくは中空円筒状チューブ５
１，５２，５３を含む。単芯の入力ファイバ１は透明の
ファイバ実装用のチューブ５１の端面（同図中、紙面に
向かって左側の端面）にファイバ固定用側板５０及びフ
ァイバ連結部１０を介して固定されている。同様に、コ
リメータレンズ２はチューブ５２の端面（同図中、紙面
に向かって右側の端面）に固定されている。更に、回折
格子３はチューブ５３の端面（同図中、紙面に向かって
右側の端面）に回折格子固定用側板５４を介して固定さ
れている。この実施例では、レンズ２をチューブ５２の
端面に固定した後にチューブ５２，５３は接着等に一体
化させられおり、その内のチューブ５２の端部が調整管
としてのチューブ５１で外装されている。チューブ５２
の外径とチューブ５１の内径とは、光軸方向に移動可能
で且つ光軸周りに回転可能であるように、両チューブが
相互にガタなく摺動できる寸法に加工されている。
【００１６】次に以上に説明した光分波モジュールの具
体的な調芯・組立の方法を説明する。 ＜第１ステップ＞先ず、この分波モジュールを調芯組立
に際して、以下の２つのサブモジュールＡ，Ｂに分け
て、各モジュールにそれぞれの部品を所定位置に予め固
定する。 サブモジュールＡ：側板（透明ガラス円板）５０の一方
面上の所定位置に固定された光ファイバ１と受光素子ア
レイ（ＰＤＡ）４とを含む。 サブモジュールＢ：回折格子固定用側板５４の一方面上
の所定位置に固定された回折格子３とレンズ２とを含
む。尚、レンズ２はチューブ５２の一方端部に固定さ
れ、その部分がチューブ５３の先端部分で外装されてい
る形態となっている。その外装の後、これらチューブ５
２及び５３は接着剤等で相互に固定される。この時点で
接続用の調整管であるチューブ５１はチューブ５２と固
定しない。
体的な調芯・組立の方法を説明する。 ＜第１ステップ＞先ず、この分波モジュールを調芯組立
に際して、以下の２つのサブモジュールＡ，Ｂに分け
て、各モジュールにそれぞれの部品を所定位置に予め固
定する。 サブモジュールＡ：側板（透明ガラス円板）５０の一方
面上の所定位置に固定された光ファイバ１と受光素子ア
レイ（ＰＤＡ）４とを含む。 サブモジュールＢ：回折格子固定用側板５４の一方面上
の所定位置に固定された回折格子３とレンズ２とを含
む。尚、レンズ２はチューブ５２の一方端部に固定さ
れ、その部分がチューブ５３の先端部分で外装されてい
る形態となっている。その外装の後、これらチューブ５
２及び５３は接着剤等で相互に固定される。この時点で
接続用の調整管であるチューブ５１はチューブ５２と固
定しない。
【００１７】＜第２ステップ＞次にサブモジュールＡ，
Ｂ間でアクティブ調芯を以下のように行う。 第１サブステップ：サブモジュールＡ，Ｂを独立に動か
せる調芯治具を用意する。この調芯治具でモジュール
Ａ，Ｂをそれぞれ保持した際に、サブモジュールＡの側
板５０の光ファイバ１及びＰＤＡ４の固定面側とは反対
側の他方面（基準面）とサブモジュールＢの調芯時のｚ
方向移動方向が直交するように調整する。
Ｂ間でアクティブ調芯を以下のように行う。 第１サブステップ：サブモジュールＡ，Ｂを独立に動か
せる調芯治具を用意する。この調芯治具でモジュール
Ａ，Ｂをそれぞれ保持した際に、サブモジュールＡの側
板５０の光ファイバ１及びＰＤＡ４の固定面側とは反対
側の他方面（基準面）とサブモジュールＢの調芯時のｚ
方向移動方向が直交するように調整する。
【００１８】第２サブステップ：次にＰＤＡ４の水平基
準線（即ち、受光素子の配列方向）が水平になるように
サブモジュールＡを調芯治具に固定する。
準線（即ち、受光素子の配列方向）が水平になるように
サブモジュールＡを調芯治具に固定する。
【００１９】第３サブステップ：そして、回折格子の溝
方向が垂直になるようにサブモジュールＢを調芯治具に
固定する。
方向が垂直になるようにサブモジュールＢを調芯治具に
固定する。
【００２０】第４サブステップ：以上の処置が行われた
後、光ファイバからの１つのチャンネルに相当する波長
の光を入射し、サブモジュールＢを動かしてこのチャン
ネルに相当する受光素子４からの光出力が最大になるよ
うに調芯する（アクティブ調芯）。
後、光ファイバからの１つのチャンネルに相当する波長
の光を入射し、サブモジュールＢを動かしてこのチャン
ネルに相当する受光素子４からの光出力が最大になるよ
うに調芯する（アクティブ調芯）。
【００２１】第５サブステップ：必要に応じて、異なる
波長（チャンネル）に対しても上記第４サブステップを
実施する。
波長（チャンネル）に対しても上記第４サブステップを
実施する。
【００２２】第６サブステップ：調芯が完了した後、調
整管（チューブ５１）を用いてサブモジュールＡ及びサ
ブモジュールＢの位置関係が保持されるように両サブモ
ジュールを接着固定する。
整管（チューブ５１）を用いてサブモジュールＡ及びサ
ブモジュールＢの位置関係が保持されるように両サブモ
ジュールを接着固定する。
【００２３】サブモジュールＢは円筒筐体である２つの
チューブ５２，５３と、側板５４と、それらに固定した
レンズ２及び回折格子３とからなる。回折格子３は側板
５４の一方面上でチューブ５３の中心軸からやや偏心し
た位置に、側板５４の表面に対して所定の角度だけ傾斜
させて固定する。またレンズ２はチューブ５２の端面に
固定する。これらレンズ２及び回折格子３間を所定距離
隔てた状態で両チューブを相互に固定する。サブモジュ
ールＡは光ファイバ１端面（連結部１０を介して）及び
ＰＤＡ４を同一平面（側板５０の一方面）内にある程度
の精度の位置関係で固定する。サブモジュールＡに対し
てサブモジュールＢの調芯可能な範囲は、光軸（ｚ軸）
の周りの回転θz、光軸に沿った距離ｚ、光軸と垂直な
方向の距離（ｘ、ｙ）である。最終的な固定は調整管５
１の先端部にこの管径よりやや大きい直径を有するサブ
モジュールＡの円形側板５０を（ｘ、ｙ）位置を保って
貼り合わせ、またサブモジュールＢ側であるチューブ５
２の先端部の外径と摺り合わせになるように製作された
内径を有する調整管５１を、そのチューブ５２に対して
θz及びｚの調整位置を保って接着固定する。調整官５
１の長さは最終調芯位置ｚにおいてサブモジュールＡの
円形側板５０の内側平面とサブモジュールＢの（チュー
ブ５２の）先端面との距離よりも長く設定しておく必要
がある。
チューブ５２，５３と、側板５４と、それらに固定した
レンズ２及び回折格子３とからなる。回折格子３は側板
５４の一方面上でチューブ５３の中心軸からやや偏心し
た位置に、側板５４の表面に対して所定の角度だけ傾斜
させて固定する。またレンズ２はチューブ５２の端面に
固定する。これらレンズ２及び回折格子３間を所定距離
隔てた状態で両チューブを相互に固定する。サブモジュ
ールＡは光ファイバ１端面（連結部１０を介して）及び
ＰＤＡ４を同一平面（側板５０の一方面）内にある程度
の精度の位置関係で固定する。サブモジュールＡに対し
てサブモジュールＢの調芯可能な範囲は、光軸（ｚ軸）
の周りの回転θz、光軸に沿った距離ｚ、光軸と垂直な
方向の距離（ｘ、ｙ）である。最終的な固定は調整管５
１の先端部にこの管径よりやや大きい直径を有するサブ
モジュールＡの円形側板５０を（ｘ、ｙ）位置を保って
貼り合わせ、またサブモジュールＢ側であるチューブ５
２の先端部の外径と摺り合わせになるように製作された
内径を有する調整管５１を、そのチューブ５２に対して
θz及びｚの調整位置を保って接着固定する。調整官５
１の長さは最終調芯位置ｚにおいてサブモジュールＡの
円形側板５０の内側平面とサブモジュールＢの（チュー
ブ５２の）先端面との距離よりも長く設定しておく必要
がある。
【００２４】次に本発明の第２実施例に係る自動調芯機
構２００を説明する。図３は、本発明の第２実施例に係
る自動調芯機構２００の概略側面図である。図３中、符
号２０１は固定台、符号２０２は固定台上に配置される
と共に、モータＭＺが取り付けられて固定台２０１に対
してｚ方向（図３の紙面上における左右方向）へ移動可
能な第１移動部、符号２０３は第１移動部上に配置され
ると共に、モータＭＸが取り付けられて第１移動部２０
２に対してｘ方向（図３の紙面を貫く方向）へ移動可能
な第２移動部、符号２０４は第２移動部２０３上に直立
固定した第１支持体、符号２０５は第１支持体２０４上
に配置されると共に、モータＭＹが取り付けられて第１
支持体２０４に対してｙ方向（垂直方向）へ移動可能な
第３移動部、符号２０６は第３移動部上に配置されてサ
ブモジュールＢを把持できると共に、モータＭθzが取
り付けられて把持されている状態のサブモジュールＢを
θz方向（軸線方向）に回転できる回転駆動部２０６、
符号２０７は固定台２０１上に直立固定されてサブモジ
ュールＡを固定できる第２支持体である。
構２００を説明する。図３は、本発明の第２実施例に係
る自動調芯機構２００の概略側面図である。図３中、符
号２０１は固定台、符号２０２は固定台上に配置される
と共に、モータＭＺが取り付けられて固定台２０１に対
してｚ方向（図３の紙面上における左右方向）へ移動可
能な第１移動部、符号２０３は第１移動部上に配置され
ると共に、モータＭＸが取り付けられて第１移動部２０
２に対してｘ方向（図３の紙面を貫く方向）へ移動可能
な第２移動部、符号２０４は第２移動部２０３上に直立
固定した第１支持体、符号２０５は第１支持体２０４上
に配置されると共に、モータＭＹが取り付けられて第１
支持体２０４に対してｙ方向（垂直方向）へ移動可能な
第３移動部、符号２０６は第３移動部上に配置されてサ
ブモジュールＢを把持できると共に、モータＭθzが取
り付けられて把持されている状態のサブモジュールＢを
θz方向（軸線方向）に回転できる回転駆動部２０６、
符号２０７は固定台２０１上に直立固定されてサブモジ
ュールＡを固定できる第２支持体である。
【００２５】更に、この自動調整機構２００は、コンピ
ュータ２１０、ＰＤＡ４の各受光素子の出力が増幅器２
０９を介して入力するコンピュータ２１０を備え、各受
光素子の出力をモニタして出力が最大（光強度最大）と
なるように各モータを不図示の各モータ・ドライバ回路
を介して制御すると共に、入力ファイバ１への入力光の
パワー制御を為している。尚、図３中、各モータのドラ
イバ回路は省略されている。
ュータ２１０、ＰＤＡ４の各受光素子の出力が増幅器２
０９を介して入力するコンピュータ２１０を備え、各受
光素子の出力をモニタして出力が最大（光強度最大）と
なるように各モータを不図示の各モータ・ドライバ回路
を介して制御すると共に、入力ファイバ１への入力光の
パワー制御を為している。尚、図３中、各モータのドラ
イバ回路は省略されている。
【００２６】自動調芯に先立って、サブモジュールＡ
（円形側板５０）は第２支持体２０６に固定されてお
り、調芯作動中、移動させない。但し、この円形側板５
０がサブモジュールＢの端面に平行となるように予め調
整されている必要がある。その調整機構は任意の周知機
構が使用され得るために図示しない。可動機構をもつの
は全てサブモジュールＢ側で、回折格子３におけるＶ溝
の切り込み方向が垂直方向に保持した状態で把持されて
いるサブモジュールＢを、ｘ、ｙ、ｚ、並びに、θz方
向に動かして調芯が行われる。
（円形側板５０）は第２支持体２０６に固定されてお
り、調芯作動中、移動させない。但し、この円形側板５
０がサブモジュールＢの端面に平行となるように予め調
整されている必要がある。その調整機構は任意の周知機
構が使用され得るために図示しない。可動機構をもつの
は全てサブモジュールＢ側で、回折格子３におけるＶ溝
の切り込み方向が垂直方向に保持した状態で把持されて
いるサブモジュールＢを、ｘ、ｙ、ｚ、並びに、θz方
向に動かして調芯が行われる。
【００２７】この自動調芯機構２００では、上述の第１
実施例と同様な調整が可能な各種移動部をモータ駆動し
て対応するスキャンを実行させるようにしている。初期
的に、光源は高強度に設定し、光ファイバ１を介してサ
ブモジュールＢ側へ任意の波長の光を入射させる。モジ
ュールＡ側のＰＤアレイ４の所定チャンネルをモニタ
し、出力が最大となる位置を求めるために、先ずｚ方向
にスキャンする。スキャンはディジタル的に行い、光出
力が最大となる位置でモータＭＺを停止させる。次いで
ｘ方向、ｙ方向でも各モータＭＸ，ＭＹを用いて同じ作
動を行わせ（その他の順序でも可能）、これを適宜繰り
返して光出力が最大（光強度最大）となる位置をそれぞ
れの方向で求める。θzは主としてＰＤアレイ４の配列
方向を調整するためのものであるので、波長を変え異な
るチャンネルの受光素子４で上述の調芯作動を繰り返
し、θz方向の最適位置をも決定する。
実施例と同様な調整が可能な各種移動部をモータ駆動し
て対応するスキャンを実行させるようにしている。初期
的に、光源は高強度に設定し、光ファイバ１を介してサ
ブモジュールＢ側へ任意の波長の光を入射させる。モジ
ュールＡ側のＰＤアレイ４の所定チャンネルをモニタ
し、出力が最大となる位置を求めるために、先ずｚ方向
にスキャンする。スキャンはディジタル的に行い、光出
力が最大となる位置でモータＭＺを停止させる。次いで
ｘ方向、ｙ方向でも各モータＭＸ，ＭＹを用いて同じ作
動を行わせ（その他の順序でも可能）、これを適宜繰り
返して光出力が最大（光強度最大）となる位置をそれぞ
れの方向で求める。θzは主としてＰＤアレイ４の配列
方向を調整するためのものであるので、波長を変え異な
るチャンネルの受光素子４で上述の調芯作動を繰り返
し、θz方向の最適位置をも決定する。
【００２８】以上の調芯が完了した後、調整管５１をサ
ブモジュールＡに接するように移動させ仮固定する。調
整管５１をサブモジュールＡに固定するには、紫外線硬
化樹脂をディスペンサから滴下し、次いで紫外線光源を
点灯、照射して、紫外線樹脂を硬化させる。但し、これ
だけでは固定強度が充分でないので、仮固定されたモジ
ュールをこの自動調芯機構から取り外した後、任意の常
温硬化型の接着剤で補強を行う。この場合、ＰＤＡ４等
の劣化、変質のため、加熱硬化型の接着剤は好ましくな
い。
ブモジュールＡに接するように移動させ仮固定する。調
整管５１をサブモジュールＡに固定するには、紫外線硬
化樹脂をディスペンサから滴下し、次いで紫外線光源を
点灯、照射して、紫外線樹脂を硬化させる。但し、これ
だけでは固定強度が充分でないので、仮固定されたモジ
ュールをこの自動調芯機構から取り外した後、任意の常
温硬化型の接着剤で補強を行う。この場合、ＰＤＡ４等
の劣化、変質のため、加熱硬化型の接着剤は好ましくな
い。
【００２９】この発明と同じ目的を達成する範囲内での
変形例としては、分離する部位は上記の実施例には限ら
れない。調芯を要する光学系には同様な方法が適用でき
る。例えばＰＤＡの代わりに光ファイバ・アレイ或は光
導波路アレイを使った光分波モジュールにも適用でき
る。光分波モジュール以外の反射鏡を用いた光スイッチ
や光変調器の調芯、半導体レーザ或はそのアレイ等を用
いた光源モジュール等にも適用できる。
変形例としては、分離する部位は上記の実施例には限ら
れない。調芯を要する光学系には同様な方法が適用でき
る。例えばＰＤＡの代わりに光ファイバ・アレイ或は光
導波路アレイを使った光分波モジュールにも適用でき
る。光分波モジュール以外の反射鏡を用いた光スイッチ
や光変調器の調芯、半導体レーザ或はそのアレイ等を用
いた光源モジュール等にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】モジュールを２つのサブモジュールに分
けたために、調芯作業が容易となって、組立の生産性が
向上する。各サブモジュールの組立は部品外形の当て込
みで得られる程度の精度でよいため、熟練作業が不要と
なり、自動化も可能となる。
けたために、調芯作業が容易となって、組立の生産性が
向上する。各サブモジュールの組立は部品外形の当て込
みで得られる程度の精度でよいため、熟練作業が不要と
なり、自動化も可能となる。
【図１】図１は、本発明に係る光分波モジュールの完成
状態を示す斜視図である。
状態を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施例に係る光分波モジ
ュールの調芯組立方法における２つのサブモジュールに
分割された状態で示す光分波モジュールの部分的分解斜
視図である。
ュールの調芯組立方法における２つのサブモジュールに
分割された状態で示す光分波モジュールの部分的分解斜
視図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施例に係る光分波モジ
ュールの自動調芯機構の概略構成図である。
ュールの自動調芯機構の概略構成図である。
１ 入力ファイバ ２ コリメータレンズ ３ 回折格子 ４ 受光素子アレイ（ＰＤＡ） １０ 入力ファイバ連結部 ５０ 第１側板 ５１ 調整管（チューブ） ５２，５３ チューブ ５４ 第２側板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 直樹 大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 仲間 健一 大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号 日本板硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA14 CA33 DA22 2H049 AA06 AA12 AA50 AA59 AA68 AA69
Claims (12)
- 【請求項１】 入力ファイバ、コリメータレンズ、回折
格子、受光素子アレイを少なくとも備えて構成される光
分波モジュールの調芯組立方法であって、 （ａ）各々が所定位置に固定された状態で前記入力ファ
イバ及び前記受光素子アレイを具備するサブモジュール
Ａと、各々が所定位置に固定された状態で前記回折格子
及び前記コリメータレンズを具備するサブモジュールＢ
とを用意する段階と、 （ｂ）前記サブモジュールＡ及びＢを各々独立して移動
させることができる調芯治具を用意し、該調芯治具がこ
れらサブモジュールを保持した際に、前記サブモジュー
ルＡの基準面と前記サブモジュールＢの調芯時の相対的
な調芯移動方向が所定関係を有するように調整する段階
と、 （ｃ）前記受光素子アレイの配列基準線が水平となるよ
うに前記サブモジュールＡを前記調芯治具に固定する段
階と、 （ｄ）前記回折格子の溝方向が垂直となるように前記サ
ブモジュールＢを前記調芯治具に固定する段階と、 （ｅ）前記入力ファイバから１つ或は複数のチャンネル
に相当する波長の光を入射し、前記サブモジュールＢを
前記サブモジュールに対して相対的に移動させて、その
チャンネルに相当する受光素子からの光出力が最大とな
るように調芯する段階と、の諸段階を含む光分波モジュ
ールの調芯組立方法。 - 【請求項２】 前記サブモジュールＢが相互に摺動自在
な第１及び第２のチューブ部材を更に具備し、前記コリ
メータレンズ及び前記回折格子が前記第２チューブに固
定されており、前記調芯組立方法が、前記段階（ｅ）を
完了した後の前記サブモジュールＡ及びＢの位置関係を
保持させるように、調整管としての前記第１チューブを
前記第２チューブが固定させられた状態で該第２チュー
ブに対して摺動し接触させて、前記サブモジュールＡ及
びＢを相互に接着固定する段階（ｆ）を更に含む、請求
項１に記載の光分波モジュールの調芯組立方法。 - 【請求項３】 前記調芯移動方向が、前記サブモジュー
ルＡ及びＢが相互に接近或は離反するｚ方向であり、前
記所定関係が前記サブモジュールＡの基準面と前記サブ
モジュールＢの調芯移動方向が直交する関係である、請
求項１に記載の光分波モジュールの調芯組立方法。 - 【請求項４】 前記調芯移動方向が、前記サブモジュー
ルＡ及びＢが相互に平行して水平移動するｘ方向であ
り、前記所定関係が前記サブモジュールＡの基準面と前
記サブモジュールＢの調芯移動方向が平行する関係であ
る、請求項１に記載の光分波モジュールの調芯組立方
法。 - 【請求項５】 前記調芯移動方向が、前記サブモジュー
ルＡ及びＢが相互に平行して垂直移動するｙ方向であ
り、前記所定関係が前記サブモジュールＡの基準面と前
記サブモジュールＢの調芯移動方向が平行する関係であ
る、請求項１に記載の光分波モジュールの調芯組立方
法。 - 【請求項６】 前記調芯移動方向が、前記サブモジュー
ルＢの光軸周りに回転移動するθz方向であり、前記所
定関係が前記サブモジュールＡの基準面に対する前記サ
ブモジュールＢの角度変位の関係である、請求項１に記
載の光分波モジュールの調芯組立方法。 - 【請求項７】 前記調芯移動方向が、前記サブモジュー
ルＡ及びＢが相互に接近或は離反するｚ方向、前記サブ
モジュールＡ及びＢが相互に平行して水平移動するｘ方
向、前記サブモジュールＡ及びＢが相互に平行して垂直
移動するｙ方向、並びに、前記サブモジュールＡ及びＢ
が相互に角度的変位を為すべく光軸周りに回転移動する
θz方向を含み、前記段階（ｅ）における調芯がこれら
ｚ方向、ｘ方向、ｙ方向、並びに、θz方向の各調芯移
動を連続的に実行して各方向での最大光出力となるよう
に調芯する、請求項１に記載の光分波モジュールの調芯
組立方法。 - 【請求項８】 各々が所定位置に固定された状態で前記
入力ファイバ及び前記受光素子アレイを具備するサブモ
ジュールＡと、各々が所定位置に固定された状態で前記
回折格子及び前記コリメータレンズを具備するサブモジ
ュールＢとから構成される光分波モジュールの自動調芯
機構であって、 固定台と、 前記固定台上に配置されると共に第１モータが取り付け
られて、該固定台に対して第１移動方向へモータ駆動さ
せられて移動する第１移動部と、 前記第１移動部上に配置されると共に第２モータが取り
付けられて、該第１移動部に対して第２移動方向へモー
タ駆動させられて移動する第２移動部と、 前記第２移動部上に直立固定された第１支持体と、 前記第１支持体上に配置されると共に第３モータが取り
付けられて、該第１支持体に対して第３移動方向へモー
タ駆動させられて移動する第３移動部であり、前記サブ
モジュールＢを把持できる把持手段を具備する第３移動
部と、 前記第３移動部上に配置されて前記サブモジュールＢを
把持できると共に第４モータが取り付けられて、前記サ
ブモジュールＢを把持しつつ前記第３移動部上で回転駆
動できる回転駆動部と、 前記固定台上に直立固定されて、前記サブモジュールＡ
を固定できる第２支持体と、 前記入力ファイバに任意の波長の光を入力できる光源
と、 前記サブモジュールＡから前記入力ファイバを介して入
射された光ビームを、前記サブモジュールの前記コリメ
ータレンズ及び前記回折格子を介して反射集光させて前
記受光素子アレイで検出させ、光出力が最大となるよう
に前記サブモジュールＢを前記サブモジュールＡに対し
て移動させるべく前記第１乃至第４モータを駆動制御す
るコンピュータ・システムと、を備える光分波モジュー
ルの自動調芯機構。 - 【請求項９】 前記第１移動方向が、前記第２支持体に
固定された前記サブモジュールＡの基準面に対して、前
記回転駆動部で把持された前記サブモジュールＢが軸線
方向に沿って接近或は離反するｚ方向である、請求項８
に記載の光分波モジュールの自動調芯機構。 - 【請求項１０】 前記第２移動方向が、前記第２支持体
に固定された前記サブモジュールＡの基準面に対して、
前記回転駆動部で把持された前記サブモジュールＢが平
行して水平移動するｘ方向である、請求項８に記載の光
分波モジュールの自動調芯機構。 - 【請求項１１】 前記第３移動方向が、前記第２支持体
に固定された前記サブモジュールＡの基準面に対して、
前記回転駆動部で把持された前記サブモジュールＢが平
行して垂直移動するｙ方向である、請求項８に記載の光
分波モジュールの自動調芯機構。 - 【請求項１２】 前記回転駆動部で把持された前記サブ
モジュールＢを把持しつつ前記第３移動部上で回転駆動
する方向が、前記サブモジュールＢの軸線回りである、
請求項８に記載の光分波モジュールの自動調芯機構。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000398713A JP2002196195A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 光分波モジュールの調芯組立方法及び自動調芯機構 |
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