JP2008225006A - ファイバピッチ変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファイバアレイのピッチ変換を簡易に実現できるファイバピッチ変換装置を提供する。
【解決手段】ファイバピッチ変換装置１Ａは、円筒の円周面２０に、光ファイバが嵌められる複数本のピッチ変換溝２１が円周方向に沿って形成され、ピッチ変換溝２１の間隔が、一方の端部から他方の端部に向かって広がるピッチ変換回転体２を備える。ピッチ変換回転体２は、円周面２０の中心を軸に回転されると、ファイバ装着部２２におけるピッチ変換溝２１のピッチが広がり、ピッチ変換溝２１に挿入されている光ファイバのピッチを、ピッチ変換溝２１のピッチに合わせて広げることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数本の光ファイバが並列されたファイバアレイにおいて光ファイバのピッチを変換するファイバピッチ変換装置に関する。詳しくは、光ファイバが挿入されると共に、ピッチが徐々に広がるピッチ変換溝が円周面に形成されたピッチ変換回転体を備え、ピッチ変換回転体の回転動作で光ファイバのピッチを広げられるようにすることで、作業を簡易に行なえるようにしたものである。

複数本の光ファイバが並列されたファイバアレイが使用される光デバイスでは、ファイバアレイのピッチと接続対象の光デバイスのピッチが異なる場合、光デバイスとファイバアレイの接続工程で、光ファイバのピッチを変換するファイバピッチ変換装置が使用される。

従来のファイバピッチ変換装置としては、所望のピッチの仕切り部材の隙間に光ファイバを挟み込むことによって、所望のピッチにファイバアレイを変換する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、平板上にピッチが徐々に変化する溝を製作しておき、その溝の片端から光ファイバを挿入することによって、溝に沿って光ファイバのピッチが変換される技術が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。

特許第３８１８１０７号公報 特開２００３−３２２７６１号公報 特開２００５−３０９２５９号公報

しかし、特許文献１に開示されるように、ファイバアレイから露出させた１本１本の光ファイバを仕切り部材の間に挟みこんでいくのは、非常に手間のかかる作業であり量産性に乏しい。

また、特許文献２及び特許文献３に開示されるように、平板上に形成された溝に光ファイバを沿わせて挿入していく場合、光ファイバの先端は一般に角張っているので、曲率のある溝の側壁に光ファイバの端面が引っ掛かって正常に挿入できないことがある。

このように、光ファイバが溝に引っ掛かることで負荷が掛かり、光ファイバが折れることがあって、歩留まりが悪い。また、正常に挿入できた場合でも、曲線状の溝に光ファイバが曲げられた状態で嵌り込むため、溝から光ファイバを外すことが困難になる場合もある。

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、ファイバアレイのピッチ変換を簡易に実現できるファイバピッチ変換装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、複数本の光ファイバが並列されたファイバアレイの光ファイバのピッチを変換するファイバピッチ変換装置において、少なくとも円筒の一部で構成される円周面に、光ファイバが嵌められる少なくとも２本以上のピッチ変換溝が円周方向に沿って形成され、ピッチ変換溝の間隔が、一方の端部から他方の端部に向かって広がるピッチ変換回転体と、ピッチ変換回転体を円周面の中心を軸に回転させ、ピッチ変換回転体のピッチ変換溝の間隔を変位させる回転手段とを備えたことを特徴とする。

本発明のファイバピッチ変換装置では、ファイバアレイから露出させた光ファイバがピッチ変換回転体のピッチ変換溝に挿入される。ピッチ変換溝に光ファイバが挿入されたピッチ変換回転体を回転させると、ピッチ変換溝のピッチが徐々に広がることで、各ピッチ変換溝に挿入されている光ファイバのピッチが、ピッチ変換溝のピッチに合わせて広げられる。

本発明のファイバピッチ変換装置によれば、円周面にピッチ変換溝が形成されたピッチ変換回転体を備えることで、平面に曲線状のピッチ変換溝を製作して光ファイバを挿入する場合と異なり、光ファイバの先端がピッチ変換溝の側壁に当たることがないので、簡易にピッチ変換溝に光ファイバを沿わせてピッチ変換を実現することができる。

また、ピッチ変換溝の側壁に光ファイバが引っ掛かることがなく、ピッチ変換時に光ファイバに掛かる負荷を低減して、歩留まりを向上させることができる。更に、ピッチ変換溝は、円周の一部で光ファイバと接することで、ピッチ変換後は、ピッチ変換溝に挿入された光ファイバを容易に取り外すことができる。

これにより、本発明のファイバピッチ変換装置を用いれば、ファイバアレイから露出させた光ファイバのピッチ変換が簡易に可能となり、ファイバアレイを任意のピッチの受発光素子やマイクロレンズアレイ、光導波路等の光デバイスに簡易に実装可能となる。

以下、図面を参照して本発明のファイバピッチ変換装置の実施の形態について説明する。

＜本実施の形態のファイバピッチ変換装置の構成例＞
図１は、本実施の形態のファイバピッチ変換装置の一例を示す斜視図、図２は、本実施の形態のファイバピッチ変換装置の一例を示す側面図、図３は、本実施の形態のファイバピッチ変換装置の一例を示す正面図である。

本実施の形態のファイバピッチ変換装置１Ａは、円周面２０に複数本のピッチ変換溝２１が形成されたピッチ変換回転体２を備え、光ファイバ１０が嵌められたピッチ変換溝２１のピッチを、ピッチ変換回転体２の回転動作で変位させて、ファイバアレイ１１から露出させた光ファイバ１０のピッチを変換させるものである。

ピッチ変換回転体２は円筒形状で、円周面２０の中心を軸に回転できるように回転支持機構３に支持される。ピッチ変換溝２１は、ピッチ変換回転体２の円周面２０に円周方向に沿って形成され、複数本のピッチ変換溝２１が、ピッチ変換回転体２の円周方向に沿ってピッチを徐々に変化させながら、ピッチ変換回転体２の軸方向に沿って並列される。

ピッチ変換溝２１は、光ファイバ１０が着脱できるように嵌められ、各ピッチ変換溝２１に嵌められた光ファイバ１０のピッチを、ピッチ変換溝２１のピッチに合わせて規定できる断面形状を有する。

回転支持機構３は回転手段の一例で、ピッチ変換回転体２を断面形状がＶ字型の溝部で支持する構成、または、ピッチ変換回転体２の軸を支持する構成等を備え、図示しないハンドル等で駆動力を受けて、ピッチ変換回転体２が円周面２０の中心を軸に回転される。

ファイバピッチ変換装置１Ａは、ピッチ変換回転体２の円周面２０の一部でファイバ装着部２２が構成され、ファイバ装着部２２に対向して開閉可能な押さえ蓋２３を備えて、ファイバ装着部２２においてピッチ変換回転体２のピッチ変換溝２１に嵌められた光ファイバ１０が、ピッチ変換溝２１から外れないように押さえ蓋２３で押さえられる。

また、ファイバピッチ変換装置１Ａは、ファイバアレイ１１を支持するファイバ支持台４を備えても良い。ファイバ支持台４は、ファイバアレイ１１が着脱可能に装着され、ファイバ支持台４で支持されたファイバアレイ１１から露出させた光ファイバ１０が、ピッチ変換回転体２のピッチ変換溝２１に嵌められて、光ファイバ１０のピッチ変換動作で、ファイバアレイ１１が不用意に動かないように固定される。

図４は、ピッチ変換回転体に形成されたピッチ変換溝の平面展開図である。ピッチ変換溝２１は、ファイバアレイ１１における光ファイバ１０のピッチＰ１に合わせられた導入部２１ａと、図示しないレンズアレイ等、光ファイバ１０の接続対象物におけるピッチＰ２に合わせられたピッチ保持部２１ｂと、導入部２１ａとピッチ保持部２１ｂとの間を繋ぎ、徐々にピッチが広げられるピッチ変換部２１ｃとを備える。

ピッチ変換溝２１は、導入部２１ａでは直線状に形成され、隣り合うピッチ変換溝２１とのピッチを変化させることなく略平行に伸びる。これにより、導入部２１ａでは、光ファイバ１０が曲げられることなくピッチ変換溝２１に嵌められる。

また、ピッチ変換溝２１は、ピッチ保持部２１ｂでも直線状に形成され、隣り合うピッチ変換溝２１とのピッチを変化させることなく略平行に伸びる。これにより、ピッチ保持部２１ｂでは、ピッチ変換溝２１に嵌められた光ファイバ１０が、ピッチ変換溝２１のピッチに合わせて略平行に保持される。

これに対して、ピッチ変換溝２１は、ピッチ変換部２１ｃでは曲線状に形成され、導入部２１ａとピッチ保持部２１ｂとの間で、ピッチ変換溝２１が側壁面に角部を設けることなくつなげられる。なお、ピッチ変換部２１ｃでは、溝部の直線部分と曲線部分との境界で角部が形成されないようにして、ピッチ変換溝２１を直線と曲線の組合せで形成しても良い。

＜本実施の形態のファイバピッチ変換装置の動作例＞
図５は、本実施の形態のファイバピッチ変換装置でファイバピッチを変換する工程の一例を示す動作説明図で、次に、本実施の形態のファイバピッチ変換装置１Ａを使用したファイバピッチ変換動作について各図を参照して説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、ピッチ変換回転体２の導入部２１ａがファイバ装着部２２に位置する状態で、ピッチ変換回転体２の向きが定められる。ファイバアレイ１１としては、本例では４ｃｈのリボンファイバが使用され、被覆を剥いて各光ファイバ１０（芯線）が露出されたファイバアレイ１１がファイバ支持台４に装着される。

ファイバ支持台４に装着されたファイバアレイ１１は、露出された各光ファイバ１０が、ピッチ変換回転体２の導入部２１ａからピッチ変換溝２１に挿入される。ピッチ変換溝２１は、導入部２１ａにおけるピッチＰ１がファイバアレイ１１の光ファイバ１０のピッチに合わせられ、本例では２５０μｍに設定されている。そして、ピッチ変換溝２１は、導入部２１ａでは直線状に形成されることから、複数本の光ファイバ１０が、各ピッチ変換溝２１に対して容易に挿入可能である。

光ファイバ１０がファイバ装着部２２においてピッチ変換回転体２のピッチ変換溝２１に挿入された後、押さえ蓋２３が閉じられ、光ファイバ１０がピッチ変換溝２１から外れないように押さえられる。

次に、ピッチ変換回転体２が回転され、ファイバ装着部２２に位置するピッチ変換溝２１が、導入部２１ａからピッチ変換部２１ｃへと動かされる。ピッチ変換溝２１は、ピッチ変換部２１ｃでは徐々にピッチが広がるので、ピッチ変換回転体２を所定の方向に回転させると、ファイバ装着部２２においてピッチ変換溝２１のピッチが徐々に広げられる。これにより、ピッチ変換溝２１に挿入されている光ファイバ１０のピッチが、ピッチ変換溝２１のピッチの広がりに合わせて広げられる。

そして、ピッチ変換回転体２の回転は、図５（ｂ）に示すように、ピッチ変換溝２１のピッチ保持部２１ｂがファイバ装着部２２に位置する向きで止められる。ピッチ変換溝２１は、ピッチ保持部２１ｂでは直線状に形成されることから、ピッチ変換溝２１のピッチ保持部２１ｂをファイバ装着部２２に位置させると、ピッチ変換溝２１に挿入されている光ファイバ１０は、ピッチ変換溝２１のピッチ保持部２１ｂにおける直線部分に沿うことになる。これにより、ピッチ変換溝２１に挿入されている光ファイバ１０は、ピッチ保持部２１ｂにおけるピッチ変換溝２１のピッチＰ２と同じピッチで、ピッチ変換回転体２より略平行に突き出されることになる。

本例では、ピッチ変換溝２１のピッチ保持部２１ｂでのピッチＰ２は５００μｍに設定され、これにより、２５０μｍピッチのファイバアレイ１１において、光ファイバ１０のピッチが５００μｍに変換される。

なお、光ファイバ１０のピッチが広げられると、並列した光ファイバ１０の中で、両端に位置する光ファイバ１０の突出長が短くなる。そこで、ピッチ変換された光ファイバ１０をピッチ変換回転体２から突き出した状態で、市販のファイバカット治具に光ファイバ１０がセットされ、本例では５００μｍピッチのまま光ファイバ１０の先端がカット位置Ｃで一列にカットされて先端位置が揃えられる。

そして、図５（ｃ）に示すように、５００μｍピッチで光ファイバ１０が実装されるレンズアレイや光導波路等の光デバイス１００に位置合わせされ、光ファイバ１０が光デバイス１００に固定される。

ピッチ変換された光ファイバ１０が所望の光デバイス１００に固定された後、押さえ蓋２３が開かれ、ピッチ変換溝２１から光ファイバ１０を取り外される。

以上説明したように、本実施の形態のファイバピッチ変換装置１Ａを使用することで、ファイバアレイのピッチ変換が簡易に可能となり、ピッチが決められているファイバアレイを使用して、任意のピッチの受発光素子やマイクロレンズアレイ、光導波路等に簡易に実装可能となる。

＜本実施の形態のファイバピッチ変換装置の変形例＞
本実施の形態のファイバピッチ変換装置１Ａでは、２５０μｍピッチのファイバアレイ１１を５００μｍピッチに変換する例を示したが、ファイバアレイ１１のピッチと変換後のピッチはこれに限るものではなく、ピッチ変換回転体２の円周面２０に製作するピッチ変換溝２１のピッチを変更することで任意の変換が可能であることは言うまでも無い。また、ピッチ変換溝２１の本数も、ファイバアレイ１１に合わせて任意に設けることが可能である。

更に、ピッチ変換回転体２は円筒形状としたが、ピッチ変換溝２１の長さに応じて円周の一部や曲面で構成しても良い。

また、ファイバピッチ変換装置をピッチ変換後に光デバイスの一部として組み込んで、ファイバガイドとして機能させるようにしても良い。

図６は、ピッチ変換溝の形状の一例を示す断面図である。ピッチ変換溝２１をピッチ変換回転体２の円周面２０に作製する場合、ピッチ変換溝２１としては、図６（ａ）に示すような矩形の断面形状のものが加工しやすい。一方、図６（ｂ）に示すような断面形状がＶ字型のＶ溝を用いると、断面形状が円形の光ファイバ１０に対して確実に位置を規制できると共に、接点は少なくなる。これにより、ピッチ変換溝２１の図４に示す導入部２１ａへの光ファイバ１０の挿入が容易になる利点と、ピッチ保持部２１ｂにおいてピッチ変換溝２１から光ファイバ１０を外す作業が更に容易になるという利点がある。

図７は、ピッチ変換溝の変形例を示す平面展開図である。ピッチ変換溝２１に対して光ファイバ１０の挿入を更に容易にする構成としては、導入部２１ａにおいて入口側の溝幅を光ファイバ１０の直径より広げ、ピッチ変換部２１ｃに向かうに従って光ファイバ１０の直径に合わせて溝幅が狭くなるようなテーパー部２１ｄを備えると良い。

これにより、光ファイバ１０の先端を、テーパー部２１ｄにガイドさせてピッチ変換溝２１に挿入することができ、挿入作業が容易になると共に、光ファイバ１０の損傷を防ぐこともできる。

図８は、ファイバカット機構を組み込んだファイバピッチ変換装置の一例を示す斜視図である。本実施の形態のファイバピッチ変換装置１Ａでは、ピッチ変換回転体２に光ファイバ１０をセットして、ピッチ変換回転体２の回転動作で光ファイバ１０のピッチを変換した後に、市販のファイバカット治具に光ファイバ１０をセットしてカットを行った。

これに対して、図８に示すファイバピッチ変換装置１Ｂのように、ピッチ変換回転体２の後段に、軸５０を支点に回転して光ファイバをカットするカッター５１を有したファイバカット機構５を組み込んでおくことも可能である。このように、ファイバピッチ変換装置１Ｂにファイバカット機構５を組み込むことで、光ファイバのピッチ変換とピッチ変換後のカットを１台の装置で一括して行うことが可能となる。

光ファイバ同士等をレンズを介して結合するような光モジュールでは、レンズを大径にすることで結合トレランスが緩和される。このため、レンズアレイのレンズのピッチがファイバアレイのピッチより大きくなる場合がある。本発明は、このような光モジュールで、光ファイバを結合する工程で使用される。

本実施の形態のファイバピッチ変換装置の一例を示す斜視図である。 本実施の形態のファイバピッチ変換装置の一例を示す側面図である。 本実施の形態のファイバピッチ変換装置の一例を示す正面図である。 ピッチ変換回転体に形成されたピッチ変換溝の平面展開図である。 本実施の形態のファイバピッチ変換装置でファイバピッチを変換する工程の一例を示す動作説明図である。 ピッチ変換溝の形状の一例を示す断面図である。 ピッチ変換溝の変形例を示す平面展開図である。 ファイバカット機構を組み込んだファイバピッチ変換装置の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ・・・ファイバピッチ変換装置、１０・・・光ファイバ、１１・・・ファイバアレイ、２・・・ピッチ変換回転体、２０・・・円周面、２１・・・ピッチ変換溝、２１ａ・・・導入部、２１ｂ・・・ピッチ保持部、２１ｃ・・・ピッチ変換部、２１ｄ・・・テーパー部、２２・・・ファイバ装着部、２３・・・押さえ蓋、３・・・回転支持機構、４・・・ファイバ支持台、５・・・ファイバカット機構

Claims (6)

1. 複数本の光ファイバが並列されたファイバアレイの前記光ファイバのピッチを変換するファイバピッチ変換装置において、
   少なくとも円筒の一部で構成される円周面に、前記光ファイバが嵌められる少なくとも２本以上のピッチ変換溝が円周方向に沿って形成され、前記ピッチ変換溝の間隔が、一方の端部から他方の端部に向かって広がるピッチ変換回転体と、
   前記ピッチ変換回転体を前記円周面の中心を軸に回転させ、前記ピッチ変換回転体の前記ピッチ変換溝の間隔を変位させる回転手段と
   を備えたことを特徴とするファイバピッチ変換装置。
2. 前記ピッチ変換溝は、入口側となる一方の端部に前記ファイバアレイのピッチに合わせたピッチで平行に配置される導入部を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のファイバピッチ変換装置。
3. 前記ピッチ変換溝は、出口側となる他方の端部に接続対象の光デバイスに合わせたピッチで平行に配置されるピッチ保持部を備えた
   ことを特徴とする請求項２記載のファイバピッチ変換装置。
4. 前記ピッチ変換溝は、入口側となる一方の端部の溝幅が前記光ファイバの径に対して広げられ、徐々に溝幅を狭くして前記光ファイバの径に合わせるテーパー部を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のファイバピッチ変換装置。
5. 前記ピッチ変換溝の断面形状をＶ形状とした
   ことを特徴とする請求項１記載のファイバピッチ変換装置。
6. 前記ピッチ変換回転体の前記ピッチ変換溝に挿入され、前記ピッチ変換回転体の回転動作でピッチが広げられた前記光ファイバの先端を一列にカットするファイバカット機構を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のファイバピッチ変換装置。

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