JP2013238692A - マルチコアファイバコネクタの製造方法、マルチコアファイバの回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 マルチコアファイバが内蔵され、マルチコアファイバ同士を従来の光ファイバと同様に接続することが可能なマルチコアファイバコネクタ等を提供する。
【解決手段】 コア１１ａ、１５ａの位置を中心として、同一軸上で、フェルール３ｂを、フェルール３ａに対して回転する。この際、前述と同様に、コア１１ａ、１５ａのいずれか一方から光を入射し、他方から光を検出する。同時に、少なくとも一つのコア１１ｂ、１５ｂのいずれか一方から光を入射し、他方から光を検出する。コア１１ｂ、１５ｂの光の検出は、中心コアに対して周囲のコア同士の調心をモニタするものである。すなわち、光を入射した状態でフェルール３ｂをフェルール３ａに対して回転させることで、最も検出強度が高くなる部位が、周囲のコア１１ｂ、１５ｂ同士の位置が一致した位置となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数のコアを有するマルチコアファイバが内蔵されるマルチコアファイバコネクタの製造方法およびこれに用いられるマルチコアファイバの回転装置に関するものである。

近年の光通信におけるトラフィックの急増により、現状で用いられているシングルコアの光ファイバにおいて伝送容量の限界が近づいている。そこで、さらに通信容量を拡大する手段として、一つのファイバに複数のコアが形成されたマルチコアファイバが提案されている。

このようなマルチコアファイバとしては、例えば、複数のコア部がクラッド部の内部に設けられ、クラッド部の外周の一部に、長手方向に垂直な平坦部が形成されたものがある（特許文献１）。

マルチコアファイバが伝送路として用いられた場合、その接続を容易に行うために、光コネクタが必要となる。この際、マルチコアファイバの全てのコア同士を接続するためには、マルチコアファイバの回転方向の位置を合わせる必要がある。

特開２０１０−１５２１６３号公報

マルチコアファイバが内蔵される光コネクタの製造方法としては、例えば、従来から用いられている偏波保持ファイバのコネクタと同様に製造する方法が考えられる。従来の偏波保持ファイバのコネクタは、内部の偏波保持ファイバの回転方向の位置を決める必要がある。したがって、フェルールに偏波保持ファイバを固定した状態で、端面から高倍率カメラでモニタしながら、その向きを回転調心し、所定の位置でフランジ等に接合される。なお、フランジ及びそれが収納されるハウジングには、通常回転位置決め機構（回転防止機能）があるため、本方法を用いてマルチコアファイバを固定したフェルールの回転調心を行ってフランジと接合すれば、コネクタの接続状態において各コア同士の接続を保つ事が可能となる。

しかし、このような方法では、高価な高倍率カメラシステムが必要となる。また、マルチコアファイバのコアは、カメラでその外縁を正確に把握することが困難である。また、画像精度と見え方に頼るため、精密な位置合わせが難しく、作業者のスキルに頼るところが大きい。したがって、より精度良く、コアの回転方向の配置を合わせることが可能なマルチコアファイバコネクタの製造方法が望まれる。

また、特にシングルモードファイバの場合には、接続部の位置ずれは１〜２μｍ以下とする必要があるため、非常に高い位置精度が必要となる。したがって、より高精度に位置決めされたマルチコアファイバコネクタが必要である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、マルチコアファイバが内蔵され、マルチコアファイバ同士を従来の光ファイバと同様に接続することが可能なマルチコアファイバコネクタ等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、マルチコアファイバコネクタの製造方法であって、マスタマルチコアファイバが固定されたマスタマルチコアファイバコネクタを用い、前記マスタマルチコアファイバコネクタに対向するように、フェルールに固定されたマルチコアファイバを配置し、前記フェルールに固定されたマルチコアファイバと前記マスタマルチコアファイバとの中心位置を合わせ、前記マスタマルチコアファイバまたは、前記マルチコアファイバの一方のコアに光を導入し、前記フェルールを、前記マスタマルチコアファイバコネクタに対して相対的に回転させて、前記マスタマルチコアファイバまたは、前記マルチコアファイバの他方のコアから、光を検出して、光強度が最大となる位置で前記フェルールを保持し、前記マスタマルチコアファイバコネクタの回転方向の位置決め機構に対応する位置決め機構を有し、互いに対応する位置で位置決め可能なフランジに前記フェルールを固定することを特徴とするマルチコアファイバコネクタの製造方法である。

Ｖ溝を有する基台と、前記基台に固定される駆動機構と、前記駆動機構によって、前記Ｖ溝に対して略垂直な方向に移動可能な動作部と、を具備するマルチコアファイバ回転装置を用い、前記フェルールを前記Ｖ溝に配置し、前記フェルールに対向する位置には、前記マスタマルチコアファイバコネクタを固定し、前記動作部を前記フェルールに接触させた状態で、前記駆動機構を操作することで、前記フェルールを前記Ｖ溝内で回転させることが望ましい。

前記動作部の前記フェルールと接触する部位には、前記フェルールとのすべりを防止するゴム部材が設けられてもよい。

第１の発明によれば、正規に製造されたマスタマルチコアファイバコネクタを基準とし、このマスタマルチコアファイバと対向させて、一方に光を入射して、他方でこの光を検出することで、コアの配置を把握するため、高い精度でコアの回転位置を合わせることができる。また、一つのマスタマルチコアファイバを基準とするため、同一基準で多数のマルチコアファイバコネクタを得ることができる。

また、マスタマルチコアファイバと対向するように、マルチコアファイバを内蔵するフェルールを配置し、当該フェルールをＶ溝上で駆動機構によって回転させることで、簡易に、マルチコアファイバを回転調心することができる。この際、マルチコアファイバのコアピッチに対して、フェルール径が十分に大きいため、フェルールの外周における回転長に対して、コアの移動長が極めて小さい。したがって、コアの移動量を極めて正確に調整することができる。

この際、フェルールと接触する動作部にゴム部材を配置することで、フェルールと動作部との滑りを抑えることができる。したがって、確実にフェルールを回転させることができる。

第２の発明は、マルチコアファイバの回転調心に用いられるマルチコアファイバの回転装置であって、Ｖ溝を有する基台と、前記基台に固定される、駆動機構と、前記駆動機構によって、前記Ｖ溝に対して略垂直な方向に移動可能な動作部と、を具備し、前記Ｖ溝に配置され、マルチコアファイバが固定されたフェルールに、前記動作部を接触させた状態で、前記駆動機構を操作することで、前記フェルールを前記Ｖ溝内で回転させることが可能であることを特徴とするマルチコアファイバの回転装置である。

第２の発明によれば、Ｖ溝上にフェルールを配置した状態で、フェルールの外周面に接触する動作部を移動させることで、精度良く、容易にフェルールを回転させることができる。

本発明によれば、マルチコアファイバが内蔵され、マルチコアファイバ同士を従来の光ファイバと同様に接続することが可能なマルチコアファイバコネクタ等を提供することができる。

マルチコアファイバ１とマスタマルチコアコネクタ９とを対向させて配置した状態を示す正面図。 図１の状態において、マルチコアファイバ１とマスタマルチコアコネクタ９の対向面における各コアの配置を示す図。 マスタマルチコアコネクタ９と対向させて配置されたフェルール３ｂを回転させる状態を示す正面図 図３の状態において、マルチコアファイバ１とマスタマルチコアコネクタ９の対向面における各コアの配置を示す図。 フェルール３ｂにフランジ７ｂを固定する状態を示す図。 マルチコアファイバ回転装置２０を示す概念図。

以下、本発明の実施の形態にかかるマルチコアファイバコネクタの製造方法について説明する。マスタマルチコアファイバコネクタ９は、内部にマスタマルチコアファイバ５が内蔵される。マスタマルチコアファイバ５は、フェルール３ａ内に固定される。フェルール３ａの外周には、位置決め部材であるフランジ７ａが圧入や接着、かしめ等で固定される。なお、マスタマルチコアファイバコネクタ９は、例えば、従来の方法で製造すればよい。また、マスタマルチコアファイバコネクタ９の形状は、図示した例に限られず、他の形状であってもよい。

フランジ７ａは、例えば矩形形状である。マスタマルチコアファイバコネクタ９では、フランジ７ａの回転方向の向きを基準として、マスタマルチコアファイバ５の回転方向の位置が決められる。すなわち、フランジ７ａがマスタマルチコアファイバ５の回転方向の位置決め機構として機能する。例えば、フランジ７ａは、対応する形状のフレームまたはハウジング等に内蔵される。この際、他のコネクタとの回転方向の位置決めが当該フレームやハウジングの外周面に形成されたキー等によってなされる。

したがって、他のコネクタ等との接続時に、接続対象のコネクタ等に対して、フランジ７ａが常に一定の向きになる。すなわち、他のコネクタ等との接続時に、接続対象のコネクタ等に対して、フェルール３ａおよびマルチコアファイバ１の回転方向の位置が決められる。このため、マルチコアファイバ１のコア同士の位置を決めることができる。なお、本実施形態では、フランジ７ａを回転方向の位置決め機構としたが、本発明はこれに限られず、マルチコアファイバ１の回転方向の位置決めが可能であれば、いずれの位置決め機構であってもよい。

本発明では、まず、図１に示すように、従来の公知の方法で製造されたマスタマルチコアファイバコネクタ９に対向するように、フェルール３ｂに固定されたマルチコアファイバ１を配置する。マルチコアファイバ１およびフェルール３ｂは、製造されるコネクタの構成部材となる。なお、マルチコアファイバ１は、フェルール３ｂに対して接着固定され、端面が研磨される。

マスタマルチコアファイバ５とマルチコアファイバ１（フェルール３ａ、フェルール３ｂ）の間は、わずかに隙間が形成される。当該隙間には、例えばマッチング剤やアルコール等が用いられることが望ましい。

図２は、図１の状態において、マルチコアファイバ１とマスタマルチコアファイバコネクタ９の対向面における各コアの配置を示す図である。なお、図において、コア１１ａは、マスタマルチコアファイバコネクタ９を構成するマルチコアファイバ１の中心のコアである。また、コア１１ｂは、コア１１ａの周囲に配置されるコアである。同様に、コア１５ａは、マルチコアファイバ１の中心のコアである。また、コア１５ｂは、コア１５ａの周囲に配置されるコアである。コア１１ａ、１１ｂの配置と、コア１５ａ、１５ｂの配置は、互いに対応する。

なお、以下の説明では、７つのコアが最密配置された例を示すが、本発明はこれに限られない。コア数および配置は、図示した例に限られない。

まず、図２（ａ）に示すように、マスタマルチコアファイバ５の中心のコア１１ａと、マルチコアファイバ１の中心のコア１５ａとを調心する。この場合には、コア１１ａ、１５ａのいずれか一方から光を入射し、他方から光を検出する。光を入射した状態で、マルチコアファイバ１（フェルール３ｂ）を、マスタマルチコアファイバ５に対して軸方向に垂直な方向に相対的に移動させる。例えば、互いに直交する２方向に移動させる（図中矢印Ａ方向およびＢ方向）。

光の検出強度をモニタしながら、上述のように、マルチコアファイバ１（フェルール３ｂ）を相対移動させることで、最も高い検出強度となる位置を探す。図２（ｂ）に示すように、最も高い検出強度となる位置が、互いの中心のコア１１ａ、１５ａの位置が調心された位置である。なお、この状態では、中心以外のコア１１ｂ、１５ｂは、回転方向にずれている。

次に、図３に示すように、フェルール３ｂを回転させる（図中矢印Ｃ方向）。なお、フェルール３ｂの回転方法については、詳細を後述する。

この場合、図４（ａ）に示す状態から、フェルール３ｂが、フェルール３ａに対して相対的に回転する。すなわち、コア１１ａ、１５ａの位置を中心として、同一軸上で、フェルール３ｂを、フェルール３ａに対して回転する。この際、前述と同様に、コア１１ａ、１５ａのいずれか一方から光を入射し、他方から光を検出する。同時に、少なくとも一つのコア１１ｂ、１５ｂのいずれか一方から光を入射し、他方から光を検出する。

コア１１ａ、１５ａの光の検出は、実際に測定が実施されているかどうかを把握するための確認用である。コア１１ｂ、１５ｂの光の検出は、中心コアに対して周囲のコア同士の調心をモニタするものである。すなわち、光を入射した状態でフェルール３ｂをフェルール３ａに対して回転させることで、最も検出強度が高くなる部位が、周囲のコア１１ｂ、１５ｂ同士の位置が一致した位置となる（図４（ｂ））。

次に、図５（ａ）に示すように、この状態でフェルール３ｂの位置を固定する。また、フランジ７ｂをフェルール３ｂの後方に位置させる。この際、フランジ７ｂには、フランジ７ａと同様に回転方向に位置決め機構を有する。例えば、フランジ７ｂは、略矩形であり、それぞれの面が回転方向の位置決め機構として機能する。なお、フランジ７ａと同様に、フランジ７ｂの位置決め機構も、キーなどの他の形態であってもよい。

図５（ｂ）に示すように、フランジ７ｂの位置決め機構とフランジ７ａの位置決め機構の位置を合わせた状態で、フランジ７ｂをフェルール３ｂの外周に固定する。例えば、フェルール３ｂの回転ずれが生じないように固定した状態で、圧入冶具にセットして、フランジ７ｂをフェルール３ｂに圧入する。なお、フェルール３ｂに対するフランジ７ｂの固定は、接着やかしめ等であってもよい。

以上のように、マスタマルチコアファイバコネクタ９を用い、測定光の検出強度をモニタしながらマスタマルチコアファイバ５に対してマルチコアファイバ１を回転調心することで、従来のように高倍率カメラ等を用いる必要がない。また、画像による調心ではないため、マルチコアファイバ１の正確な位置決めを行うことができる。

また、マルチコアファイバ１の回転位置が決定された後、マスタマルチコアファイバコネクタ９の位置決め機構に対応する位置決め機構を有するフランジ７ｂを対応する向きで配置する。このため、マスタマルチコアファイバコネクタ９と光接続が可能なマルチコアファイバコネクタ１０を製造することができる。したがって、同一のマスタマルチコアファイバコネクタ９を用いて複数のマルチコアファイバコネクタ１０を製造することで、互いに精度の高いマルチコアファイバコネクタを得ることができる。

次に、マルチコアファイバ１を回転調心する方法について詳細に説明する。図６は、マルチコアファイバ１を回転させるためのマルチコアファイバ回転装置２０を示す概略図である。マルチコアファイバ回転装置２０は、主に、基台２１、動作部２５、駆動機構２９等から構成される。

基台２１には、Ｖ溝２３が形成される。Ｖ溝２３は、フェルール３ｂの外径に応じた大きさで設定され、Ｖ溝２３にフェルール３ｂを配置した際に、基台２１の上面に、フェルール３ｂの一部が突出するように深さが設定される。

基台２１には、駆動機構２９が固定される。駆動機構２９は、動作部２５をＶ溝２３に対して垂直な方向に動作させることができる。駆動機構２９は、動作部２５の移動量を精密に制御できることが望ましい。例えば、駆動機構２９としては、マイクロメータなどを用いることができる。

動作部２５の下面には、滑り防止であるゴム部材２７が設けられる。ゴム部材２７は、フェルール３ｂとの接触部であり、フェルール３ｂとの滑りを防止する部材である。なお、動作部２５の下面により、フェルール３ｂは、Ｖ溝２３に対して押し付けられた状態が維持される。したがって、フェルール３ｂは、Ｖ溝２３から浮き上がることが無い。すなわち、フェルール３ｂは、常に、Ｖ溝２３と動作部２５（ゴム部材２７）と接触した状態となる。

駆動機構２９を操作すると、動作部２５は、フェルール３ｂをＶ溝２３に押し付けた状態で、Ｖ溝２３に対して略垂直に移動する（図中矢印Ｄ方向）。フェルール３ｂとＶ溝２３の表面との摩擦係数は、フェルール３ｂとゴム部材２７との摩擦係数と比較して十分に小さい。したがって、動作部２５が移動すると、ゴム部材２７によって押えられたフェルール３ｂは、Ｖ溝２３の表面で滑りながら回転する（図中矢印Ｅ方向）。

なお、Ｖ溝２３内でフェルール３ｂをよりスムーズに回転させるためには、Ｖ溝２３の表面の面粗度は小さい方が好ましい。また、例えば、基台２１をアルミニウム製とした場合には、Ｖ溝２３の表面を含む、基台２１の表面にアルマイト処理を施すことが望ましい。表面の硬度が上昇し、フェルール３ｂの滑りが良くなるためである。

ここで、フェルール３ｂの外径を、例えば１．２５ｍｍとする。したがって、フェルール３ｂの半径ｒ（中心から外周面までの距離）は、６２５μｍとなる。また、内部に固定されるマルチコアファイバにおけるコア同士の距離ｄ（中心コアに対する周囲のコアまでの距離）は、たとえば４５μｍ程度である。したがって、ｄ／ｒ＝０．０７２となる。このことは、例えば、フェルール３ｂの外周を周方向に２μｍ移動させると、中心コアに対する周囲のコアは、周方向に０．１４４μｍ移動することとなる。

このように、マルチコアファイバ１のコア同士の距離に対して、十分に大きなフェルール３ｂにマルチコアファイバ１を固定し、マルチコアファイバ１の中心に対して、フェルール３ｂの外周を移動させることで、極めて精密なコア位置の調整が可能である。したがって、フェルール３ｂをさらに外径の大きなフェルール保持冶具等に固定して調心すれば、さらに高い精度でコア位置を調整することができる。

なお、マルチコアファイバ回転装置２０には、図示を省略した、マスタマルチコアファイバコネクタ９を固定する固定部が設けられる。すなわち、固定部によってマスタマルチコアファイバコネクタ９は、Ｖ溝２３に配置されたフェルール３ｂの中心と対向するように固定することができる。また、前述したように、当該固定部が軸方向に対して垂直な方向に微調整できれば、それぞれの中心コアの位置決めも可能である。なお、マスタマルチコアファイバコネクタ９のフェルールと回転位置決めを行うフェルール３ｂを同一Ｖ溝内に対向して設置することで、軸方向に対して垂直な方向への微調整を行う事無く、極めて良好な位置決めを実現する事が可能である。

また、マルチコアファイバ回転装置２０には、駆動機構２９によって、フェルール３ｂの回転位置が決められた後、フェルール３ｂをさらに回転しないようにフェルール３ｂを保持固定する固定機構が設けられる。さらに、固定機構によって固定されたフェルール３ｂに対して、フランジ７ｂを所定の向きで固定可能な圧入機構等を設けてもよい。また、本回転装置からフェルール３ｂを固定した一部分を取り外して、別途用意した圧入装置に移動してフランジ７ｂを圧入しても良い。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、マスタマルチコアファイバコネクタや、製造されるマルチコアファイバコネクタの構造や形状は、図示した例に限られず、本発明では、従来から通常の光ファイバ心線で用いられていた、ＳＣタイプ、ＦＣタイプ、ＭＵタイプ、ＭＴタイプなど、種々のタイプのコネクタに対して適用可能である。いずれにしても、マスタマルチコアファイバコネクタおよび製造されるマルチコアファイバコネクタに、回転方向の位置決め機構を有すればよい。なお、実施例ではマルチコアファイバをフェルールに固定した後に回転位置決めを行う方法を示したが、フェルールに対してマルチコアファイバの回転位置決を行う事も可能である。また、本発明は複数の光ファイバを束ねて固定したファイババンドルを端面構造とする光コネクタに適用する事も可能であり、本願のマルチコアファイバにはファイババンドルも含まれる。

１………マルチコアファイバ
３ａ、３ｂ………フェルール
５………マスタマルチコアファイバ
７ａ、７ｂ………フランジ
９………マスタマルチコアファイバコネクタ
１０………マルチコアファイバコネクタ
１１ａ、１１ｂ、１５ａ、１５ｂ……コア
２０………マルチコアファイバ回転装置
２１………基台
２３………Ｖ溝
２５………動作部
２７………ゴム部材
２９………駆動機構

Claims (4)

1. マルチコアファイバコネクタの製造方法であって、
   マスタマルチコアファイバが固定されたマスタマルチコアファイバコネクタを用い、
   前記マスタマルチコアファイバコネクタに対向するように、フェルールに固定されたマルチコアファイバを配置し、前記フェルールに固定されたマルチコアファイバと前記マスタマルチコアファイバとの中心位置を合わせ、
   前記マスタマルチコアファイバまたは、前記マルチコアファイバの一方のコアに光を導入し、
   前記フェルールを、前記マスタマルチコアファイバコネクタに対して相対的に回転させて、前記マスタマルチコアファイバまたは、前記マルチコアファイバの他方のコアから、光を検出して、光強度が最大となる位置で前記フェルールを保持し、
   前記マスタマルチコアファイバコネクタの回転方向の位置決め機構に対応する位置決め機構を有し、互いに対応する位置で位置決め可能な位置決め部材に前記フェルールを固定することを特徴とするマルチコアファイバコネクタの製造方法。
2. Ｖ溝を有する基台と、
   前記基台に固定される駆動機構と、
   前記駆動機構によって、前記Ｖ溝に対して略垂直な方向に移動可能な動作部と、
   を具備するマルチコアファイバ回転装置を用い、
   前記フェルールを前記Ｖ溝に配置し、
   前記フェルールに対向する位置には、前記マスタマルチコアファイバコネクタを固定し、
   前記動作部を前記フェルールに接触させた状態で、前記駆動機構を操作することで、前記フェルールを前記Ｖ溝内で回転させることを特徴とする請求項１記載のマルチコアファイバコネクタの製造方法。
3. 前記動作部の前記フェルールと接触する部位には、前記フェルールとのすべりを防止する滑り防止部材が設けられることを特徴とする請求項２記載のマルチコアファイバコネクタの製造方法。
4. マルチコアファイバの回転調心に用いられるマルチコアファイバの回転装置であって、
   Ｖ溝を有する基台と、
   前記基台に固定される、駆動機構と、
   前記駆動機構によって、前記Ｖ溝に対して略垂直な方向に移動可能な動作部と、
   を具備し、
   前記Ｖ溝に配置され、マルチコアファイバが固定されたフェルールに、前記動作部を接触させた状態で、前記駆動機構を操作することで、前記フェルールを前記Ｖ溝内で回転させることが可能であることを特徴とするマルチコアファイバの回転装置。
   

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