JP2529526Y2 - 光部品用調芯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は光部品と光ファイバと
の接続装置に関し、具体的には光通信、光情報処理に用
いられる光ＩＣと光ファイバとの接続、及びレーザダイ
オード、フォトダイオードと光ファイバとの接続におい
てそれらの光軸を合わせる光部品用調芯装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光部品と光ファイバとの光軸の位置合わ
せを行うには、光ファイバの径が微小であるため高い測
定精度と位置決め精度とが必要であり、一般に測定手段
として顕微鏡を使用し、位置決め手段としてマイクロメ
ータ付のステージを使用している。光部品と光ファイバ
との光軸の位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３
方向とも合わせるために、従来においては図６に示す構
成の光部品用調芯装置を使用していた。図６は光ＩＣの
入出力両端においてそれぞれ光ファイバの光軸を合わせ
る場合を示している。

【０００３】ベース１の上にＸ軸方向に移動可能なステ
ージ２及び３が設置され、ステージ２及び３の上にはそ
れぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３方向に高精
度の移動が可能な調芯ステージ４及び５が搭載されてい
る。ステージ２とステージ３との間には、光ＩＣ２１が
設置される固定台６がベース１の上に設置されている。
固定台６と調芯ステージ４及び５のベース１からの高さ
はほぼ等しく設定されている。調芯ステージ４及び５上
にそれぞれ光ファイバ２２及び２３が設置される。

【０００４】平面画像用顕微鏡７は固定台６に設置され
た光ＩＣ２１と調芯ステージ４（５）に設置された光フ
ァイバ２２（２３）をＹ軸方向から観察するものであ
る。ベース１にＸ軸方向に移動可能なステージ８が設置
され、そのステージ８にＹ軸方向に移動可能なステージ
９が搭載され、そのステージ９に顕微鏡７が取付けられ
ている。顕微鏡７の像は顕微鏡７に取付けられたビデオ
カメラ１０により撮影され、モニタ１１に画像として表
示される。

【０００５】側面画像用顕微鏡１２は光ＩＣ２１と光フ
ァイバ２２（２３）をＺ軸方向から観察するものであ
る。図に示していないＸ軸方向に移動可能なステージに
Ｚ軸方向に移動可能なステージ１３が搭載され、そのス
テージ１３に顕微鏡１２が取付けられている。顕微鏡１
２の像は顕微鏡１２に取付けられたビデオカメラ１４に
より撮影され、図に示していないモニタに画像として表
示される。

【０００６】顕微鏡７のモニタ画像と顕微鏡１２のモニ
タ画像とから光ＩＣ２１と光ファイバ２２（２３）の間
のＸ軸方向及びＹ軸方向の各距離を読取り、これら読取
った距離に基づいて調芯ステージ４（５）を移動し、光
ＩＣ２１と光ファイバ２２（２３）との光軸を合わせ
る。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】以上のように従来の光
部品用調芯装置は、光ＩＣ２１と光ファイバ２２（２
３）との光軸を合わせるためにはステージ、顕微鏡及び
ビデオカメラで構成される顕微鏡システムが複数必要で
あり、構造が複雑であり、かつ大型となる欠点があっ
た。

【０００８】光ＩＣに光ファイバを接続する場合に、図
７に示すように光ファイバ２２の接続端部がキャリア２
４に嵌合挿通されて保持されていることがある。その光
ファイバ２２の接続端面はキャリア２４の端面２５と一
致されている。このような光ファイバ２２と光ＩＣとの
Ｙ軸方向における光軸合わせは、側面画像用顕微鏡１２
のモニタ画像を見ても光ファイバ２２のコア位置が見え
ず、これを目見当で推定して光軸合わせを行うため、精
度のよい光軸合わせはできなかった。

【０００９】図８に示すようにキャリア２４の端面２５
がファイバ２２に直角な面から角度α（１０゜程度）傾
いた面とされているものもあり、この場合は顕微鏡１２
により光ファイバ２２の端面を図８（Ｂ）に示すように
観察できるが、端面２５の傾きが約１０゜と小さいた
め、光ファイバ２２に位置を高い精度で測定するのは困
難であった。

【００１０】なお、側面画像用顕微鏡１２を省略して、
顕微鏡７における光ＩＣ２１と光ファイバ２２（２３）
との結像の焦点を合わせることによりＹ軸方向の位置合
わせを行うようにして、装置を簡略にすることができ
る。しかしこの場合はＹ軸方向は焦点合わせによるため
位置合わせ精度は不充分なものとなる。この考案の目的
は従来の欠点を除去し、簡便な構造で測定精度に優れ、
また光ファイバの接続端部のキャリア内の光ファイバ位
置を正確に認識し、光部品と光ファイバとの光軸を合わ
せることのできる光部品用調芯装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この考案は、光部品と光
ファイバとをＸ軸方向に相対的に移動させる手段と、そ
れらをＸ軸と直角なＹ軸方向に相対的に移動させる手段
と、Ｘ軸及びＹ軸を含む面内で移動可能に設けられ、光
部品及び光ファイバをＹ軸方向から観察することができ
る顕微鏡と、その顕微鏡の像を撮影するビデオカメラ
と、そのビデオカメラの映像出力を画像として表示し、
光部品及び光ファイバ間の距離を読取ることができるモ
ニタと、光部品及び光ファイバに対してＸ軸方向にずら
され、かつＹ軸方向において光部品及び光ファイバと顕
微鏡との間に配され、Ｙ軸方向において直上に位置され
た顕微鏡に光部品の縁及び光ファイバの端面を結像させ
る反射鏡と、モニタから読取った光部品及び光ファイバ
間の距離と光部品の縁及び光ファイバのコア間の距離と
反射鏡のＹ軸となす角度とから光部品の縁と光ファイバ
のコアとのＹ軸方向における距離を演算する手段とによ
り光部品用調芯装置を構成したものである。

【００１２】

【作用】上記のように構成されたこの考案の装置におい
て、光部品及びこれと接近した光ファイバの端部の直上
に顕微鏡を位置させて、従来と同様に光部品及び光ファ
イバ間のＸ軸方向の距離を測定し、更に顕微鏡を反射鏡
の直上に位置させて、反射鏡の傾斜と対応してＹ軸を傾
斜させた方向における光部品の縁と光ファイバのコアと
の間の距離を測定し、これら測定値から光部品と光ファ
イバのコアとの間のＹ軸方向の距離を演算によって求
め、Ｙ軸方向の光軸合わせをする。このようにしてＹ軸
方向から観察する顕微鏡のみにより高い精度で光部品と
光ファイバとの光軸を合わせることができる。

【００１３】

【実施例】この考案の一実施例を図１に示す。図１は光
ＩＣ２１の入出力両端にそれぞれ光ファイバ２２，２３
の光軸を合わせる場合を示している。ベース３０にはＸ
軸方向に伸長したリニヤパルスモータの軌道台３１が設
置されている。Ｘ軸方向に移動可能なステージとしてリ
ニヤパルスモータスライダ３２及び３３が軌道台３１に
搭載され、リニヤパルスモータスライダ３２及び３３の
上にはそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の三方
向に移動可能な調芯ステージ４及び５が搭載されてい
る。調芯ステージ４及び５上にそれぞれＸ軸方向に延長
した光ファイバ２２及び２３が設置される。リニヤパル
スモータスライダ３２とリニヤパルスモータスライダ３
３の間には光ＩＣ２１の固定台３４が軌道台３１の上に
設置されている。固定台３４と調芯ステージ４及び５の
軌道台３１からの各高さはほぼ等しく設定されている。

【００１４】軌道台３１にはさらにＸ軸方向に移動可能
なステージとしてリニヤパルスモータスライダ３５が搭
載され、リニヤパルスモータスライダ３５の上にはＹ軸
方向に伸長したリニヤパルスモータの軌道台３６が設置
されている。Ｙ軸方向に移動可能なステージとして、リ
ニヤパルスモータスライダ３７が軌道台３６に搭載さ
れ、リニヤパルスモータスライダ３７に設置された顕微
鏡用支持体３８に顕微鏡３９が固定されている。顕微鏡
３９は固定台３４に設置された光ＩＣ２１と調芯ステー
ジ４（５）に設置された光ファイバ２２（２３）とをＹ
軸方向から同時に観察するものであり、Ｘ軸方向に移動
可能なリニヤパルスモータスライダ３５及びＹ軸方向に
移動可能なリニヤパルスモータスライダ３７によりＸ軸
及びＹ軸を含む面内で移動させることができる。顕微鏡
３９の像は顕微鏡３９に取付けられたビデオカメラ４０
により撮影され、モニタ４１に画像として表示される。

【００１５】反射鏡４２はＸ軸方向において光ＩＣ２１
に対し光ファイバ２３と反対側に位置し、Ｙ軸方向にお
いて光ＩＣ２１及び光ファイバ２３と顕微鏡３９との間
に位置する。反射鏡４３はＸ軸方向において光ＩＣ２１
に対し光ファイバ２２と反対側に位置し、Ｙ軸方向は反
射鏡４２とほぼ同じ位置に位置する。反射鏡４２は光Ｉ
Ｃ２１の光ファイバ２３と対向する第１の縁及び光ファ
イバ２３の端面を、反射鏡４２の直上に位置させた顕微
鏡３９に結像させるものであり、反射鏡４３は光ＩＣ２
１の光ファイバ２２と対向する第２の縁及び光ファイバ
２２の端面を、反射鏡４３の直上に位置させた顕微鏡３
９に結像させるものである。反射鏡４２及び４３は図に
示していないがベース３０に設置された反射鏡取付台４
４及び４５にそれぞれＹ軸と所定の角度をもって取付け
られている。

【００１６】なお、光ＩＣ２１の固定台３４への設置は
顕微鏡３９とＺ軸方向の位置を合わせて行う。これによ
り顕微鏡３９をＺ軸方向へ移動させる機構は不要とな
る。図２乃至図５はこの実施例の動作を説明するための
図である。図２に示すように顕微鏡３９を光ＩＣ２１と
光ファイバ２３のＹ軸方向の直上の位置４６に位置させ
る。この時のモニタ４１の画面には図３に示す画像が現
われ（各像に対し被写体と同一番号を付けてある）、光
ＩＣ２１と光ファイバ２３との間のＸ軸方向の距離ｘ、
及び光ＩＣ２１の導波路２６と光ファイバ２３との間の
Ｚ軸方向の距離ｚを、モニタ４１の有する計測機能によ
り測定する。

【００１７】次に反射鏡４２のＹ軸方向の直上の位置４
７に顕微鏡３９を移動させる。この時のモニタ４１の画
面には図４に示す画像が現われ、光ＩＣ２１の縁Ａと光
ファイバ２３のコアＢとの間の距離ｄを、モニタ４１の
有する計測機能により測定する。図５に示すように光Ｉ
Ｃ２１と光ファイバ２３との間のＹ軸方向の距離ｙは、
モニタ４１の画像より測定された距離ｘ，ｄ及び反射鏡
４２のＹ軸とのなす角度θより求めることができる。顕
微鏡３９はＹ軸方向から観察するため、反射鏡４２とＹ
軸とのなす角度がθであれば顕微鏡３９に結像する光の
反射鏡４２への入射角はθとなる。従って、図５におけ
る∠ＢＤＡは２θとなり、光ＩＣ２１の縁Ａと光ファイ
バ２３のコアＢとのＹ軸方向の距離ｙは下式の計算によ
り求められる。

【００１８】ｙ＝（ｄ−ｘｃｏｓ２θ）／ｓｉｎ２θ 光ＩＣ２１と光ファイバ２３との間のＸ軸，Ｙ軸及びＺ
軸方向の各距離ｘ，ｙ及びｚをもとに調芯ステージ５を
移動し、光ＩＣ２１と光ファイバ２３との光軸を合わせ
ることができる。この実施例では光ＩＣ２１の入出力両
端にそれぞれ光ファイバ２２及び２３の光軸合わせを一
括して行えるように、調芯ステージ及び反射鏡をそれぞ
れ２台設置した構成としているが、これらの設置数はそ
れぞれ２台に限定されるものではなく、たとえばレーザ
ダイオードやフォトダイオードと光ファイバとの光軸を
合わせるための装置においては調芯ステージ及び反射鏡
はそれぞれ１台でよい。

【００１９】また、光ファイバと光軸を合わせる光部品
の光軸の位置が、この実施例による光ＩＣの導波路のよ
うにＹ軸方向の縁Ａではない場合には、縁Ａから光軸ま
でのＹ軸方向の距離をこの実施例において計算により求
められる距離ｙに加算した距離にもとづいて調芯ステー
ジを移動させればよい。なお、この実施例では調芯ステ
ージ４，５及び顕微鏡３９はリニヤパルスモータスライ
ダのステージに搭載し、それらの移動をリニヤパルスモ
ータにより行うことにより操作性の向上を図っている
が、図６に示したようにボールネジによる移動ステージ
を用いてもよい。

【００２０】

【考案の効果】以上説明したように、この考案は光部品
用調芯装置において、光部品の縁と光ファイバの端面と
を反射鏡を用いることによりＹ軸方向から顕微鏡で同時
に観察し、光部品の縁と光ファイバのコアとの間の距離
を測定し、この距離と光部品の縁と光ファイバのコアと
の間のＸ軸方向の距離及び反射鏡のＹ軸となす角度とに
より演算を行い、光部品の縁と光ファイバのコアとの間
のＹ軸方向の距離を求められるようにしたことにより、
Ｙ軸方向から観察する顕微鏡システムを使用するのみで
Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向の距離の測定を可能と
したものである。従って、装置の構成を単純化でき、小
型化が可能であり、かつ高価な顕微鏡の使用は１台であ
るため安価な装置が製作できる。また、光ファイバの接
続端部にキャリヤが設けられている場合においても、光
ファイバの端面を観察して距離を求めることができるの
で、精度よく光部品と光ファイバとの光軸を合わせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による光部品用調芯装置の一実施例を
示す斜視図。

【図２】この考案の測定方法を説明する図。

【図３】光部品と光ファイバの直上から観察されるモニ
タ画像を示す図。

【図４】反射鏡を通して観察されるモニタ画像を示す
図。

【図５】光部品と光ファイバの距離関係を表わす図。

【図６】従来の光部品用調芯装置を示す斜視図。

【図７】光ファイバの端部のキャリアを表わす斜視図。

【図８】図７の平面図及び側面図。

【符号の説明】

４ 調芯ステージ、５ 調芯ステージ、２１ 光
ＩＣ、２２光ファイバ、２３ 光ファイバ、３９
顕微鏡、４０ ビデオカメラ、４１ モニタ、４２
反射鏡、４３ 反射鏡。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光部品と光ファイバとをＸ軸方向に相対
   的に移動させる手段と、上記光部品と上記光ファイバと
   を上記Ｘ軸と直角なＹ軸方向に相対的に移動させる手段
   と、Ｘ軸及びＹ軸を含む面内で移動可能に設けられ、上
   記光部品及び上記光ファイバを上記Ｙ軸方向から観察す
   ることができる顕微鏡と、その顕微鏡の像を撮影するビ
   デオカメラと、そのビデオカメラの映像出力を画像とし
   て表示し、上記光部品及び上記光ファイバ間の距離を読
   取ることができるモニタと、を具備して上記光部品と上
   記光ファイバとの光軸を合わせる光部品用調芯装置にお
   いて、上記光部品及び上記光ファイバに対してＸ軸方向
   にずらされ、かつＹ軸方向において上記光部品及び上記
   光ファイバと上記顕微鏡との間に配され、Ｙ軸方向にお
   いて直上に位置された上記顕微鏡に上記光部品の縁及び
   上記光ファイバの端面を結像させる反射鏡と、上記モニ
   タから読取った上記光部品及び上記光ファイバ間の距離
   と、上記モニタから読取った上記光部品の縁及び上記光
   ファイバのコア間の距離と、上記反射鏡のＹ軸となす角
   度とから上記光部品の縁と上記光ファイバのコアとのＹ
   軸方向における距離を演算する手段と、を設けたことを
   特徴とする光部品用調芯装置。