JP2636987B2 - 多心光ファイバ心線接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多心光ファイバ心線接
続装置に関し、詳しくは、個々の心線に対して軸調心機
構を備え、多心の光ファイバ心線を同時に接続する装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テープ心線のように、複数の光ファイバ
をまとめて被覆した高密度心線を接続する装置として多
心一括融着型の接続装置がある。従来この種の多心光フ
ァイバ心線接続装置では光ファイバ心線の軸合わせを図
６に示すようにＶ溝台のガイドだけによって行なってい
た。

【０００３】すなわち、本図において、１は微動台２上
にクランプ部材３により把持された光ファイバテープ心
線であり、クランプ部材３にはハードクランプ３Ａおよ
びソフトクランプ３Ｂが設けられていて、光ファイバ１
Ａの先端部はＶ溝台４上に導かれた上、ソフトクランプ
３Ｂによって保持される。かくして微動台２を互いに矢
印方向に移動させることにより光ファイバ１Ａの先端部
同士を近接させ、加熱融着手段５により溶融させて接続
が行なわれていたが、ここで、左右のＶ溝の寸法および
位置合わせが完全でないと、すべての光ファイバ１Ａを
高精度に軸合わせすることができない。実際にはＶ溝の
寸法および位置合わせの高精度化には限界があり、光フ
ァイバ１Ａに軸ずれ誤差が生じ易い。そして、この光フ
ァイバ１Ａのコアにおける軸ずれは接続損失を左右する
最も大きな要因となる。

【０００４】光ファイバは一般的にコア径５０μｍのグ
レーデッド形多モード光ファイバとコア径が数μｍの単
一モード光ファイバとの２種類に大別でき、グレーデッ
ド形多モード光ファイバの多心接続の場合はコア径が５
０μｍと比較的大きいため、ある程度の軸ずれ誤差は許
容され、上述したＶ溝のみで軸合わせを実施しても接続
損失を０．１ｄＢ以下に抑制することが可能であった。

【０００５】しかし、単一モードの光ファイバのコア径
は数μｍであるために、図７に示すように軸ずれ（単位
μｍ）による接続損失（ｄＢ）はグレーデッド形多モー
ド光ファイバに較べて非常に大きく、例えば、コア径５
μｍの軸ずれ量が２μｍであると、それに対応するグレ
ーデッド形多モード光ファイバの場合の理論上の接続損
失は０．０６６ｄＢと非常に小さいのに対して、単一モ
ード光ファイバの場合は２ｄＢと非常に大きくなる。

【０００６】そこで、単一モード光ファイバの接続損失
を０．１ｄＢ以下にするには、軸ずれ量を０．４９μｍ
以下に抑える必要がある。この軸ずれの制限はただ単に
Ｖ溝のガイドのみによる軸合わせで実現できるものでは
なく、多心であるテープ心線１の心線１本１本を独立に
位置合わせする形態の軸合わせ機構が必要となる。

【０００７】図８の（ａ）および（ｂ）は従来の単一モ
ード光ファイバの単心接続に使用されてきた高精度軸調
心機構の例をそれぞれ示す。これらには応力歪型とてこ
型とがあり、前者の機構では、図８の（ａ）に示すよう
な片もち梁６を、また後者の機構では図８の（ｂ）に示
すようなてこ７を有し、不図示のモータによって駆動さ
れるマイクロメータ８の微動によってこれらの梁６また
は７が移動され光ファイバ１Ａを支持しているＶ溝台４
を２次元的に微動させて軸合わせを行なっている。な
お、９は緩衝用のコイルばねである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た単一モード光ファイバの単心接続用装置では、光ファ
イバの１本ごとに片もち梁またはてこと、マイクロメー
タおよびその駆動源であるモータをそれぞれ２つずつ設
けなければならず、構成が大型化する上に、例えば１０
心のテープ光ファイバの場合、光ファイバの間隔が約
０．２５ｍｍなので、このような空間に上記の機構を組
み込むことは不可能に近い。また、できたとしてもマイ
クロメータやモータなどを２０個も必要とし、高価なも
のとなる。

【０００９】本発明の目的は、上述した従来の問題点を
解決すべく、コンパクトで個々の光ファイバコアをそれ
ぞれ独立して高精度に軸合わせ可能な多心光ファイバ心
線接続装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の形態
は、複数本の光ファイバ心線が個々に載置される複数の
Ｖ型溝を所定間隔で形成したＶ溝台と、前記Ｖ型溝の一
対の斜面の一方と対応する斜面が先端部にそれぞれ形成
され、所定間隔で配列する複数の第１微移動部材と、こ
れら第１微移動部材と交互に配置され、前記Ｖ型溝の一
対の斜面の他方と対応する斜面が先端部にそれぞれ形成
されて前記第１微動部材とで前記光ファイバ心線を個々
に受ける複数の第２微移動部材と、これら第１および第
２の微移動部材の基端側に一端部がそれぞれ連結されて
当該第１および第２の微移動部材の先端部の位置を個々
に変位させるための複数対の駆動素子と、これら駆動素
子をそれぞれ個々に駆動して前記第１および第２の微移
動部材の先端部の位置を個々に調整するための制御手段
と、前記駆動素子の他端部をそれぞれ支持する基台とを
具えたことを特徴とする多心光ファイバ心線接続装置に
ある。また、本発明による第２の形態は、複数本の光フ
ァイバ心線が個々に載置される複数のＶ型溝を所定間隔
で形成したＶ溝台と、前記Ｖ型溝の一対の斜面の一方と
対応する斜面が先端部にそれぞれ形成され、所定間隔で
配列する複数の第１微移動部材と、これら第１微移動部
材と交互に配置され、前記Ｖ型溝の一対の斜面の他方と
対応する斜面が先端部にそれぞれ形成されて前記第１微
動部材とで前記光ファイバ心線を個々に受ける複数の第
２微移動部材と、これら第１および第２の微移動部材の
基端側に一端部がそれぞれ連結されて当該第１および第
２の微移動部材の先端部の位置を個々に変位させるため
の複数対の駆動素子と、これら駆動素子の他端部がそれ
ぞれ連結された基台とを対向状態で２組具え、さらに一
方の組の前記光ファイバ心線と他方の組の前記光ファイ
バ心線との軸ずれ量を測定する軸ずれ量測定手段と、前
記軸ずれ量測定手段による測定結果に基づき、前記駆動
素子の駆動制御を個々に行って前記第１および第２の微
移動部材の先端部の位置を個々に調整するための制御手
段と、前記一方の組の光ファイバ心線と前記他方の組の
光ファイバ心線とを接続するための加熱融着手段とを具
えたことを特徴とする多心光ファイバ心線接続装置にあ
る。 ここで、第１および第２の微移動部材の基端部は、
Ｖ型溝の配列方向に沿った 軸線回りに回動自在に基台に
枢支されているものであってもよい。また、第１および
第２の微移動部材と前記基台とに対する前記駆動素子の
連結位置を、前記Ｖ型溝の長手方向に沿ってずらすこと
も有効である。

【００１１】

【作用】本発明の第１の形態によると、Ｖ溝台のＶ型溝
に個々の光ファイバ心線を載置し、それらの接続端部を
第１および第２の微移動部材の先端部の斜面でそれぞれ
受ける。これら光ファイバ心線の接続端部の位置を微調
整する場合には、駆動手段によって調整すべき光ファイ
バ心線に対応した駆動素子を作動させることにより、こ
の駆動素子が連結された微移動部材の先端部の斜面の位
置がずれる結果、光ファイバ心線の接続端部の位置が微
調整される。 また、本発明の第２の形態によると、２組
のＶ溝台のＶ型溝に２組の光ファイバ心線をそれぞれ載
置し、それらの接続端部を第１および第２の微移動部材
の先端部の斜面で個々に受ける。そして、軸ずれ量測定
手段によって一方の組の前記光ファイバ心線と他方の組
の前記光ファイバ心線との軸ずれ量を測定し、この測定
結果に基づいて制御装置が個々の駆動素子の駆動制御を
行い、相互に対向する２組の光ファイバの接続端部を軸
合わせする。そして、加熱融着手段によって２組の光フ
ァイバの接続端部の融着接続を行う。

【００１２】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例を示す。なお、こ
こで示される装置は従来例として示した図６において、
Ｖ溝台４の代わりに設けられるもので、その他の装置に
ついては同様のため省略してある。また、以下で、接合
される双方のテープ心線を融着させるための放電電極等
の手段は従来の光ファイバ心線接続装置と変わることが
ないのでその図面ならびに説明を省略する。

【００１４】図１において、１１は先に図６において示
したＶ溝台４の代わりに配置した本発明にかかる光ファ
イバ軸合せ用の微調整装置であり、本来、微動台２やＶ
溝台４、更にソフトクランプ３Ｂ等は図６のところで説
明したように加熱融着手段５の位置を中心にして一対が
対称配置されている。従い、本実施例においても図１に
示すように複数の光ファイバ微調整装置１１が、同様に
して不図示の融着加熱手段を中心に対称配置されるもの
で、ここで、微調整装置１１は複数の光ファイバ１Ａの
個々に対して設けられている。なお、本実施例では、模
式的にその光ファイバ１Ａの数を３本としたため、３組
の微調整装置１１が基台１０上に配設されている。

【００１５】更にここで、微調整装置１１は、それぞれ
が１１Ａおよび１１Ｂの２つの微移動部材の組で構成さ
れるもので、その各々は、頂部にＶ溝台４のＶ形溝４Ａ
に合せ、光ファイバ１Ａをその両側から斜めに支持可能
なテーパ面１２Ａおよび１２Ｂが形成された光ファイバ
支持部材１３Ａおよび１３Ｂと基台１０から立設され、
光ファイバ支持部材１３Ａおよび１３Ｂのそれぞれ下面
に取付けられた圧電素子１４Ａおよび１４Ｂとで構成さ
れている。また、これらの光ファイバ支持部材１３Ａお
よび１３Ｂは、側面から見た場合、ほぼＬ字型に形成さ
れており、更にその圧電素子１４Ａおよび１４Ｂが装着
される脚部１３Ｃの長さはここで６つある支持部材別に
順次変えてある。かくして圧電素子１４Ａおよび１４Ｂ
の複数組（ここでは３組）を光ファイバ１Ａの狭い配列
間隔、例えば２５０μｍ程度の間隔の配列に対して斜め
に配置することにより、その素子間の間隔を十分に保つ
ことができる。また、（ｂ）に示すように、これらの光
ファイバ微移動部材１１Ａおよび１１Ｂはその光ファイ
バ支持部材１３Ａおよび１３Ｂのテーパ面１２Ａおよび
１２Ｂによって両側から光ファイバ１Ａの先端部近傍を
支持すると共に、これら複数の光ファイバ支持部材とＶ
溝台４とは双方から弾性把持部材１５によってソフトに
把持される。なお、（ｂ）では図面を分り易くするため
に、実際には側面同士が密接する光ファイバ支持部材１
３Ａ，１３Ｂの間にすき間があるように記載されてい
る。

【００１６】図２は上述した多心光ファイバ心線接続装
置により光ファイバ同士の軸合せのための調整を行う制
御用回路の構成の一例を示す。なおここでは、説明を分
り易くするために、Ｖ溝台やソフトクランプその他制御
に直接かかわりのない部材が省略されている。図２にお
いて、３１は対向する光ファイバ端面同士間の軸ずれ量
を測定する軸ずれ量測定装置、３２は軸ずれ量測定装置
３１から入力された軸ずれ量に基づき、周知のＰＩＤ制
御等によって個々の光ファイバ１Ａに対しての適切な微
移動量に対応するアンプ駆動電圧を差動増幅器３３に発
生させる制御器である。

【００１７】ここで、軸ずれ量測定装置３１としては、
ＩＴＶテレビと画像処理系とを組合せたものや互いに接
続される光ファイバ１Ａ同士のコアを通過するパワーの
最大値に基づいて軸ずれ量を最小にする等の手段が考え
られるが、その他、ＴＶカメラによって対向位置に保持
される光ファイバに対し、その対向する２方向からの透
通光の像をモニタリングし、画像処理することによって
軸ずれ量を求めるようにしてもよい。なお、対向する光
ファイバ同士の端面を近接させて、融着実施近傍に位置
させた状態で軸ずれ量測定装置３１により測定された軸
ずれ量がさほど大きくない場合は片側の装置のみを操作
するだけで目的を達成することが可能である。

【００１８】このように構成した多心光ファイバ心線接
続装置においては、図２に示したような制御用の回路に
よりアンプ３３を介して個々の圧電素子１４Ａ，１４
Ｂ，…を駆動することにより微移動部材１１Ａ，１１Ｂ
の各組をそれぞれ上下に微動させることができる。

【００１９】すなわち、図３において、その（ａ）に示
す光ファイバ１Ａの場合はこれを上方に微移動させるこ
とによりこの光ファイバ１Ａと対向する位置に保持され
る不図示の光ファイバと軸合せするもので、この場合は
この（ａ）の位置に保たれる光ファイバ１Ａに対し、こ
れを支持する２つの光ファイバ支持部材１３Ａ，１３Ｂ
の双方、つまり微移動部材１１Ａ，１１Ｂの双方を同時
に上方に延伸させるべく、圧電素子１４Ａ，１４Ｂに例
えば同じ複数の電圧を印加させてやればよい。また
（ｂ）に示す光ファイバ１Ａの場合は、この図で光ファ
イバ１Ａの先端部を右方向に微移動させる例であり、こ
の場合は、この光ファイバ１Ａの左方に位置する微移動
部材１１Ａのみをその圧電素子１４Ａを介して駆動す
る。

【００２０】更にまた、（ｃ）に示す光ファイバ１Ａの
場合は、この図で光ファイバ１Ａの先端部を左方向に微
移動させる例であり、この場合は、上記と反対に、この
光ファイバ１Ａの右方に位置する微移動部材１１Ｂのみ
をその圧電素子１４Ｂを介して駆動すればよい。以上に
述べたようにして光ファイバ１Ａの先端部を光ファイバ
と直交する２次元の面内で自由に微移動させることがで
きる。

【００２１】なお、初期の軸ずれ量が比較的大きいよう
な場合には、まず、対称配置した上述の装置のうちいず
れか一方の基台１０を先に微調整してすべての光ファイ
バの軸ずれ量の２乗値の和が最小になるようにしてお
き、その上でいずれか片方の基台１０上の微移動部材の
みの操作を行うか、あるいは双方の基台上の微移動部材
をそれぞれ個別に操作すべく制御を行えばよい。

【００２２】図４および図５は本発明の第２の実施例を
示す。本実施例は、光ファイバ微調整装置における個々
の微移動部材に、より一層安定化した確実な動作が期待
できるようにしたものである。なお、以下で先に第１の
実施例として図１〜図３のところで説明したものと同一
の機能を有する部材については原則的に同一符号を用い
てその説明を省略する。

【００２３】図４において、２１は第２実施例による微
調整装置であり、本例においてもかかる微調整装置２１
は基台１０上に支持されるもので、このような複数の微
調整装置２１が図６のところで説明したように加熱融着
手段５を中心として一対が対称配置されることは変わり
はない。また、本例の場合も３組の微調整装置２１が基
台１０上に配置されている。さらにまた、本例の場合、
それぞれの微調整装置２１は対をなす２つずつの微移動
部材で構成されている。なおここで、そのＬ字形をなす
微移動部材の基体をなす支持部材２３は同一形状に形成
される。説明を分かり易くするために、図４の（ｂ）に
示すように、これらの微移動部材をその左側から２１
Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆと呼ぶこ
ととする。従って対をなす微移動部材２１Ａと２１Ｂ，
２１Ｃと２１Ｄ、２１Ｅと２１Ｆのそれぞれにより３組
の微調整装置２１が構成され、これらは、個々の装置２
１の支持部材２３に取り付けられた圧電素子２４Ａ〜２
４Ｆによってそれぞれ基台１０上に支持される。

【００２４】また、本実施例による微移動部材２１Ａ〜
２１Ｆの支持部材２３には、図５の（ａ）〜（ｆ）に示
すように、その底面側の異なる位置でそれぞれ対応する
圧電素子２４Ａ〜２４Ｆと接続するための脚部２６Ａ〜
２６Ｆが設けられると共に、微移動部材２１Ａ〜２１Ｆ
の支持部材２３はその端部が支持ピン２８によって揺動
可能に支持される。なお、各微調整装置２１の間には図
４の（ｂ）に示すようにスペーサ３０が介装されていて
隣接する微移動部材同士がその調整時に干渉しないよう
にしてある。

【００２５】さて、このように構成した多心光ファイバ
心線接続装置による総体的な動作としては第１実施例の
ところで説明したところと変わりがないのでこれを省略
し、微調整装置２１にかかわる部分の動作のみについて
説明する。

【００２６】本実施例によれば、対を成す微移動部材
（２１Ａ，２１Ｂ）、（２１Ｃ，２１Ｄ）および（２１
Ｅ，２１Ｆ）で構成される微調整装置２１では、そのい
ずれもが互いに平行かつ同じＬ字型形状を有する支持部
材２３を有し、その一端が支持ピン２８によって基台１
０に支持されるもので、かくして安定した支持状態が得
られる。しかも隣接する微調整装置２１間にスペーサ３
０を介装したことによってスペーサ３０に双方から接触
し合う微移動部材、例えば図４で２１Ｂと２１Ｃの間で
の互いの微移動動作が干渉されるようなことがない。

【００２７】また、各微移動部材２１Ａから２１Ｆの支
持部材２３底面における異なる位置に脚部２６Ａ〜２６
Ｆを突設し、これらを介してそれぞれ板状の圧電素子２
４Ａ〜２４Ｆを基台１０との間に配置したので、これら
圧電素子２４Ａ〜２４Ｆへの電圧印加により個々の微移
動部材２１Ａ〜２１Ｆを挺子の利用で動作させ、その頂
部に設けられている各テーパ面２２（図４の（ｂ）参
照）の上下微動を行わせることができ、コンパクトで、
しかもより安定した微調整動作が得られる機構を提供す
ることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の多心光ファイバ心線接続装置に
よると、Ｖ溝台のＶ型溝の一対の斜面と対応する斜面が
先端部にそれぞれ形成された一対の微移動部材をＶ型溝
の数に応じて複数対配置し、これら微移動部材の基端側
に当該微移動部材の先端部の位置を個々に変位させるた
めの駆動素子をそれぞれ連結し、これら駆動素子を制御
手段によって個々に駆動するようにしたので、個々の光
ファイバ心線の調整代を大きくすることができるにも拘
らず、多心光ファイバ心線接続装置をコンパクトに構成
することが可能であり、しかも多心光ファイバ心線を高
精度に軸合わせして接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を側面，正面および上面か
ら見て示す構成図である。

【図２】本発明にかかる軸心合せのための制御用回路の
構成図である。

【図３】本発明による軸心合せ動作の説明図である。

【図４】本発明の第２実施例を側面および正面から見て
示す構成図である。

【図５】本発明の第２実施例にかかる微移動部材の各支
持部材の形状を示す側面図である。

【図６】従来の多心光ファイバ心線接続装置の構成図で
ある。

【図７】軸ずれ量と軸ずれによる接続損失との関係を示
す特性曲線図である。

【図８】従来の軸合せ装置の２例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ テープ心線 １Ａ 光ファイバ ４ Ｖ溝台 ４Ａ 溝形 １０ 基台 １１，２１ 微調整装置 １１Ａ，１１Ｂ，２１Ａ〜２１Ｆ 微移動部材 １２Ａ，１２Ｂ，２２ テーパ面 １３Ａ，１３Ｂ，２３ 光ファイバ支持部材 １４Ａ，１４Ｂ，２４Ａ〜２４Ｆ 圧電素子 １５ 弾性把持部材 ２６Ａ〜２６Ｆ 脚部 ２８ 支持ピン ３０ スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藪田 哲郎 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−150603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−4015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−245112（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−234006（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバ心線が個々に載置さ
   れる複数のＶ型溝を所定間隔で形成したＶ溝台と、 前記Ｖ型溝の一対の斜面の一方と対応する斜面が先端部
   にそれぞれ形成され、所定間隔で配列する複数の第１微
   移動部材と、 これら第１微移動部材と交互に配置され、前記Ｖ型溝の
   一対の斜面の他方と対応する斜面が先端部にそれぞれ形
   成されて前記第１微動部材とで前記光ファイバ心線を個
   々に受ける複数の第２微移動部材と、 これら第１および第２の微移動部材の基端側に一端部が
   それぞれ連結されて当該第１および第２の微移動部材の
   先端部の位置を個々に変位させるための複数対の駆動素
   子と、 これら駆動素子をそれぞれ個々に駆動して前記第１およ
   び第２の微移動部材の先端部の位置を個々に調整するた
   めの 制御手段と、前記駆動素子の他端部をそれぞれ支持する基台と を具え
   たことを特徴とする多心光ファイバ心線接続装置。
2. 【請求項２】 複数本の光ファイバ心線が個々に載置さ
   れる複数のＶ型溝を所定間隔で形成したＶ溝台と、 前記Ｖ型溝の一対の斜面の一方と対応する斜面が先端部
   にそれぞれ形成され、所定間隔で配列する複数の第１微
   移動部材と、 これら第１微移動部材と交互に配置され、前記Ｖ型溝の
   一対の斜面の他方と対応する斜面が先端部にそれぞれ形
   成されて前記第１微動部材とで前記光ファイバ心線を個
   々に受ける複数の第２微移動部材と、 これら第１および第２の微移動部材の基端側に一端部が
   それぞれ連結されて当該第１および第２の微移動部材の
   先端部の位置を個々に変位させるための複数対の駆動素
   子と、 これら駆動素子の他端部がそれぞれ連結された基台と を
   対向状態で２組具え、 さらに一方の組の前記光ファイバ心線と他方の組の前記
   光ファイバ心線との軸ずれ量を測定する軸ずれ量測定手
   段と、 前記軸ずれ量測定手段による測定結果に基づき、前記駆
   動素子の駆動制御を個々に行って前記第１および第２の
   微移動部材の先端部の位置を個々に調整するための制御
   手段と、 前記一方の組の光ファイバ心線と前記他方の組の光ファ
   イバ心線とを接続するための加熱融着手段と を具えたこ
   とを特徴とする 多心光ファイバ心線接続装置。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の微移動部材の基端
   部は、前記Ｖ型溝の配列方向に沿った軸線回りに回動自
   在に前記基台に枢支されていることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載の多心光ファイバ心線接続装
   置。
4. 【請求項４】 前記第１および第２の微移動部材と前記
   基台とに対する前記駆動素子の連結位置は、前記Ｖ型溝
   の長手方向に沿ってずらされていることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の多心光ファイバ心線接続
   装置。