JP3281923B2 - Optical axis alignment device - Google Patents
Optical axis alignment deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システム用の光
受信モジュール等における光結合部の組立て作業におい
て使用し、特に、射出される光信号の光軸と光結合レン
ズあるいは受光素子の光軸アライメントを容易に合わせ
るための光軸アライメント装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in assembling an optical coupling section in an optical receiving module or the like for an optical communication system. In particular, the present invention relates to an optical axis of an emitted optical signal and an optical axis of an optical coupling lens or a light receiving element. The present invention relates to an optical axis alignment device for easily performing axis alignment.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光通信システムの加入者通信網には、光
ＦＴＭ(Fiber Termination Module)あるいは光ＭＤＦ(M
ain Distributing Frame) なる装置があり、これらには
光コネクタ・プラグと光コネクタ・アダプタを相互位置
を調整しつつ接続する配線工事が行われており、その他
にも、光結合に関する配線技術は多方面に活用されてい
る。この光結合に関する配線技術においては、光信号の
伝搬を効果的に行うためには、光信号を射出する部位と
受光する部位との整合性を確保して損失を減少させるこ
とは元より、光信号の光軸と受光の中心軸とおける光軸
アライメントを正確に合わせて分解能を維持することが
要求される。2. Description of the Related Art An optical FTM (Fiber Termination Module) or an optical MDF (M
ain Distributing Frame), which is used for wiring work to connect optical connectors / plugs and optical connectors / adapters while adjusting their mutual positions. In addition, wiring technology related to optical coupling is diverse. It is used for In the wiring technology relating to the optical coupling, in order to effectively propagate an optical signal, it is necessary to secure the consistency between the portion for emitting the optical signal and the portion for receiving the optical signal to reduce the loss. It is required to maintain the resolution by accurately aligning the optical axis of the signal with the optical axis of the light receiving axis.
【０００３】図６は、従来の光軸アライメント装置の概
略的な機構を説明する概略機構図である。図６におい
て、この従来例は、４つの光信号射出端２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄ（以下、省略して射光端２ａ〜２ｄという）を
配列した平面光導波路ブロック１（以下、省略してブロ
ック１という）に相対して、各射光端２ａ〜２ｄに各々
対応させた４つの光結合用レンズ（以下、省略して対応
レンズという）を配列した光結合用レンズ・アレイ３
（以下、省略してアレイ３という）を光結合する場合を
示す。ブロック１は、射出される光信号の光軸に直交す
る水平軸方向Ａ（Ｘa 軸）と、同じく直交する垂直軸方
向Ａ（Ｙa 軸）および光軸方向Ａ（Ｚa 軸）からなる三
軸Ａの各方向に、このブロック１を粗く微動する機構で
ある三軸Ａ粗微動機構７を備える。この三軸Ａ粗微動機
構７とブロック１の間に、この三軸Ａを各々回転軸とし
てブロック１を回転させる機構である三軸回転機構８を
搭載し、これらＡ三軸粗微動機構７および三軸回転機構
８からなる基台であるステージａがブロック１を支持し
ている。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a schematic mechanism of a conventional optical axis alignment apparatus. In FIG. 6, this conventional example has four optical signal emitting ends 2a, 2b, 2
The light emitting ends 2a to 2d correspond to the planar light guide blocks 1 (hereinafter abbreviated to block 1) in which c and 2d (hereinafter abbreviated as light emitting ends 2a to 2d) are arranged. Optical coupling lens array 3 in which four optical coupling lenses (hereinafter abbreviated to corresponding lenses) are arranged.
(Hereinafter, it is referred to as array 3 for simplicity.) The block 1 comprises a three-axis A composed of a horizontal axis direction A (Xa axis) orthogonal to the optical axis of the emitted optical signal, a vertical axis direction A (Ya axis) and an optical axis direction A (Za axis) also orthogonal to the optical axis. A three-axis A coarse / fine movement mechanism 7, which is a mechanism for coarsely and finely moving the block 1 in each direction, is provided. Between the three-axis A coarse / fine movement mechanism 7 and the block 1, a three-axis rotation mechanism 8, which is a mechanism for rotating the block 1 around the three-axis A as a rotation axis, is mounted. A stage a, which is a base including the triaxial rotation mechanism 8, supports the block 1.
【０００４】また、アレイ３は、各対応レンズにおける
中心軸に直交する水平軸方向Ｂ（Ｘb 軸）と、中心軸に
直交する垂直軸方向Ｂ（Ｙb 軸）および中心軸方向Ｂ
（Ｚb軸）からなる三軸Ｂの各方向に粗く微動する機構
である三軸Ｂ粗微動機構１０を備え、この三軸Ｂ粗微動
機構１０とアレイ３の間に、前記したＺb 軸を回転軸と
してアレイ３を回転させる機構であるＺb 軸回転機構１
１を搭載し、これらの三軸Ｂ粗微動機構１０とＺb 軸回
転機構１１からなる基台であるステージｂがアレイ３を
支持している。以上の構成により、各射光端２ａ〜２ｄ
からＺb 軸方向に各対応レンズに向けて射出された各光
信号を、それらのスポット画像（以下、省略して画像と
いう）を受像するビジコンカメラ４等（以下、省略して
カメラ４という）によりモニターできる様になってい
る。なお、６はＸ軸粗微動機構であって、両方のステー
ジａ，ｂをカメラ４におけるＸ軸方向に一体的に移動さ
せるためのものであり、カメラ４の配置が固定的ではな
く、両方のステージａ，ｂに対応してＸ軸方向に移動で
きるものであれば必要ない。また、５は、光ファイバ・
ケーブルである。The array 3 includes a horizontal axis direction B (Xb axis) perpendicular to the central axis, a vertical axis direction B (Yb axis) orthogonal to the central axis, and a central axis direction B
A triaxial B coarse / fine movement mechanism 10 for coarsely and finely moving in each direction of a three axis B (Zb axis), and the Zb axis described above is rotated between the triaxial B coarse / fine movement mechanism 10 and the array 3. Zb-axis rotating mechanism 1 for rotating array 3 as an axis
A stage b, which is a base including the three-axis B coarse / fine movement mechanism 10 and the Zb-axis rotation mechanism 11, supports the array 3. With the above configuration, each of the light emitting ends 2a to 2d
Each optical signal emitted toward each corresponding lens in the Zb-axis direction from the camera is converted by a vidicon camera 4 or the like (hereinafter abbreviated to camera 4) for receiving the spot image (hereinafter abbreviated to image). It can be monitored. Reference numeral 6 denotes an X-axis coarse / fine movement mechanism for moving both stages a and b integrally in the X-axis direction of the camera 4, and the arrangement of the camera 4 is not fixed, and both This is not necessary as long as it can move in the X-axis direction corresponding to the stages a and b. 5 is an optical fiber
Cable.
【０００５】次に、この従来例を使用して各射光端２ａ
〜２ｄと各対応レンズの間で光信号の光軸アライメント
を合わせる手順を２つの段階に分けて詳しく説明する
が、光結合レンズの代わりに受光素子を使用する光軸ア
ライメント装置において光軸アライメントを合わせる手
順も光結合レンズを受光素子と置き換える他は、この手
順と同様である。この手順の第１段階は、ステージｂ上
のアレイ３を配置しない状態で射光端２ａ〜２ｄとカメ
ラ４の光軸アライメントを合わせ、その第２段階は、ア
レイ３をステージｂ上に配置して各射光端２ａ〜２ｄに
各対応レンズの光軸アライメントをカメラ４を介して合
わせる。Next, using this conventional example, each light emitting end 2a
The procedure for adjusting the optical axis alignment of the optical signal between 2d and each corresponding lens will be described in detail in two stages. The optical axis alignment is performed by an optical axis alignment apparatus using a light receiving element instead of an optical coupling lens. The procedure for matching is the same as this procedure except that the optical coupling lens is replaced with a light receiving element. The first stage of this procedure is to align the light emitting ends 2a to 2d with the optical axis of the camera 4 without disposing the array 3 on the stage b. In the second stage, the array 3 is arranged on the stage b. The optical axis of each corresponding lens is aligned with each of the light emitting ends 2a to 2d via the camera 4.
【０００６】図７は、図６における光信号射出端ブロッ
ク（ブロック）の光軸アライメントをカメラにより合わ
せる第１段階を説明する説明図である。図７において、
この第１段階は、アレイ３をステージｂ上に配置しない
状態でカメラ４の視野において、その視線上に２つの射
光端２ａ，２ｄの画像を合わせつつ、この視野における
Ｘ軸の回りを回転させて、各光軸により形成される平面
をカメラ４の座標系におけるＸＹ平面と平行にする。そ
の際に、前記した三軸回転機構８によりブロック１を回
転する中心である三軸Ａ回転中心点１３の機構上の位置
は、これを各射光端２ａ〜２ｄのいずれとも一致させる
機構がなく必ずしも一致していない。また、カメラ４の
視線方向における視野の範囲を示す視野領域１４は一般
的に狭いので、全ての射光端２ａ〜２ｄの画像を同時に
観測することはできない。そのため、各射光端２ａ〜２
ｄから射出される光信号の光軸と、カメラ４の視線との
光軸アライメントを合わせるには、前記した三軸Ａとカ
メラ４の座標系におけるＸＹＺ軸とにより形成される角
度のずれを調整する必要があり、その具体的な手順は以
下に従っている。このＸＹＺ軸は、カメラ４の視線に直
交する水平方向をＸ軸とし、同じく直交する垂直方向を
とＹ軸して、その視線方向をＺ軸とする。また、これら
の角度のずれは、それぞれＺa 軸におけるＺa 軸角度ズ
レθZAとＹa 軸におけるＹa 軸角度ズレθYAとＸa 軸に
おけるＸa 軸角度ズレθXAである。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a first stage in which the optical axis alignment of the optical signal emitting end block (block) in FIG. 6 is adjusted by a camera. In FIG.
In the first stage, the array 3 is rotated around the X axis in the field of view of the camera 4 while aligning the images of the two light emitting ends 2a and 2d on the line of sight in a state where the array 3 is not arranged on the stage b. Then, the plane formed by each optical axis is made parallel to the XY plane in the coordinate system of the camera 4. At this time, the mechanical position of the three-axis A rotation center point 13 which is the center of rotation of the block 1 by the three-axis rotation mechanism 8 described above does not include a mechanism for matching this with any of the light emitting ends 2a to 2d. Not necessarily. Further, since the visual field region 14 indicating the range of the visual field in the line of sight of the camera 4 is generally narrow, it is not possible to simultaneously observe the images of all the light emitting ends 2a to 2d. Therefore, each of the light emitting ends 2a to 2
In order to align the optical axis of the optical signal emitted from d with the line of sight of the camera 4, the deviation of the angle formed by the three axes A and the XYZ axes in the coordinate system of the camera 4 is adjusted. The specific procedure is as follows. For the XYZ axes, the horizontal direction orthogonal to the line of sight of the camera 4 is the X axis, the vertical direction also is the Y axis, and the line of sight is the Z axis. These angular deviations are a Za-axis angle deviation θ ZA on the Za axis, a Ya-axis angle deviation θ YA on the Ya axis, and an X-axis angle deviation θ XA on the Xa axis, respectively.
【０００７】図８は、図７における三軸Ａを各回転軸と
して調整する３つの手順を説明する説明図であり、図８
（ａ）は、Ｚa 軸角度ズレを調整する手順１を、図８
（ｂ）は、Ｙa 軸角度ズレを調整する手順２を、図８
（ｃ）は、Ｘa 軸角度ズレを調整する手順３をそれぞれ
示すものである。 〔手順１〕先ず、図８（ａ）において、この手順１は更
に４つの操作からなり、カメラ４の視線上に２つの射光
端２ａ，２ｄのＸＹ座標を合わせつつ、視野領域１４に
おけるＺ軸の回りを見かけ上で回転させて、各射光端２
ａ，２ｄを結ぶ直線を見かけ上Ｘ軸と平行にする。操作
は、前記した三軸Ａ粗微動機構７により、１つの射光
端２ａの画像をＸ軸方向とＹ軸方向に移動して視野領域
１４に合わせた後、このカメラ４をＺ軸方向に移動し
て、その画像に焦点を結びＸＹＺ座標を合わせる。操作
は、前記したＸ軸粗微動機構６により、別の射光端２
ｄの画像をＸ軸方向に移動しつつ、カメラ４で観測され
る別の射光端２ｄの画像を視線のＹ軸方向に一致させ、
この画像のＸ座標を先ず合わせる。操作は、前記した
三軸回転機構８により、射光端２ｄの画像をＺ軸の回り
に回転させつつ、この画像をカメラ４の視線に一致させ
てＸＹ座標を両方とも合わせる。しかし、前述したとお
り、本来、三軸Ａ回転中心点１３が各射光端２ａ〜２ｄ
とは必ずしも一致しないので、この操作によって１つ
めの射光端２ａの画像におけるＸＹ座標が変化してしま
う。操作は、従って各操作〜を、２つの射光端２
ａ，２ｄの画像におけるＸＹ座標がカメラ４の視線に一
致するまで適切に繰り返し行って最終的にはＺa 軸角度
ズレθZAを調整する。FIG. 8 is an explanatory view for explaining three procedures for adjusting the three axes A in FIG. 7 as respective rotation axes.
FIG. 8A shows a procedure 1 for adjusting the Za-axis angle shift, as shown in FIG.
FIG. 8B shows a procedure 2 for adjusting the Ya-axis angle shift, as shown in FIG.
(C) shows a procedure 3 for adjusting the Xa-axis angle shift. [Procedure 1] First, in FIG. 8 (a), this procedure 1 is further composed of four operations, and the XY coordinates of the two light emitting ends 2a and 2d are adjusted on the line of sight of the camera 4 while the Z axis in the visual field region 14 is set. Rotate around apparently, and make each emission end 2
A straight line connecting a and 2d is apparently made parallel to the X axis. The operation is performed by moving the image of one emitting end 2a in the X-axis direction and the Y-axis direction by the above-described three-axis A coarse / fine movement mechanism 7 so as to match the viewing area 14 and then moving the camera 4 in the Z-axis direction. Then, the image is focused and the XYZ coordinates are adjusted. The operation is performed by using the X-axis coarse / fine movement mechanism 6 described above to separate the light emitting end 2.
While moving the image of d in the X-axis direction, the image of another light emitting end 2d observed by the camera 4 is made to coincide with the Y-axis direction of the line of sight,
The X coordinate of this image is first matched. In the operation, while rotating the image of the light emitting end 2d around the Z axis by the three-axis rotating mechanism 8, the image is made coincident with the line of sight of the camera 4 so that both the XY coordinates are adjusted. However, as described above, originally, the three-axis A rotation center point 13 is different from each of the light emitting ends 2a to 2d.
Does not necessarily coincide with this, so that the XY coordinates in the image of the first light emitting end 2a are changed by this operation. The operation therefore consists of each operation ~ two emission ends 2
It repeats appropriately until the XY coordinates in the images a and 2d coincide with the line of sight of the camera 4, and finally adjusts the Za-axis angle shift θ ZA .
【０００８】〔手順２〕次に、図８（ｂ）において、こ
の手順２も更に４つの操作からなり、カメラ４の視線上
に２つの射光端２ａ，２ｄの画像におけるＸＹ座標を合
わせつつＹ軸の回りを見かけ上で回転させ、各射光端２
ａ，２ｄを結ぶ直線をカメラ４の座標系おけるＸ軸と実
際に平行にする。操作と操作は、手順１における操
作と操作に同様である。ここで、別の射光端２ｄの
実際の位置が一般的にカメラ４の焦点から外れているの
で、その際には画像のピントがずれている。操作は、
そこで射光端２ｄの画像を、三軸回転機構８によりＹ軸
の回りに回転させ、その画像が焦点に合致するように調
節しつつ画像のＺ座標を合わせる。しかし、手順１の操
作と同様の理由により、この操作によっても射光端
２ａの実際の位置がＺ軸方向に変化してしまう。操作
は、従って各操作〜を、２つの射光端２ａ，２ｄに
おけるＺ軸方向の実際の位置が両方とも焦点に合致する
まで適切に繰り返し行って最終的にはＹa 軸角度ズレθ
YAを調整する。[Procedure 2] Next, in FIG. 8 (b), this procedure 2 also includes four more operations, and the Y and Y coordinates of the images of the two light emitting ends 2a and 2d are aligned with the line of sight of the camera 4. Rotate apparently around the axis and set each end 2
A straight line connecting a and 2d is actually made parallel to the X axis in the coordinate system of the camera 4. The operation and the operation are the same as the operation and the operation in the procedure 1. Here, since the actual position of the other light emitting end 2d is generally out of the focus of the camera 4, the image is out of focus at that time. The operation is
Then, the image of the light emitting end 2d is rotated around the Y axis by the three-axis rotating mechanism 8, and the Z coordinate of the image is adjusted while adjusting the image so as to match the focus. However, for the same reason as the operation in the procedure 1, the actual position of the light emitting end 2a also changes in the Z-axis direction by this operation. The operation is therefore appropriately repeated until each of the actual positions in the Z-axis direction at the two light emitting ends 2a and 2d coincides with the focal point, and finally the Ya-axis angle shift θ
Adjust YA .
【０００９】〔手順３〕続いて、図８（ｃ）において、
この手順３も更に４つの操作からなり、カメラ４の視線
上に２つの射光端２ａ，２ｄのＸＹ座標を合わせつつＸ
軸の回りを見かけ上で回転させ、光信号の各光軸が形成
する平面をカメラ４の座標系におけるＸＺ平面と実際に
平行にする。操作は、手順１における操作と同様で
ある。操作は、カメラ４をＺ軸方向の前後に移動しつ
つ、射光端２ａの画像がＹ軸方向に偏心する偏心状態を
検出する。操作は、三軸回転機構８により射光端２ａ
の画像をＸ軸の回りに回転させ、その画像の偏心状態が
無くなる様に調節してＹ座標を合わせる。しかし、前記
した手順１の操作と同様の理由により、この操作に
よってＹ軸方向とＺ軸方向の実際の位置も変化してしま
う。操作は、従って各操作〜を、射光端２ａの画
像におけるＹ座標がカメラ４の視線に一致するまで適切
に繰り返し行って最終的にはＸa 軸角度ズレθXAを調整
する。[Procedure 3] Subsequently, in FIG.
This procedure 3 also includes four operations, and adjusts the X and Y coordinates of the two light emitting ends 2 a and 2 d on the line of sight of the camera 4.
The optical axis of the optical signal is apparently rotated so that the plane formed by each optical axis of the optical signal is actually parallel to the XZ plane in the coordinate system of the camera 4. The operation is the same as the operation in the procedure 1. The operation detects an eccentric state in which the image of the light emitting end 2a is eccentric in the Y-axis direction while moving the camera 4 back and forth in the Z-axis direction. The operation is performed by the triaxial rotation mechanism 8 by the light emitting end 2a.
Is rotated around the X axis, and the Y coordinate is adjusted by adjusting the image so that the eccentric state of the image is eliminated. However, for the same reason as the operation in the procedure 1, the actual position in the Y-axis direction and the Z-axis direction is also changed by this operation. The operations are accordingly repeated appropriately until the Y coordinate in the image of the light emitting end 2a coincides with the line of sight of the camera 4 to finally adjust the Xa-axis angle shift θ XA .
【００１０】図９は、図６における光結合レンズ・アレ
イ（アレイ）とカメラとの光軸アライメントを合わせる
第２段階を概略的に示す説明図である。図９において、
この第２段階では、視野領域１４において、図７と図８
における第１段階で調整された光信号を介し、その視線
上に２つの射光端２ａ，２ｄと各対応レンズの中心との
画像におけるＸＹ座標上の位置を合わせつつ、これらの
対応レンズにおける各中心軸と光信号の各光軸を同一平
面として光軸アライメントを合わせる。しかし、前記し
た第１段階と同様に、アレイ３を回転する中心である三
軸Ｂ回転中心点１３の機構上の位置は、各射光端２ａ〜
２ｄの対応レンズと必ずしも一致していないので、これ
らの対応レンズとカメラ４の光軸アライメントを合わせ
るには、前記したＺb 軸角度ズレθZBを第１段階と同様
に調整する必要があり、具体的な手順は以下に従ってい
る。FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a second step of aligning the optical axis of the optical coupling lens array (array) with the camera in FIG. In FIG.
In this second stage, in FIG. 7 and FIG.
Through the optical signal adjusted in the first step, the positions of the two projecting ends 2a, 2d and the centers of the corresponding lenses on the XY coordinates in the image are adjusted on the line of sight, The optical axis alignment is performed by setting the axis and each optical axis of the optical signal on the same plane. However, similarly to the first stage described above, the mechanical position of the three-axis B rotation center point 13 which is the center of rotation of the array 3 is determined by each of the light emitting ends 2a to
Since they do not always coincide with the corresponding lenses of 2d, in order to align the optical axes of these corresponding lenses and the camera 4, it is necessary to adjust the Zb-axis angle shift θ ZB in the same manner as in the first step. The typical procedure follows:
【００１１】図１０は、図９における光結合レンズ・ア
レイ（アレイ）をＺb 軸を回転軸として調整する２つの
手順を説明する説明図であり、図１０（ａ）は、各対応
レンズの位置をカメラの座標系において合わせる手順１
を、図８（ｂ）は、この座標系においてＺb 軸角度ズレ
を調整する手順２をそれぞれ示すものである。 〔手順１〕先ず、図１０（ａ）において、この手順１は
更に４つの操作からなり、カメラ４の視線上に射光端２
ａの画像におけるＸＹ座標を合わせた後、この射光端２
ａの対応レンズの画像におけるＸ軸方向とＹ軸方向の位
置を視野領域１４において移動させ、その画像のＸＹ座
標をも合わせる。操作は、第１段階における手順１の
操作と同様である。操作は、前記した三軸Ｂ粗微動
機構１０により、射光端２ａの対応レンズの画像をＸ軸
方向とＹ軸方向に移動し、この画像をカメラ４の視線に
一致させ、この画像と射光端２ａの画像とのＸＹ座標を
合わせる。操作は、前記した三軸回転機構８により、
別の射光端２ｄの画像をＺ軸の回りに回転させてカメラ
４の視線に一致させ、この画像におけるＹ座標を合わせ
る。しかし、前述したとおり、本来、三軸Ｂ回転中心点
１５が各対応レンズとは必ずしも一致しないので、この
操作によって射光端２ａの対応レンズの画像における
ＸＹ座標が変化してしまう。操作は、従って各操作
〜を、各対応レンズの画像におけるＹＸ座標が両方と
もカメラ４の視線に一致するまで適切に繰り返し行って
最終的にはＺb 軸角度ズレθZBを調整する。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining two procedures for adjusting the optical coupling lens array (array) in FIG. 9 with the Zb axis as a rotation axis. FIG. 10A shows the position of each corresponding lens. Procedure 1 for matching in the camera coordinate system
FIG. 8B shows a procedure 2 for adjusting the Zb-axis angle shift in this coordinate system. [Procedure 1] First, in FIG. 10 (a), this procedure 1 is further composed of four operations.
After adjusting the XY coordinates in the image of FIG.
The position in the X-axis direction and the Y-axis direction in the image of the corresponding lens of “a” is moved in the viewing area 14, and the XY coordinates of the image are also adjusted. The operation is the same as the operation of procedure 1 in the first stage. The operation is performed by moving the image of the corresponding lens of the light-emitting end 2a in the X-axis direction and the Y-axis direction by the above-described three-axis B coarse / fine movement mechanism 10, matching this image with the line of sight of the camera 4, The XY coordinates with the image of 2a are matched. The operation is performed by the three-axis rotation mechanism 8 described above.
The image of the other light emitting end 2d is rotated around the Z axis so as to match the line of sight of the camera 4, and the Y coordinate in this image is adjusted. However, as described above, since the three-axis B rotation center point 15 does not always coincide with each corresponding lens, this operation changes the XY coordinates in the image of the corresponding lens at the light emitting end 2a. Therefore, the operations are appropriately repeated until each of the YX coordinates in the image of each corresponding lens coincides with the line of sight of the camera 4 so as to finally adjust the Zb-axis angle deviation θ ZB .
【００１２】〔手順２〕次に、図１０（ｂ）において、
この手順２は更に３つの操作からなり、２つの射光端２
ａ，２ｄの対応レンズの画像におけるＸＹ座標をカメラ
４の視線上に合わせつつＺ軸の回りを回転させて、各対
応レンズの中心軸が形成する平面をＸ軸とＺ軸が形成す
る平面と平行にすることにより、Ｚb 軸角度ズレθZBを
調整する。操作は、Ｘ軸粗微動機構６によりアレイ３
をブロック１と共に移動し、別の射光端２ｄの画像をカ
メラ４の視線に一致させてＸ座標を合わせる。なお、ブ
ロック１は第１段階の調整を終了しているので、射光端
２ｄの画像は既にカメラ４の視線に合致する様になって
いる。操作は、前記したＺb 軸回転機構１１により射
光端２ｄの対応レンズの画像をＺ軸の回りに回転し、カ
メラ４の視線に一致させてＹ座標を合わせる。しかし、
第１段階における手順１の操作と同様の理由により、
この操作によって１つめの射光端２ａの対応レンズに
おけるＸ軸方向とＹ軸方向の位置が変化してしまう。操
作は、従って各操作，を、２つの射光端２ａ，２
ｄの各対応レンズの画像におけるＸＹ座標がカメラ４の
視線に一致するまで適切に繰り返し行って最終的にＺb
軸角度ズレθZBを調整する。[Procedure 2] Next, in FIG.
This procedure 2 further includes three operations, two light emitting ends 2
By rotating the XY coordinates in the images of the corresponding lenses a and 2d on the line of sight of the camera 4 around the Z axis, the plane formed by the central axis of each corresponding lens is defined by the plane formed by the X axis and the Z axis. By making them parallel, the Zb-axis angle shift θ ZB is adjusted. The operation is performed by the X-axis coarse / fine
Is moved together with the block 1, and the X-coordinate is adjusted by matching the image of another light emitting end 2d with the line of sight of the camera 4. Since the first-stage adjustment of the block 1 has been completed, the image of the light emitting end 2 d already matches the line of sight of the camera 4. In the operation, the image of the corresponding lens at the light emitting end 2d is rotated around the Z-axis by the Zb-axis rotation mechanism 11, and the Y-coordinate is matched with the line of sight of the camera 4. But,
For the same reason as the operation of procedure 1 in the first stage,
With this operation, the positions of the corresponding lens of the first light emitting end 2a in the X-axis direction and the Y-axis direction change. The operation therefore consists of each operation, the two emitting ends 2a, 2
d is repeated until the XY coordinates in the image of each corresponding lens coincide with the line of sight of the camera 4, and finally Zb
Adjust the shaft angle deviation θ ZB .
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】以上まとめると、従来
の装置を使用して光軸アライメントを合わせる際に、そ
れぞれの射光端と三軸Ａ回転中心点とを、または、光結
合レンズあるいは受光素子と三軸Ｂ回転中心点とを機構
上で一致させることができないため、次に述べるような
問題点があった。 （１）図８（ａ）において、２つの射光端の距離が大き
く、それぞれの画像が視野領域の内で同時に観測できな
い場合には、ブロックをＸ軸方向とＹ軸方向に何度も繰
り返し往復させながら、これらの画像と視線とのＸＹ座
標を合わせつつＺa 軸角度ズレを調整しなければならな
い。 （２）図８（ｂ）において、２つの射光端の画像を交互
に観測しなければならないため、ブロックをＸ軸方向と
Ｚ軸方向に何度も繰り返し往復させながら、これらの画
像と視線とのＸＹ座標を合わせつつＹa 軸角度ズレを調
整しなければならない。 （３）図８（ｃ）において、２つの射光端の画像が視野
領域から外れる場合があり、その都度、ブロックをＹ軸
方向に移動させながら、これらの画像と視線とのＹ座標
を合わせつつＸa 軸角度ズレを調整しなければならな
い。 （４）図１０において、各対応レンズが視野領域の内で
同時に観測できない場合には、アレイをＸ軸方向とＹ軸
方向に繰り返し何度も往復させながら、これらの画像と
視線とのＸＹ座標を合わせつつＺb 軸角度ズレを調整し
なければならない。 以上、（１）ないし（４）により各軸角度ずれの調整に
多くの時間と労力を費やさなくてはならなかった。本発
明は前述の問題点に鑑み、この調整による時間と労力を
節減して、光信号の光軸と光結合レンズあるいは受光素
子とにおける光軸アライメントを容易に合わせることが
できる光軸アライメント装置を提供することを課題とす
る。In summary, when aligning the optical axis using a conventional apparatus, the respective light emitting ends and the three-axis A rotation center point, or the optical coupling lens or the light receiving element are used. And the three-axis B rotation center point cannot be made to coincide on a mechanism, and there is a problem as described below. (1) In FIG. 8A, when the distance between the two light-emitting ends is large and the respective images cannot be observed simultaneously in the viewing area, the block is reciprocated repeatedly in the X-axis direction and the Y-axis direction. In doing so, it is necessary to adjust the Za-axis angle shift while matching the XY coordinates between these images and the line of sight. (2) In FIG. 8B, since the images at the two light-emitting ends must be observed alternately, these images and the line of sight are reciprocated many times in the X-axis direction and the Z-axis direction. It is necessary to adjust the deviation of the Ya axis angle while adjusting the XY coordinates of. (3) In FIG. 8C, there are cases where the images at the two light-emitting ends deviate from the visual field region. In each case, while moving the block in the Y-axis direction, the Y-coordinate between these images and the line of sight is adjusted. The Xa-axis angle shift must be adjusted. (4) In FIG. 10, when each corresponding lens cannot be observed simultaneously in the visual field area, the XY coordinates of these images and the line of sight are obtained while repeatedly reciprocating the array in the X-axis direction and the Y-axis direction many times. It is necessary to adjust the Zb-axis angle deviation while adjusting. As described above, according to (1) to (4), much time and labor have to be spent for adjusting the deviation of each axis angle. In view of the above problems, the present invention provides an optical axis alignment apparatus that can easily adjust the optical axis of an optical signal and an optical coupling lens or a light receiving element by saving time and labor due to this adjustment. The task is to provide.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明では次の手段を構成した。 （１）光信号を射出する端部である複数の光信号射出端
を配列し、各光信号を結合する複数の光結合レンズか、
あるいは各光信号を受光する複数の受光素子かを相対し
て配列し、各光信号と各光結合レンズあるいは各受光素
子とにおける光軸アライメントを合わせる光軸アライメ
ント装置であって、複数の光信号射出端を配列した光信
号射出端ブロックを支持する基台であるステージａが、
光軸に直交する水平軸方向Ａ（Ｘa 軸）と、光軸に直交
する垂直軸方向Ａ（Ｙa 軸）および光軸方向Ａ（Ｚa
軸）からなる三軸の各方向に粗く微動する機構である三
軸粗微動機構Ａを備え、この三軸粗微動機構Ａと光信号
射出端ブロックの間に、三軸を各々回転軸として光信号
射出端ブロックを回転させる機構である三軸回転機構を
搭載し、さらに、この三軸回転機構と光信号射出端ブロ
ックの間に、三軸の各方向に微動する機構である三軸微
動機構を搭載した構成であることを特徴とする光軸アラ
イメント装置。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following means. (1) A plurality of optical signal emitting ends, which are ends that emit optical signals, are arranged, and a plurality of optical coupling lenses that couple each optical signal,
Alternatively, an optical axis alignment device that aligns a plurality of light receiving elements for receiving each optical signal relative to each other and aligns each optical signal with each optical coupling lens or each light receiving element. A stage a, which is a base supporting an optical signal emission end block in which emission ends are arranged,
The horizontal axis direction A (Xa axis) orthogonal to the optical axis, the vertical axis direction A (Ya axis) orthogonal to the optical axis, and the optical axis direction A (Za axis)
A three-axis coarse / fine movement mechanism A, which is a mechanism that coarsely and finely moves in each direction of the three axes consisting of three axes, is provided between the three-axis coarse / fine movement mechanism A and the optical signal emitting end block. A three-axis rotation mechanism that rotates the signal emitting end block, and a three-axis fine movement mechanism that performs fine movement in each of the three axes between the three-axis rotating mechanism and the optical signal emitting end block. An optical axis alignment device, characterized in that the optical axis alignment device has a configuration in which is mounted.
【００１５】（２）また、複数の光結合レンズを配列し
た光結合レンズアレイか、あるいは複数の受光素子を配
列した受光素子アレイかを支持する基台であるステージ
ｂが、各光結合レンズあるいは各受光素子における中心
軸に直交する水平軸方向Ｂ（Ｘb 軸）と、中心軸に直交
する垂直軸方向Ｂ（Ｙb 軸）および中心軸方向Ｂ（Ｚb
軸）からなる三軸の各方向に粗く微動する機構である三
軸粗微動機構Ｂを備え、この三軸粗微動機構Ｂと光結合
レンズアレイあるいは受光素子アレイの間に、前記Ｚb
軸を回転軸として光結合レンズアレイあるいは受光素子
アレイを回転させる機構であるＺ軸回転機構を搭載し、
さらに、このＺ軸回転機構と光結合レンズアレイあるい
は受光素子アレイの間に、Ｘb 軸とＹb 軸からなる二軸
の各方向に微動する機構である二軸微動機構を搭載した
構成であることを特徴とする光軸アライメント装置。(2) A stage b, which is a base for supporting an optical coupling lens array in which a plurality of optical coupling lenses are arranged or a light receiving element array in which a plurality of light receiving elements are arranged, is provided for each optical coupling lens or The horizontal axis direction B (Xb axis) orthogonal to the central axis, the vertical axis direction B (Yb axis) and the central axis direction B (Zb axis) orthogonal to the central axis in each light receiving element.
A three-axis coarse / fine movement mechanism B, which is a mechanism for coarsely and finely moving in each direction of three axes consisting of three axes, and a Zb between the three-axis coarse / fine movement mechanism B and the optical coupling lens array or the light receiving element array.
Equipped with a Z-axis rotation mechanism that rotates the optical coupling lens array or light-receiving element array with the axis as the rotation axis,
Further, it is preferable that a two-axis fine movement mechanism is provided between the Z-axis rotation mechanism and the optical coupling lens array or the light receiving element array, which is a mechanism for finely moving in two directions of the Xb axis and the Yb axis. Characteristic optical axis alignment device.
【００１６】[0016]
（１）光信号射出端ブロックがステージａで支持され、
水平軸方向Ａ（Ｘa 軸）と、垂直軸方向Ａ（Ｙa 軸）お
よび光軸方向Ａ（Ｚa 軸）からなる三軸Ａの各方向に三
軸Ａ粗微動機構で粗く微動されて、この三軸Ａを各々回
転軸として三軸回転機構で光信号射出端ブロックが回転
させられ、さらに、三軸微動機構により三軸Ａの各方向
に微動されて、予め１つの光信号射出端が基準として三
軸回転機構の三軸Ａ回転中心点に一致させられる。(1) The optical signal emitting end block is supported by the stage a,
The three-axis A coarse and fine movement mechanism coarsely and finely moves in each of three axes A including a horizontal axis direction A (Xa axis), a vertical axis direction A (Ya axis), and an optical axis direction A (Za axis). The optical signal emission end block is rotated by the triaxial rotation mechanism with the axis A as the rotation axis, and further finely moved in each direction of the triaxial A by the triaxial fine movement mechanism, and one optical signal emission end is previously set as a reference. It is made to coincide with the three-axis A rotation center point of the three-axis rotation mechanism.
【００１７】（２）また、光結合レンズ・アレイかある
いは受光素子アレイかがステージｂで支持され、各光結
合レンズあるいは各受光素子における水平軸方向Ｂ（Ｘ
b 軸）と、垂直軸方向Ｂ（Ｙb 軸）および中心軸方向Ｂ
（Ｚb 軸）からなる三軸Ｂの各方向に三軸Ｂ粗微動機構
で粗く微動されて、Ｚb 軸を回転軸として光結合レンズ
・アレイあるいは受光素子アレイがＺb 軸回転機構で回
転させられ、さらに、二軸微動機構によりＸb 軸とＹb
軸からなる二軸の各方向に微動され、予め１つの光結合
レンズあるいは受光素子が基準とされてＺb 軸回転機構
のＺb 軸回転中心点に一致させられる。(2) Further, whether the optical coupling lens array or the light receiving element array is supported by the stage b, the horizontal axis direction B (X
b axis), vertical axis direction B (Yb axis) and central axis direction B
The optical coupling lens array or the light receiving element array is rotated by the Zb-axis rotating mechanism about the Zb-axis as a rotation axis, by being coarsely and finely moved by the three-axis B coarse / fine movement mechanism in each direction of the three-axis B consisting of (Zb-axis). Further, the Xb axis and Yb
It is finely moved in each of two axial directions, and is made to coincide with the Zb-axis rotation center point of the Zb-axis rotation mechanism with reference to one optical coupling lens or light-receiving element in advance.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明による光
軸アライメント装置を詳細に説明する。なお、従来例と
同様の部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略す
る。図１は、本発明の実施例の概略的な機構を説明する
概略機構図である。図１において、この実施例の主要部
は、光信号の光軸における三軸Ａの各方向に光信号射出
端ブロック１（ブロック１）を微動する三軸微動機構１
０と、光結合レンズあるいは受光素子の中心軸における
Ｘb 軸とＹb 軸からなる二軸Ｂの各方向に光結合レンズ
・アレイ３あるいは受光素子アレイ３（アレイ３）を微
動する二軸微動機構１２である。また、この三軸微動機
構１０を従来例のステージａとブロック１の間に付加的
に設けて新たなステージＡを形成し、この二軸微動機構
１２を従来例のステージｂとアレイ３の間に付加的に設
けて新たなステージＢを形成する他は、従来例における
光軸アライメント装置と同様である。以下、この実施例
により光軸アライメントを合わせる４つの段階を説明す
るが、光結合レンズの代わりに受光素子と置き換えても
同様である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical axis alignment apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic mechanism according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a main part of this embodiment is a three-axis fine movement mechanism 1 for finely moving an optical signal emitting end block 1 (block 1) in each direction of three axes A in an optical axis of an optical signal.
0 and a two-axis fine movement mechanism 12 for finely moving the optical coupling lens array 3 or the light receiving element array 3 (array 3) in each direction of two axes B including the Xb axis and the Yb axis in the central axis of the optical coupling lens or the light receiving element. It is. The three-axis fine movement mechanism 10 is additionally provided between the conventional stage a and the block 1 to form a new stage A, and the two-axis fine movement mechanism 12 is connected between the conventional stage b and the array 3. The configuration is the same as that of the conventional optical axis alignment apparatus except that a new stage B is formed by additionally providing a stage B. Hereinafter, four steps of adjusting the optical axis alignment according to this embodiment will be described, but the same applies when a light receiving element is substituted for the optical coupling lens.
【００１９】図２は、図１における三軸Ａ回転中心点に
光信号射出端（射光端）の１つを合わせ込む第１段階を
説明する説明図であり、図２（ａ）は、ブロックをステ
ージＡに配置した最初の状態を示し、図２（ｂ）は、こ
の射光端と三軸Ａ回転中心点の合わせ込みが終了した最
後の状態を示す。図２（ａ）および図２（ｂ）におい
て、この第１段階は、三軸回転機構８の三軸Ａ回転中心
点１３に射光端２ａを合致させており、具体的には従来
例の第１段階における手順１の操作において、三軸Ｂ
粗微動機構７を三軸微動機構９と置き換えて三軸Ａ回転
中心点１３に合致させた他は、従来例の操作と同様で
ある。図２（ｂ）において、第１段階の最後の状態で
は、三軸Ａ回転中心点１３が射光端２ａに一致している
ので、三軸回転機構８により回転角度を変化させてＸa
軸角度ズレθXAとＹa 軸角度ズレθYAとＺb 軸角度ズレ
θZAを調整しても、射光端２ａの画像におけるＸＹ座標
が変化することはなく、射光端２ｄのみを観測しながら
作業を遂行できる様になっている。FIG. 2 is an explanatory view for explaining a first step of aligning one of the optical signal emitting ends (light emitting ends) with the three-axis A rotation center point in FIG. 1, and FIG. 2 (a) is a block diagram. 2B shows the first state in which is arranged on the stage A, and FIG. 2B shows the last state in which the alignment of the light emitting end and the rotation center point of the three axes A is completed. In FIG. 2A and FIG. 2B, in this first stage, the light emitting end 2a is made to coincide with the three-axis A rotation center point 13 of the three-axis rotation mechanism 8, and specifically, the first stage of the conventional example. In the operation of the procedure 1 in one stage, the triaxial B
The operation is the same as that of the conventional example, except that the coarse and fine movement mechanism 7 is replaced with the three-axis fine movement mechanism 9 to match the three-axis A rotation center point 13. In FIG. 2B, in the last state of the first stage, the triaxial A rotation center point 13 coincides with the light emitting end 2a.
Even if the axis angle deviation θ XA and the Ya axis angle deviation θ YA and the Zb axis angle deviation θ ZA are adjusted, the XY coordinates in the image of the light emitting end 2a do not change, and work is performed while observing only the light emitting end 2d. You can do it.
【００２０】図３は、図１における光信号の光軸をカメ
ラの視線に合わせ込む第２段階を説明する説明図であ
り、図３（ａ）はＺa 軸角度ズレを調整し、図３（ｂ）
はＹa軸角度ズレを調整し、図３（ｃ）はＸa 軸角度ズ
レを調整する各々の手順を示すものである。この第２段
階は、三軸Ａ回転中心点１３に合致した射光端２ａから
の光信号の光軸をカメラ４の視線に合わせ込んでおり、
具体的にはＺa 軸角度ズレθZAとＹa 軸角度ズレθYAと
を調整する各手順からなる。図３（ａ）において、Ｚa
軸角度ズレθZAの調整手順は、従来例の第１段階におけ
る手順１の操作と操作に同様である。このＺa 軸角
度ズレθZAの調整では、三軸Ａ回転中心点１３と射光端
２ａの一致により、従来例の第１段階における手順１の
操作が省略できる。図３（ｂ）において、このＹa 軸
角度ズレθYAの調整手順は、従来例の第１段階における
手順２の操作と操作に同様である。このＹa 軸角度
ズレθYAの調整でも、同様に従来例の第１段階における
手順２の操作が省略できる。図３（ｃ）において、こ
のＸa 軸角度ズレθXAの調整手順は、従来例の第１段階
における手順３の操作と操作に同様である。このＸ
a 軸角度ズレθXAの調整でも、同様に従来例の第１段階
における手順３の操作が省略できる。以上、実施例で
は、従来例にない第１段階が付加されるが、第２段階で
は、従来例における２つの射光端２ａ，２ｄの間をＸ軸
粗微動機構６によって何回も往復して移動し、射光端２
ａの位置の変化を確認して調整する必要がなくなり、各
軸角度ズレθZA，θYA，θXAの調整手順を繰り返すこと
なく１回だけの操作で済み、結果的に極めて簡略化でき
るので、必要とする総合的な工数は大幅に節減できて調
整時間が短縮される。FIG. 3 is an explanatory view for explaining a second step of adjusting the optical axis of the optical signal in FIG. 1 to the line of sight of the camera. FIG. 3 (a) adjusts the Za-axis angle shift, and FIG. b)
FIG. 3 (c) shows each procedure for adjusting the Ya-axis angle shift, and FIG. 3 (c) shows the respective procedures for adjusting the X-axis angle shift. In the second stage, the optical axis of the optical signal from the light emitting end 2a that coincides with the three-axis A rotation center point 13 is adjusted to the line of sight of the camera 4.
More specifically, it comprises the steps of adjusting the Za-axis angle shift θ ZA and the Ya-axis angle shift θ YA . In FIG. 3A, Za
The procedure for adjusting the shaft angle deviation θ ZA is the same as the procedure 1 in the first stage of the conventional example. In the adjustment of the Za-axis angle shift θ ZA , the operation of the procedure 1 in the first stage of the conventional example can be omitted by the coincidence of the triaxial A rotation center point 13 and the light emitting end 2a. In FIG. 3B, the procedure for adjusting the Ya-axis angle shift θ YA is the same as the procedure 2 in the first stage of the conventional example. In the adjustment of the Ya-axis angle deviation θ YA , the operation of the procedure 2 in the first stage of the conventional example can be similarly omitted. In FIG. 3C, the procedure for adjusting the Xa-axis angle shift θ XA is the same as the procedure 3 in the first stage of the conventional example. This X
Also in the adjustment of the a-axis angle deviation θ XA , the operation of the procedure 3 in the first stage of the conventional example can be similarly omitted. As described above, in the embodiment, the first stage which is not provided in the conventional example is added. In the second stage, the X-axis coarse / fine movement mechanism 6 reciprocates between the two light emitting ends 2a and 2d in the conventional example many times. Moving, emitting end 2
It is no longer necessary to check and adjust the change in the position of a, and only one operation is required without repeating the adjustment procedure of each axis angle deviation θ ZA , θ YA , θ XA , and as a result it can be extremely simplified. The required overall man-hours can be greatly reduced, and the adjustment time can be shortened.
【００２１】図４は、図１における１つの光結合レンズ
をＺb 軸回転中心点に合わせ込む第３段階を説明する説
明図であり、図４（ａ）は、アレイをステージＢ上に配
置した最初の状態を、図４（ｂ）は、１つの光結合レン
ズとＺb 軸回転中心点との合わせ込みが終了した最後の
状態を示すものである。図４（ａ）と図４（ｂ）におい
て、この第３段階は、二軸微動機構１２によりステージ
Ｂを移動してアレイ３を配置し、射光端２ａの対応レン
ズをステージＢのＺb 軸回転中心点１５に合致させて、
この対応レンズにおける実際の位置を補正する。図４
（ｂ）において、第３段階の最後の状態では、この対応
レンズにＺb 軸回転中心点１５が一致しているので、二
軸回転機構１２により射光端２ｄの対応レンズの画像を
回転させてＺb 軸角度ズレθZBを調整しても、この画像
のＸＹ座標が変化することはなく、射光端２ｄの対応レ
ンズのみを観測しながら作業を遂行できる様になってい
る。FIG. 4 is an explanatory view for explaining a third step of aligning one optical coupling lens in FIG. 1 with the Zb-axis rotation center point. FIG. 4A shows an arrangement of the array on the stage B. FIG. 4B shows the first state, and the last state after the alignment of one optical coupling lens with the Zb axis rotation center point is completed. 4A and 4B, in the third stage, the stage B is moved by the biaxial fine movement mechanism 12 to dispose the array 3, and the corresponding lens at the light emitting end 2a is rotated by the Zb axis of the stage B. To match the center point 15,
The actual position of the corresponding lens is corrected. FIG.
In (b), in the final state of the third stage, since the Zb-axis rotation center point 15 coincides with the corresponding lens, the image of the corresponding lens at the light emitting end 2d is rotated by the biaxial rotation mechanism 12 and Zb is rotated. Even if the axis angle deviation θ ZB is adjusted, the XY coordinates of this image do not change, and the work can be performed while observing only the corresponding lens at the light emitting end 2d.
【００２２】図５は、図１における各射光端と各対応レ
ンズの光軸アライメントを合わせ込む第４段階を説明す
る説明図であり、図５（ａ）は、１つの射光端と対応レ
ンズの光軸アライメントとの合わせ込みをした第１状態
を、図５（ｂ）は、別の射光端を視野領域に入れた第２
状態を、図５（ｃ）は、アレイのＺb 軸角度ズレを調整
する第３状態を、図５（ｄ）は、各射光端と各対応レン
ズの光軸アライメントの合わせ込みを完了した第４状態
をそれぞれ示すものである。図５において、この第４段
階は、実施例の第１と第２の各段階でカメラ４のＹＺ平
面と平行にされた各光軸と、各光結合レンズとの光軸ア
ライメントを合わせ込んでおり、具体的には、１つの射
光端２ａと対応レンズを合わせ込む操作と、別の射光
端２ｄ視野領域１４に入れる操作と、Ｚb 軸角度ズレ
θZBを調整する操作とからなる。FIG. 5 is an explanatory view for explaining a fourth step of aligning the optical axis of each light emitting end and each corresponding lens in FIG. 1. FIG. 5A shows one light emitting end and the corresponding lens. FIG. 5B shows a first state in which alignment with the optical axis alignment is performed, and FIG.
FIG. 5C shows a third state in which the Zb-axis angle deviation of the array is adjusted, and FIG. 5D shows a fourth state in which the alignment of the optical axes of each light-emitting end and each corresponding lens is completed. It shows each state. In FIG. 5, the fourth step is to adjust the optical axis alignment of each optical axis made parallel to the YZ plane of the camera 4 in each of the first and second steps of the embodiment with each optical coupling lens. More specifically, the operation includes an operation of aligning one light-emitting end 2a with a corresponding lens, an operation of putting the light-emitting end 2d in the visual field region 14, and an operation of adjusting the Zb-axis angle shift θ ZB .
【００２３】図５（ａ）において、実施例の第４段階の
操作は、射光端２ａと対応レンズとの各画像における
ＸＹ座標をカメラ４の視線を介して合わせ込んでおり、
従来例の第３段階における手順１の操作と操作に同
様である。図５（ｂ）において、同じく操作は、別の
射光端２ｄの画像におけるＸ座標をカメラ４の視線にお
けるＹ軸方向に合わせ込んでおり、従来例の第３段階に
おける手順２の操作と同様である。図５（ｃ）におい
て、同じく操作は、この別の射光端２ｄの画像をカメ
ラ４の視線に一致させており、従来例の第３段階におけ
る手順２の操作と同様である。In FIG. 5A, the operation of the fourth stage of the embodiment is to match the XY coordinates of each image of the light emitting end 2a and the corresponding lens via the line of sight of the camera 4,
This is the same as the operation and the operation of procedure 1 in the third stage of the conventional example. In FIG. 5 (b), the operation is the same as the operation of procedure 2 in the third stage of the conventional example, in which the X coordinate in the image of another light emitting end 2d is matched with the Y axis direction in the line of sight of the camera 4. is there. In FIG. 5 (c), the operation is the same as the operation of the procedure 2 in the third stage of the conventional example, in which the image of the other light emitting end 2d is matched with the line of sight of the camera 4.
【００２４】以上、射光端２ａの対応レンズとＺb 軸回
転中心点１５との一致により、Ｚb軸回転機構１１によ
りアレイ３を回転させてＺb 軸角度ズレθZBを調整して
も、１つめの射光端２ａに対する対応レンズの画像にお
けるＸＹ座標が変化することはなく、別の射光端２ｄの
対応レンズのみを観測しながら光軸アライメントの調整
を遂行できる。従って、実施例では、従来例にない第３
段階が付加されるが、第４段階では、従来例における２
つの射光端２ａ，２ｄの２つの対応レンズの間をＸ軸粗
微動機構６によって何回も往復して移動し、射光端２ａ
の対応レンズの位置の変化を補正する操作を繰り返す必
要がなくなり、Ｚb 軸角度ズレθZBの調整が１回だけの
操作で済む。As described above, when the corresponding lens at the light emitting end 2a coincides with the Zb-axis rotation center point 15, the Zb-axis rotation mechanism 11 rotates the array 3 to adjust the Zb-axis angle deviation θ ZB . The XY coordinates in the image of the corresponding lens with respect to the light emitting end 2a do not change, and the adjustment of the optical axis alignment can be performed while observing only the corresponding lens with another light emitting end 2d. Therefore, in the embodiment, the third
Although a stage is added, in the fourth stage, 2 in the conventional example is added.
The X-axis coarse / fine movement mechanism 6 repeatedly moves back and forth between the two corresponding lenses of the two light-emitting ends 2a and 2d, and the light-emitting end 2a
It is not necessary to repeat the operation of correcting the change in the position of the corresponding lens, and the Zb-axis angle shift θ ZB needs to be adjusted only once.
【発明の効果】前述したように、本発明には次の効果が
ある。 （１）図３（ａ）において、三軸Ａ回転中心点を１つの
射光端に一致させて各軸角度ズレの調整を行うので、こ
の射光端の実際の位置の変化を確認して調整する必要が
なくなり、調整手順を繰り返すことなく１回だけの操作
で済む。 （２）図４（ｂ）において、Ｚb 軸回転中心点を１つの
射光端の対応レンズに一致させてＺb 軸角度ズレを調整
するので、別の射光端の対応レンズにおける実際の位置
が変化することはなく、この別の射光端の対応レンズの
みを観測しながら作業を遂行できる。 （３）図５（ｃ）において、Ｚb 軸回転中心点を１つの
射光端の対応レンズに一致させてＺb 軸角度ズレを調整
するので、この射光端の対応レンズにおける実際の位置
の変化を確認して調整する必要がなくなり、別の射光端
の対応レンズのみを観測しながら作業を遂行できる。 以上、（１）ないし（３）により各軸角度ズレの調整に
多くの時間と労力を費やすことなく、調整全体に費やさ
れる総合的な工数と工程数は大幅に節減できて、調整に
よる時間と労力を節減して、光信号の光軸と光結合レン
ズあるいは受光素子とにおける光軸アライメントを容易
に合わせることができる光軸アライメント装置を提供す
ることができる様になった。As described above, the present invention has the following effects. (1) In FIG. 3 (a), since each axis angle shift is adjusted by making the center of rotation of the three axes A coincide with one light emitting end, a change in the actual position of the light emitting end is confirmed and adjusted. There is no need for this, and only one operation is required without repeating the adjustment procedure. (2) In FIG. 4B, since the Zb-axis rotation angle is adjusted by matching the Zb-axis rotation center point with the corresponding lens at one light-emitting end, the actual position of the corresponding lens at another light-emitting end changes. The work can be performed while observing only the corresponding lens at the other light emitting end. (3) In FIG. 5 (c), since the Zb-axis angle shift is adjusted by matching the Zb-axis rotation center point with the corresponding lens at one light-emitting end, the change in the actual position of the corresponding lens at the light-emitting end is confirmed. This eliminates the need for adjustment, and allows the user to perform the work while observing only the corresponding lens at another light emitting end. As described above, according to (1) to (3), the total man-hour and the number of processes used for the entire adjustment can be greatly reduced without spending much time and labor for adjusting each axis angle shift, and the time required for the adjustment can be reduced. It has become possible to provide an optical axis alignment apparatus capable of easily aligning an optical axis of an optical signal with an optical coupling lens or a light receiving element by reducing labor.
【図１】 本発明の実施例の概略的な機構を説明する概
略機構図である。FIG. 1 is a schematic mechanism diagram illustrating a schematic mechanism of an embodiment of the present invention.
【図２】 図１における三軸Ａ回転中心点に光信号射出
端（射光端）の１つを合わせ込む第１段階を説明する説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a first step of aligning one of the light signal emission ends (light emission ends) with the three-axis A rotation center point in FIG.
【図３】 図１における光信号の光軸をカメラの視線に
合わせ込む第２段階を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a second step of adjusting the optical axis of the optical signal in FIG. 1 to the line of sight of a camera.
【図４】 図１における１つの光結合レンズをＺb 軸回
転中心点に合わせ込む第３段階を説明する説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a third step of aligning one optical coupling lens in FIG. 1 with a Zb axis rotation center point.
【図５】 図１における各光信号射出端（射光端）と各
対応レンズの光軸アライメントを合わせ込む第４段階を
説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a fourth step of aligning the optical axis alignment of each optical signal emission end (light emission end) and each corresponding lens in FIG. 1;
【図６】 従来の光軸アライメント装置の概略的な機構
を説明する概略機構図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a schematic mechanism of a conventional optical axis alignment apparatus.
【図７】 図６における光信号射出端ブロック（ブロッ
ク）の光軸アライメントをカメラにより合わせる第１段
階を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a first stage in which the optical axis alignment of the optical signal emitting end block (block) in FIG. 6 is adjusted by a camera.
【図８】 図７における三軸Ａの各々を回転軸として調
整する３つの手順を順に説明する説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram for sequentially explaining three procedures for adjusting each of the three axes A in FIG. 7 as a rotation axis.
【図９】 図６における光結合レンズ・アレイ（アレ
イ）とカメラとの光軸アライメントを合わせる第２段階
を概略的に示す説明図である。9 is an explanatory diagram schematically showing a second step of aligning the optical axis of the optical coupling lens array (array) with the camera in FIG.
【図１０】 図９における光結合レンズ・アレイ（アレ
イ）をＺb 軸を回転軸として調整する２つの手順を順に
説明する説明図である。10 is an explanatory diagram for sequentially explaining two procedures for adjusting the optical coupling lens array (array) in FIG. 9 with the Zb axis as a rotation axis.
１・・・・・・光信号射出端ブロック（ブロック） ２ａ〜２ｄ・・・光信号射出端（射光端） ３・・・・・・光結合レンズあるいは受光素子アレイ
（アレイ） ４・・・・・・ビジコンカメラ（カメラ） ５・・・・・・光ファイバケーブル ６・・・Ｘ
軸粗微動機構 ７・・・・・・三軸Ａ粗微動機構 ８・・・三
軸回転機構 ９・・・・・・三軸微動機構 １０・・・三
軸Ｂ粗微動機構 １１・・・・・・三軸回転機構 １２・・・
二軸微動機構1... Optical signal emitting end block (block) 2a to 2d... Optical signal emitting end (light emitting end) 3... Optical coupling lens or light receiving element array (array) 4. ... Vidicon camera (camera) 5 ... Optical fiber cable 6 ... X
Axis coarse / fine movement mechanism 7: 3-axis A coarse / fine movement mechanism 8: 3-axis rotation mechanism 9: 3-axis fine movement mechanism 10: 3-axis B coarse / fine movement mechanism 11: ... Three-axis rotating mechanism 12 ...
Biaxial fine movement mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−242343（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311906（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−1049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−72342（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/42 G02B 6/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-242343 (JP, A) JP-A-4-311906 (JP, A) JP-A-54-1049 (JP, A) JP-A-51- 72342 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/42 G02B 6/32
Claims (2)
号射出端を配列し、各光信号を結合する複数の光結合レ
ンズか、あるいは各光信号を受光する複数の受光素子か
を各光信号射出端に相対して配列し、各光信号と各光結
合レンズあるいは各受光素子とにおける光軸アライメン
トを合わせる光軸アライメント装置であって、 複数の光信号射出端を配列した光信号射出端ブロックを
支持する基台であるステージＡが、光軸に直交する水平
軸方向Ａ（Ｘa 軸）と、光軸に直交する垂直軸方向Ａ
（Ｙa 軸）および光軸方向Ａ（Ｚa 軸）からなる三軸Ａ
の各方向に粗く微動する機構である三軸Ａ粗微動機構を
備え、 この三軸Ａ粗微動機構と光信号射出端ブロックの間に、
三軸Ａを各々回転軸として光信号射出端ブロックを回転
させる機構である三軸回転機構を搭載し、 さらに、この三軸回転機構と射出端ブロックの間に、三
軸Ａの各方向に微動する機構である三軸微動機構を搭載
した構成であることを特徴とする光軸アライメント装
置。1. An optical signal emitting end which emits an optical signal, a plurality of optical signal emitting ends are arranged, and a plurality of optical coupling lenses for coupling each optical signal or a plurality of light receiving elements for receiving each optical signal are determined. An optical axis alignment device arranged relative to each optical signal emitting end to align optical axes with each optical signal and each optical coupling lens or each light receiving element, wherein an optical signal in which a plurality of optical signal emitting ends are arranged A stage A, which is a base supporting the emission end block, has a horizontal axis direction A (Xa axis) perpendicular to the optical axis and a vertical axis direction A perpendicular to the optical axis.
(A-axis) and optical axis direction A (Za-axis)
A three-axis A coarse / fine movement mechanism, which is a mechanism for coarsely and finely moving in each direction, is provided between the three-axis A coarse / fine movement mechanism and the optical signal emitting end block.
A triaxial rotation mechanism, which is a mechanism for rotating the light signal emission end block with each of the three axes A as a rotation axis, is mounted. Further, a fine movement in each direction of the three axes A is provided between the triaxial rotation mechanism and the emission end block. An optical axis alignment apparatus having a configuration in which a three-axis fine movement mechanism, which is a mechanism for performing the operation, is mounted.
号射出端を配列し、各光信号を結合する複数の光結合レ
ンズか、あるいは各光信号を受光する複数の受光素子か
を各光信号射出端に相対して配列し、各光信号と各光結
合レンズあるいは各受光素子とにおける光軸アライメン
トを合わせる光軸アライメント装置であって、 複数の光信号射出端を配列した光信号射出端ブロックを
支持する基台であるステージＡが、光軸に直交する水平
軸方向Ａ（Ｘa 軸）と、光軸に直交する垂直軸方向Ａ
（Ｙa 軸）および光軸方向Ａ（Ｚa 軸）からなる三軸Ａ
の各方向に粗く微動する機構である三軸Ａ粗微動機構を
備え、 この三軸Ａ粗微動機構と光信号射出端ブロックの間に、
三軸Ａを各々回転軸として光信号射出端ブロックを回転
させる機構である三軸回転機構を搭載し、 さらに、この三軸回転機構と光信号射出端ブロックの間
に、三軸Ａの各方向に微動する機構である三軸微動機構
を搭載した構成であり、 かつ、複数の光結合レンズを配列した光結合レンズ・ア
レイか、あるいは複数の受光素子を配列した受光素子ア
レイかを支持する基台であるステージｂが、各光結合レ
ンズあるいは各受光素子における中心軸に直交する水平
軸方向Ｂ（Ｘb軸）と、中心軸に直交する垂直軸方向Ｂ
（Ｙb 軸）および中心軸方向Ｂ（Ｚb 軸）からなる三軸
Ｂの各方向に粗く微動する機構である三軸Ｂ粗微動機構
を備え、 この三軸Ｂ粗微動機構と光結合レンズ・アレイあるいは
受光素子アレイの間に、前記Ｚb 軸を回転軸として光結
合レンズ・アレイあるいは受光素子アレイを回転させる
機構であるＺb 軸回転機構を搭載し、 さらに、このＺb 軸回転機構と光結合レンズ・アレイあ
るいは受光素子アレイの間に、Ｘb 軸とＹb 軸からなる
二軸Ｂの各方向に微動する機構である二軸微動機構を搭
載した構成であることを特徴とする光軸アライメント装
置。2. A plurality of optical signal emitting ends, which are ends for emitting optical signals, are arrayed, and a plurality of optical coupling lenses that couple each optical signal or a plurality of light receiving elements that receive each optical signal are determined. An optical axis alignment device arranged relative to each optical signal emitting end to align optical axes with each optical signal and each optical coupling lens or each light receiving element, wherein an optical signal in which a plurality of optical signal emitting ends are arranged A stage A, which is a base supporting the emission end block, has a horizontal axis direction A (Xa axis) perpendicular to the optical axis and a vertical axis direction A perpendicular to the optical axis.
(A-axis) and optical axis direction A (Za-axis)
A three-axis A coarse / fine movement mechanism, which is a mechanism for coarsely and finely moving in each direction, is provided between the three-axis A coarse / fine movement mechanism and the optical signal emitting end block.
A triaxial rotation mechanism, which is a mechanism for rotating the optical signal emitting end block with the triaxial A as a rotation axis, is mounted. Further, in each direction of the triaxial A between the triaxial rotating mechanism and the optical signal emitting end block. It is equipped with a three-axis fine movement mechanism, which is a mechanism that finely moves the light, and supports either an optical coupling lens array in which a plurality of optical coupling lenses are arranged or a light receiving element array in which a plurality of light receiving elements are arranged. The stage b is a horizontal axis direction B (Xb axis) orthogonal to the central axis of each optical coupling lens or each light receiving element, and a vertical axis direction B orthogonal to the central axis.
(Yb axis) and a three-axis B coarse / fine movement mechanism which is a mechanism for coarsely and finely moving in each direction of a three-axis B consisting of a central axis direction B (Zb axis). Alternatively, a light-coupling lens array or a Zb-axis rotation mechanism that rotates the light-receiving element array with the Zb axis as a rotation axis is mounted between the light-receiving element arrays. An optical axis alignment apparatus comprising a two-axis fine movement mechanism which is a mechanism for finely moving in two directions of two axes B consisting of an Xb axis and a Yb axis between an array or a light receiving element array.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03390195A JP3281923B2 (en) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | Optical axis alignment device |
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|---|---|---|---|
| JP03390195A JP3281923B2 (en) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | Optical axis alignment device |
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| JPH08227029A JPH08227029A (en) | 1996-09-03 |
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1995
- 1995-02-22 JP JP03390195A patent/JP3281923B2/en not_active Expired - Fee Related
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