JP3303057B2 - 光ファイバ接続の自動位置合わせ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信あるいは
コンピュータネットワークの分野で必要とされる光ファ
イバと光導波路の接続、光計測機器や光音響機器の分野
で必要とされるレーザヘッドの組み込みなどの、光部品
の組立を高精度・高能率で行うことを可能にするための
光ファイバ接続の自動位置合わせ機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信においては、光ファイバと光導波
路、あるいは光ファイバと光ファイバとの接続という光
伝送路の接続は不可欠の技術である。図１および図２は
光ファイバ相互の接続の状態を説明する図である。１は
光ビームの射出側の光ファイバで、１ａはそのクラッド
層、２はそのコアである。１′は光ビームの受光側の光
ファイバで、１ａ′はそのクラッド層、２′はそのコア
である。

【０００３】図１は光ビームの射出側の光ファイバ１の
コア２と光ビームの受光側の光ファイバ１′のコア２′
の中心軸が平行であるがオフセットｅがあり、図２は前
記コア２とコア２′の中心軸が平行でない場合である。
これらの場合、光ビームの射出側の光ファイバ１のコア
２から出た光ビームの一部は光ビームの受光側の光ファ
イバ１′のコア２′に入射せず損失となる。シングルモ
ードの光伝送用の光ファイバではコア径は１０μｍ以下
であるから、光ビームの射出側の光ファイバ１のコア２
と光ビームの受光側の光ファイバ１′のコア２′との位
置合わせは誤差１μｍ以内という高い精度が要求され
る。

【０００４】図３は光通信において光分岐部品として用
いられる８芯テープ状の光ファイバと光導波路の接続例
を示すもので、あらかじめ８芯テープ状の光ファイバ１
の８本の光ファイバ１ｂをＶ溝基板（またはＭＴコネク
タ）に固定して正確なピッチに配列した光ファイバブロ
ック３と、８本のコア５を設けた光導波路４とを位置合
わせし、その位置合わせ間隙に紫外線硬化形接着剤（Ｕ
Ｖ接着剤）６を塗布して固定して構成している。

【０００５】このように光通信用の光ファイバの接続で
は、８本のコアを同時に高精度で位置合わせすることが
必要であり、この接続のための位置合わせは、従来、人
手による粗合わせと自動調芯機構による精密合わせの２
段階に分けて行われてきた。図４は人手による粗合わせ
の例である。まず、光ファイバブロック３の光ファイバ
１にヘリウム・ネオンレーザなどの光源７から可視光を
導入し、光導波路４に向けて光ビームを射出する。この
光ビームが光導波路４のコア５に入射したかどうかを光
導波路４の射出端に置いたスクリーン８上の光スポット
の状態で目視確認し、外れていれば移動機構である微動
台９を手動で動かし、光ファイバブロック３と光導波路
４の相対位置を僅かにずらし、再び目視観測を行うとい
う試行錯誤を繰り返して、ほぼ光が通る状態まで粗く位
置合わせした。

【０００６】それができると、次に自動調芯機構によっ
て光ファイバと光導波路を精密に調芯する。その自動調
芯機構の概要を説明すると、図４に示す目視を例えばマ
ルチモード光ファイバとホトマルチプライヤからなる光
パワーセンサに置き換え、図４の方法で粗く合わせた位
置を中心にメッシュ状に微小量だけ相対的に移動させ、
そのメッシュの各点において光導波路のコアを通過した
光量を光パワーセンサで測定し、最も大きな光量が得ら
れる位置に光ファイバと光導波路を位置合わせするとい
う方法を採っていた。

【０００７】原理的にはこの自動調芯機構のメカニズム
によって粗合わせを行わなくても調芯ができるが、しか
し、実際には粗合わせを省略して直接この精密調芯を行
おうとすると、膨大な数のメッシュが必要となり、測定
時間が極めて長時間となること、また、能率を上げるた
めにメッシュを粗くすると光量の変化が僅かとなり、特
徴点が見出せず、収束できずに発振してしまうという問
題があり、現実にこの自動調芯機構のみによって粗合わ
せから一貫した自動化を行うことはできない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では、光ファイバと光導波路とを位置合わせする段階を
人手に頼っているので、作業に熟練を要し、生産性が悪
く、これら接続部品のコストが高いという欠点があっ
た。この発明は、上述のような光ファイバと光導波路と
の接続など光射出部と受光部の接続において、従来、熟
練した人手に頼るため生産性が低く、コストが高いとい
う問題点を解決するために、自動的に光ファイバ接続の
位置合わせができる機構を提供することを目的とするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明では、前記課題
を解決するための手段として、光ファイバ１と光導波路
４を接続する機構において、前記光ファイバ１に位置合
わせ用の光を入射するための光源７と、前記光ファイバ
１の接続面Ａと前記光導波路４の接続面Ｂとを対向さ
せ、前記光ファイバ１からの射出光が前記光導波路４の
接続面Ｂを照射するような位置関係に保ちつつ前記光フ
ァイバ１と前記光導波路４とを相対的に移動させる移動
機構（微動台９）と、前記射出光が前記光導波路４の接
続面Ｂにおいて反射・散乱光を観測する光センサ１２
と、前記光ファイバ１と前記光導波路４の相対位置とそ
の相対位置における前記光センサ１２の出力を取り込
み、光センサ１２の出力変化の特徴点を判定して相対位
置を認識し、それに基づき必要な量だけ前記移動機構９
を駆動し、前記光ファイバ１と前記光導波路４を位置合
わせする制御部（パソコン１５）からなることを特徴と
する光ファイバ接続の自動位置合わせ機構としたもので
ある。

【００１０】 また、光導波路４の両端に光ファイバ１お
よび光ファイバ１′を接続する機構において、前記光フ
ァイバ１および光ファイバ１′に位置合わせ用の光を入
射するための光源７，７′と、前記光ファイバ１の接続
面Ａと前記光導波路４の接続面Ｂを対向させ、前記光フ
ァイバ１から第１の射出光が前記接続面Ｂを照射するよ
うな位置関係を保ちつつ前記光ファイバ１を前記光導波
路４に対して相対的に移動させる第１の移動機構９と、
前記第１の射出光が前記光導波路４のクラッド層または
コア層を透過し前記接続面Ｂと反対の面から射出する位
置に置かれた面の反射・散乱光を観測する第１の光セン
サ１２と、前記光ファイバ１′の接続面Ａ′と前記光導
波路４の接続面Ｂ′を対向させ、前記光ファイバ１′か
らの第２の射出光が前記接続面Ｂ′を照射するような位
置関係を保ちつつ前記光ファイバ１′を前記光導波路４
に対して相対的に移動させる第２の移動機構９′と、前
記第２の射出光が前記光導波路４のクラッド層またはコ
ア層を透過し前記接続面Ｂ′と反対の面から射出する位
置に置かれた面の反射・散乱光を観測する第２の光セン
サ１２′と、前記光ファイバ１と前記光導波路４の相対
位置とその相対位置における前記第１の光センサ１２の
出力および前記光ファイバ１′と前記光導波路４の相対
位置とその相対位置における前記第２の光センサ１２′
の出力を取り込み、第１の光センサ１２および第２の光
センサ１２′の出力変化の特徴点を判定して前記光ファ
イバ１および光ファイバ１′の前記光導波路４に対する
相対位置を認識し、それに基づきそれぞれ必要な量だけ
前記第１の移動機構９または第２の移動機構９′を駆動
し、前記光ファイバ１および光ファイバ１′と前記光導
波路４を位置合わせする制御部（パソコン１５）からな
ることを特徴とする光ファイバ接続の自動位置合わせ機
構としたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明では、通常の光部品の接
続面においては、光射出部または受光部の近傍のある一
定の位置に光学特性の不連続なまたは変化の急峻な部分
があることに着目して発明したものである。その光学特
性の不連続または急峻な変化は、光導波路を形成するコ
アとクラッドでは屈折率が異なっていること、前記クラ
ッドと下部のシリコン基板とでは光の透過、反射、散乱
状態が全く異なっているなど、その光学部品の機能上ま
たは製造工程の必要によって光学定数の異なる材料で構
成されていることに由来している。これらの光学特性の
不連続部と受光部または光射出部の距離は部品設計上あ
るいは製造条件から決まる既知の値である。そして、例
えば光射出部から光ビームを射出して受光側の接続面を
照射しながら二つの接続面を相対移動させ、受光側の接
続面からの散乱、反射、屈折、回折、透過の何れかまた
は複合した光を計測し、その変化の特徴を見出すことに
よって不連続部を検出することができる。これによって
受光部と光射出部の相対位置が分かり、必要量相対移動
させることにより光射出部と受光部との光軸を一致させ
ることができる。その内容を以下の例で具体的に説明す
る。

【００１２】 図５はこの発明の原理を説明する図であ
り、１は光ファイバ、２は光ファイバのコア、３は光フ
ァイバ１を組込んだ光ファイバブロック、４は光導波
路、５は光導波路４のコア、４ａは光導波路４を形成す
る上部クラッド、４ｂは同下部クラッド、１０は光導波
路４のシリコン基板、７は光ファイバ１に光を入射する
ための光源で、例えばヘリウム・ネオンレーザ、９は光
ファイバブロック３を移動させる移動機構である微動
台、１１は微動台の駆動部、１２は光センサで、例えば
ＣＣＤ撮像素子を用いたＴＶカメラ、１３は光センサ１
２の出力を解析する情報解析部で、例えば画像処理装置
である。

【００１３】 光ファイバブロック３の接続面Ａにある光
ファイバ１のコア２の端面と、光導波路４の接続面Ｂに
あるコア５の端面とを精密に位置合わせし、低損失の接
続を行う動作を説明すると、光源７を起動して光ビーム
を光ファイバ１のコア２に入射し、前記接続面Ａのコア
端面から光ビームを射出させて前記光導波路４の接続面
Ｂを照射する。この接続面Ｂの照射部分からはその場所
の光学的条件に応じて散乱光、反射光、屈折光、回折
光、透過光のいずれかまたはその複合した光が放出され
る。放出された光を接続面の近傍に置いた光センサ１２
で検出する。

【００１４】 この光センサ１２として例えば顕微鏡用対
物レンズまたは望遠レンズなどの光学レンズを備えたＣ
ＣＤカメラを用いると、高倍率、高能率で放出光を検出
することができる。このカメラの出力を画像処理装置な
どの情報解析部１３に取り込み、放出光の強度、スポッ
ト形状などを計測することができる。この状態で微動台
９をＹ方向（図において垂直方向）に動かして、光ファ
イバブロック３を上下させると、その位置に応じた放出
光の強度、スポット形状が得られる。この測定は連続的
な照射、連続的な微動台の移動でもよいし、それぞれ間
欠的な逐次動作でもよい。

【００１５】 １４はこのようにして測定した放出光（例
えば散乱光）の強度（またはスポット径）のＹ方向分布
である。例えば散乱光は、光導波路４を形成する下部ク
ラッド４ｂとシリコン基板１０の境界部分で最も強度が
高く、次に光導波路４を形成する上部クラッド４ａの上
部端面で強度が高く、スポット径も大きいという特徴を
もつ。従って、微動台９を移動させて散乱光を測定し、
最も大きな強度またはスポット径を検出した位置を読み
取ることによって、下部クラッド４ｂとシリコン基板１
０との境界位置を求めることができる。この境界と光導
波路４のコア５の間隔ｈは、光導波路４の設計値として
予め分かっているので、その間隔ｈだけ微動台９で光フ
ァイバブロック３を上昇させれば光ファイバ１のコア２
と光導波路４のコア５の高さを一致させることができ
る。

【００１６】 また、光センサ１２を例えば光センサ１
２′の位置に傾け、回折光や屈折光を計測することがで
きる。また、光センサ１２を最も信号強度の得られる位
置に選択して配置し、その位置での検出光のＹ方向分布
特性を予め把握しておくことによって、コア相互の相対
位置が求まり、光軸を一致させることができる。この例
では光ファイバ側から測定光を照射して測定したが、受
光側であった光導波路側から測定光を入射し、光ファイ
バブロック３の接続面Ａを照射しても測定できることは
言うまでもない。どちらを選択するかは接続面の状況、
得られる検出光の強度による。

【００１７】 この測定は微動台９の駆動部１１と、画像
処理装置などの情報解析部１３と、光源７とを、ＲＳ２
３２ＣやＧＰ−ＩＢやパラレルＩ／Ｏなどの適当なイン
ターフェース回路を用いて制御部であるパソコンと接続
し、適切なソフトで制御することによって自動的に制御
できる。この接続面の相対移動、接続面からの光の計
測、特徴抽出と光学特性の不連続面の検出、必要移動量
の判定と駆動を自動化することによって、効率よく粗合
わせを行うことができる。

【００１８】

【実施例】図６はこの発明の第１の実施例（請求項１に
係る図）である。１は光ファイバ、２は光ファイバ１の
コア、３は光ファイバ１を組込んだ光ファイバブロッ
ク、４は光導波路、５は光導波路４のコア、４ａは光導
波路４を形成する上部クラッド、４ｂは同下部クラッ
ド、１０は光導波路４のシリコン基板、７は光ファイバ
１に光を入射するための光源で、例えばヘリウム・ネオ
ンレーザ、９は光ファイバブロック３をＸ，Ｙ，Ｚ方向
に平行移動させ、また、その軸のまわりにθｘ，θｙ，
θｚ方向に回転させるための移動機構である微動台、１
１は微動台９の駆動部、１２は光センサで、例えば顕微
鏡用の対物レンズまたは望遠レンズなどの光学レンズを
備えたＣＣＤ撮像素子型ＴＶカメラ、１３は光センサの
出力を解析する情報解析部で、例えば画像処理装置、１
５は制御部であるパソコン、１６は機構部のベースであ
る。

【００１９】 このように構成された光ファイバ接続の自
動位置合わせ機構の動作は、図５に示した自動位置合わ
せ機構と基本的に同じである。すなわち、光源７の光ビ
ームを光ファイバ１のコア２に入射し、光ファイバブロ
ック３の接続面Ａから光ビームを射出させて光導波路４
の接続面Ｂを照射する。前記接続面Ｂの照射部分からは
その場合の光学的条件に応じて散乱光、反射光、屈折
光、回折光、透過光の何れかまたはその複合した光が放
出される。この照射面からの放出光を光センサ１２であ
るＴＶカメラで検出し、その出力を画像処理装置などの
情報解析部１３に取り込み、放出光の強度、スポット形
状などを計測する。

【００２０】 微動台９をＹ方向（上下方向）に動かして
光ファイバブロック３をＹ方向に走査すると、放出光の
強度、スポット形状のＹ方向分布が得られる。この分布
データから、その特徴点（例えば最も大きな強度または
スポット径を検出した位置）を読み取ることによって、
光導波路４を形成する下部クラッド４ｂとシリコン基板
１０との境界位置を求めることができる。この境界と光
導波路４のコア５との間隔だけ微動台９で光ファイバブ
ロック３を上昇させれば、光ファイバ１のコア２と光導
波路４のコア５の高さは一致する。もちろん、特徴点の
およその位置が推定できるときは、その近傍を目標に測
定すればよく、また、特徴点を検出し次第、それ以後の
測定を打ち切ることができるので、必ずしも接続面全域
にわたって放出光の分布を測定する必要はない。

【００２１】 Ｘ方向（水平方向）の位置合わせは次のよ
うに行う。光ファイバ１のＸ方向の位置は光ファイバブ
ロック３の側面から加工精度で決まる一定の距離にあり
既知である。また、光導波路４のコア５のＸ方向の位置
も光導波路４のシリコン基板１０の側面から加工精度で
決まる一定の位置にあり既知である。従って、光センサ
（ＴＶカメラ）１２で光ファイバブロック３と光導波路
４のシリコン基板１０の各側面位置を計測し、その各側
面位置から光ファイバ１のコア２と光導波路４のコア５
のＸ方向の位置を割り出し、微動台９をＸ方向に駆動し
て位置合わせを行うことができる。この一連の測定は、
微動台９の駆動部１１と画像処理装置などの情報解析部
１３と光源７とを、ＲＳ２３２ＣやＧＰ−ＩＢなどの適
当なインターフェース回路を用いてパソコン１５と接続
し、適切な制御ソフトを付加することによって自動的に
制御できる。

【００２２】 図７はこの発明の第２の実施例で、これは
図６に示した第１の実施例に反射散乱面１７を付け加
え、これを光導波路４のもう一方の側に置き、この反射
散乱面１７における光の強度と光パターンの変化を光セ
ンサ１２で検出し、その光の強度と光パターンの変化の
特徴から位置あわせするものである。この動作は、先ず
光ファイバブロック３の接続面Ａから光ビームを射出さ
せ、光導波路４の接続面Ｂを照射する。照射位置がシリ
コン基板１０にあると反射散乱面１７に光が当たらな
い。照射位置を徐々に上昇させると光ビームは光導波路
４を形成する下部クラッド４ｂを透過し反射散乱面１７
を照射する。この時の光ビームはクラッド伝搬モードで
あるから拡散し反射散乱面１７の光パターンの強度は弱
く広がっている。

【００２３】 さらに照射位置を上昇させ、光ビームが光
導波路４のコア５と一致すると、光ビームはコア内部を
透過するので拡散せず、反射散乱面１７における光パタ
ーンの強度は強くスポット径は小さい。照射位置をさら
に上昇させると、光ビームは光導波路４を形成する上部
クラッド４ａを透過し再び反射散乱面１７の光パターン
の強度は弱くかつ広がる。さらに上昇させて上部クラッ
ド４ａ層を外れると、反射散乱面１７における光パター
ンは著しく弱くなる。

【００２４】 反射散乱面１７における光パターンには前
記のような特徴があるから、先ず光ビームを上下に走査
してシリコン基板１０と光導波路４の下部クラッド４ｂ
との境界（または上部クラッド４ａの上端）の位置を検
出し、そこからコア５の存在する位置まで部品設計定数
として定まっている一定量を上昇（または降下）させ、
先ずＹ方向（上下方向）の位置を合わせる。次にその位
置でＸ方向（水平方向）に走査して、最も光パターンの
強度が強くかつ光スポット径が小さい場所を求めること
によってＸ方向（水平方向）を位置合わせることができ
る。

【００２５】 なお、この実施例においては反射散乱面１
７を使用したが、これは光導波路は微小で、かつ、両端
接続を行う場合が多いので、検出機器を設置するスペー
スが確保できないためであるが、スペースがあれば反射
散乱面１７の位置に光センサ１２を置いて、光導波路４
を透過して来る光パターンを直接検出することができる
ことは言うまでもない。また、Ｘ方向の位置合わせの方
法として、図６に示した第１の実施例で説明したよう
に、シリコン基板１０の側面の位置を計測し、それを基
準として位置合わせする方法が可能であることは言うま
でもない。

【００２６】 図８は第３の実施例（請求項２に係る図）
で、前記第２の実施例の反射散乱面の位置に、もう一つ
の光ファイバブロック３′を置いたものである。通常ほ
とんどの光導波路４には、その両端にそれぞれ入射用の
光ファイバと出射用の光ファイバが接続される。従っ
て、図８に示すように光導波路４を挟んで両側に光ファ
イバブロック３，３′が配置されるので、始めからこの
ままの形状で一括接続できると能率が上がる。光導波路
４と光ファイバブロック３，３′の端面は接合面での反
射戻り光を抑止するために６°程度傾けられている。こ
の実施例のように光導波路４の両端面が山形の場合に
は、光ファイバブロック３′の接合面の反射・散乱光を
上部で検出できないが、光ファイバブロック３′の本体
はプラスチック製のハウジング部３ａ′と、ガラス製の
接合部３ｂ′からなっているので、光はガラス製接合部
を透過してハウジング部３ａ′で反射する。従って、上
部での反射光の検出が可能である。

【００２７】 この実施例の動作の第１段階は、前記第２
の実施例（図７参照）の反射散乱面をハウジング部３
ａ′と置き換えて説明できる。光ファイバブロック３の
接続面Ａから光ビームを射出させて上下に走査し、ハウ
ジング部３ａ′面における反射光パターンを検出して光
ファイバブロック３のコア２と光導波路４のコア５の位
置を合わせることができる。

【００２８】 動作の第２段階は、今度は逆にレーザー光
源７′を点灯し、光ファイバブロック３′のコア２′か
ら光ビームを照射し、同様に光ファイバブロック３のハ
ウジング部３ａ面での反射・散乱光パターンを光センサ
１２′で計測し、光ファイバブロック３′のコア２′と
光導波路４のコア５との位置を合わせる。この方法にお
いて、光ファイバブロック３と光ファイバブロック３′
の走査の方向を逆にするなど相互の光干渉を少なくする
ことにより、第１段階と第２段階を同時に行い、一度に
両端の光ファイバブロック３，３′のコア２，２′を光
導波路４のコア５に位置合わせすることができる。

【００２９】 動作の第２段階の他のもう一つの方法は、
第１段階で前記光ファイバブロック３のコア２と光導波
路４のコア５とが一致すると、前記ハウジング部３ａ′
面で光スポット径の小さく強い反射・散乱光が検出でき
るが、さらにこれが光ファイバブロック３′のコア２′
と光導波路４のコア５とが一致すると、反射・散乱光は
大きく減衰するので、光ファイバブロック３′のコア
２′の位置を検出することができる。従って、第１段階
で得られた前記光ファイバブロック３のコア２と光導波
路４のコア５の位置データを用いて光ファイバブロック
３′のコア２′の位置を推定し、その近傍を走査し、ハ
ウジング部３ａ′の反射・散乱光が大きく減衰する部分
を検出することによって、光ファイバブロック３′のコ
ア２′と光導波路４のコア５の位置を合わせることがで
きる。この方法では位置合わせ用のレーザー光源および
光センサは一台でよく、切り換えも不要なためその分構
造が簡単になる。

【００３０】 以上の２段階の位置合わせを連続的（また
は同時）に行うことによって光導波路４の両端に光ファ
イバブロックを短時間で能率よく位置合わせして接続す
ることができる。もし光ファイバブロックの構造が上部
での光検出に適さないときは、下部に光センサの受光部
を置くことで位置合わせできることは言うまでもない。

【００３１】 図９はこの発明の第４の実施例で、テープ
状の光ファイバなど多芯光ファイバを装着した光ファイ
バブロックと光導波路のコアの光軸まわりのねじれを検
出し、回転位置を合わせる方法に適用した例である。テ
ープ状の光ファイバ１の両側縁の光ファイバ１₁ ，１₂
に光源７を用いて測定光を入射する。まず光ファイバ１
₁ を用いて対応する光導波路４の接続面Ｂの点イを照射
し、散乱光、回折光など接続面Ｂから放出される光を計
測し、実施例１、実施例２、または実施例３によって特
徴点の位置ｙ1 を求める。同様に光ファイバ１₂ を用い
て対応する接続面Ｂの点ロを照射し、特徴点の位置ｙ2
を求める。そうすると、光ファイバと光導波路のなすＺ
軸まわりの角（水平角）θz は、光ファイバ１₁ ，１₂
の距離をＬとすると、 θz ＝ｔａｎ^-1（（ｙ1 −ｙ2 ）／Ｌ） である。微動台９を駆動して光ファイバブロック３をＺ
軸まわりにθz だけ回転させれば、前記光ファイバブロ
ック３の接続面Ａと光導波路４の接続面Ｂの水平角度が
一致する。その後、光ファイバブロック３を、 （ｙ1 ＋ｙ2 ）／２ だけ上昇させるか、または、再度光ファイバ１₁ または
１₂ を用いてｙ1 またはｙ2 を求め、その量だけＹ方向
に微動台９を移動させれば、接続面Ａと接続面Ｂのコア
の高さを一致させることができる。

【００３２】 その後、コアの水平方向を一致させるため
に、光センサであるＴＶカメラで光導波路４のコアの位
置、または基準位置を検出し、これと光ファイバ１から
の光ビームで照射される位置を合わせることによって、
光ファイバブロック３の接続面Ａと光導波路４の接続面
Ｂのコアを完全に一致させるこができる。また、ＴＶカ
メラによって光導波路４のコアまたは基準位置が計測で
きない場合には、この実施例の方法で光ファイバブロッ
ク３の接続面Ａ、光導波路４の接続面Ｂのコアの高さを
一致させた後、光ファイバ１から光を照射しつつ水平方
向に微動台９を移動し、そのときの光導波路４の出射側
の光量を計測し、光量が最大となる位置を求めることに
よって、光ファイバブロック３と光導波路４のコアの位
置を一致させることができる。

【００３３】 図１０はこの発明の第５の実施例で、光導
波路４の両側にテープ状の光ファイバを自動接続するた
めのものである。１は入射側のテープ状の光ファイバ、
１′は出射側のテープ状の光ファイバ、３は入射側の光
ファイバブロック、３′は出射側の光ファイバブロッ
ク、４は光導波路、９は入射側の光ファイバブロック３
をＸＹＺ駆動・位置決めするするための微動台、９′は
出射側の光ファイバブロック３′をＸＹＺ方向に駆動・
位置決めするための微動台、１₁ ，１₂ は入射側のテー
プ状の光ファイバ１の両側縁の光ファイバ、１₁ ′，１
₂ ′は出射側のテープ状の光ファイバ１′の両側縁の光
ファイバ、７は測定光の光源、１８ａ，１８ｂおよび１
８ａ′，１８ｂ′はそれぞれ光ファイバ１₁ ，１₂ およ
び１₁ ′，１₂ ′に測定光を導入するためのカプラーで
ある。１１は微動台９，９′の駆動部、１２は光センサ
で、ＣＣＤ撮像素子などのＴＶカメラ、１３は画像処理
装置などの情報解析部、１５は全体を制御するパソコン
である。

【００３４】 この実施例の動作を説明すると、先ず実施
例３および実施例４で説明した方法によって光ファイバ
ブロック３の接続面Ａ、光導波路４の接続面Ｂの水平位
置合わせ、コアの位置合わせを行う。次に光導波路４の
もう一方の接続面Ｂ′と光ファイバブロック３′の接続
面Ａ′を同様の手順で位置合わせすることができる。な
お、以上の実施例では光射出部を光ファイバブロックを
例にして説明したが、光ファイバブロックの代わりにレ
ーザーダイオード、光導波路を適用する場合でも同様に
位置合わせができることは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明してきたように、この発明に
おいては、光部品の接続面においては光射出部あるいは
光受光部の近傍に光学的な不連続または急峻な変化点が
あることに着目し、相対する接続面を相対的に移動する
機構と、光射出部から射出した光が相対する接続面で散
乱、反射、屈折、透過した強度を測定する光センサと、
これら計測と移動を制御する制御部とで構成し、光学的
な変化の特徴を検出することによって、自動的に光ファ
イバのコアの位置合わせをする機構であるから、その位
置合わせ操作が簡単で、熟練を必要とせず、人手による
位置合わせに比べて極めて能率的である。そのため生産
性が向上しコストを引き下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２本の光ファイバの接続を説明する図（オフセ
ットがある場合）である。

【図２】２本の光ファイバの接続を説明する図（中心軸
が平行でない場合）である。

【図３】８芯テープ状の光ファイバと光導波路の接続を
説明する図である。

【図４】人手による光ファイバブロックと光導波路のコ
アの粗位置合わせを説明する図である。

【図５】この発明の原理を示す図である。

【図６】この発明の第１の実施例を示す図である。

【図７】この発明の第２の実施例を示す図である。

【図８】この発明の第３の実施例を示す図である。

【図９】この発明の第４の実施例を示す図である。

【図１０】この発明の第５の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１，１′ 光ファイバ １₁ ，１₂ 光ファイバ １ａ，１ａ′ クラッド層 １ｂ 光ファイバ ２，２′ コア ３，３′ 光ファイバブロック ３ａ，３ａ′ プラスチック製のハウジング部 ３ｂ，３ｂ′ ガラス製の接合部 ４ 光導波路 ４ａ 上部クラッド ４ｂ 下部クラッド ５ コア ６ 紫外線硬化形接着剤 ７，７′ 光源 ８ スクリーン ９，９′ 微動台 １０ シリコン基板 １１，１１′ 駆動部 １２，１２′ 光センサ １３ 情報解析部 １４ Ｙ方向分布 １５ パソコン １６ 機構部のベース １７ 反射散乱面 １８ａ，１８ａ′カプラー １８ｂ，１８ｂ′カプラー Ａ，Ｂ 接続面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 一樹 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−281850（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/30 G02B 6/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ１と光導波路４を接続する機構
   において、前記光ファイバ１に位置合わせ用の光を入射
   するための光源７と、前記光ファイバ１の接続面Ａと前
   記光導波路４の接続面Ｂとを対向させ、前記光ファイバ
   １からの射出光が前記光導波路４の接続面Ｂを照射する
   ような位置関係に保ちつつ前記光ファイバ１と前記光導
   波路４とを相対的に移動させる移動機構９と、前記射出
   光が前記光導波路４の接続面Ｂにおいて反射・散乱光を
   観測する光センサ１２と、前記光ファイバ１と前記光導
   波路４の相対位置とその相対位置における前記光センサ
   １２の出力を取り込み、光センサ１２の出力変化の特徴
   点を判定して相対位置を認識し、それに基づき必要な量
   だけ前記移動機構９を駆動し、前記光ファイバ１と前記
   光導波路４を位置合わせする制御部１５からなることを
   特徴とする光ファイバ接続の自動位置合わせ機構。
2. 【請求項２】 光導波路４の両端に光ファイバ１および光
   ファイバ１′を接続する機構において、前記光ファイバ
   １および光ファイバ１′に位置合わせ用の光を入射する
   ための光源７，７′と、前記光ファイバ１の接続面Ａと
   前記光導波路４の接続面Ｂを対向させ、前記光ファイバ
   １から第１の射出光が前記接続面Ｂを照射するような位
   置関係を保ちつつ前記光ファイバ１を前記光導波路４に
   対して相対的に移動させる第１の移動機構９と、前記第
   １の射出光が前記光導波路４のクラッド層またはコア層
   を透過し前記接続面Ｂと反対の面から射出する位置に置
   かれた面の反射・散乱光を観測する第１の光センサ１２
   と、前記光ファイバ１′の接続面Ａ′と前記光導波路４
   の接続面Ｂ′を対向させ、前記光ファイバ１′からの第
   ２の射出光が前記接続面Ｂ′を照射するような位置関係
   を保ちつつ前記光ファイバ１′を前記光導波路４に対し
   て相対的に移動させる第２の移動機構９と、前記第２の
   射出光が前記光導波路４のクラッド層またはコア層を透
   過し前記接続面Ｂ′と反対の面から射出する位置に置か
   れた面の反射・散乱光を観測する第２の光センサ１２′
   と、前記光ファイバ１と前記光導波路４の相対位置とそ
   の相対位置における前記第１の光センサ１２の出力およ
   び前記光ファイバ１′と前記光導波路４の相対位置とそ
   の相対位置における前記第２の光センサ１２′の出力を
   取り込み、第１の光センサ１２および第２の光センサ１
   ２′の出力変化の特徴点を判定して前記光ファイバ１お
   よび光ファイバ１′の前記光導波路４に対する相対位置
   を認識し、それに基づきそれぞれ必要な量だけ前記第１
   の移動機構９または第２の移動機構９′を駆動し、前記
   光ファイバ１および光ファイバ１′と前記光導波路４を
   位置合わせする制御部１５からなることを特徴とする光
   ファイバ接続の自動位置合わせ機構。