JP3439915B2 - 光ファイバ部品の軸合せ接続装置 - 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、２または３個の
光ファイバ部品の軸合せ接続装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光ファイバ部品の軸合せ接続
装置では、接続による光損失をできるだけ小さく抑える
ために、互いに接続される二つの光ファイバ部品を接続
面の光軸に沿うＺ軸方向間隔、Ｚ軸に垂直なＸ軸及びＹ
軸の相対位置、さらに各々Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を中心とする回
転方向Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸の相対角度位置をできるだけ正
確に制御して接続することが要求される。このため、光
ファイバ部品を前記６軸方向へ移動・位置決めすべく、
光ファイバ部品を保持する機構は多層構造となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、装置が複雑になると共に剛
性が低く、的確な軸合せ及び接続が困難であり、実用に
供さないという問題がある。

【０００４】特に、装置の剛性は、より高速で正確な位
置決めを可能にするためには不可欠である。また、接着
剤が乾燥する際に引張力が発生するが、この引張力が接
続面内に一様に発生しない場合があり、このような場合
に光ファイバ部品が強固に保持されていないと、光ファ
イバ部品が相対的に移動して光軸を傾けた状態で接続さ
れる恐れがある。

【０００５】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、装置構成を単純化し
て剛性を高めると共に小型化を図り、光ファイバ部品の
軸合せ及び接続をより的確に行うことのできる光ファイ
バ部品の軸合せ接続装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明の光ファイバ部品の軸合せ接
続装置は、二つの光ファイバ部品の光軸を合せて接続す
る光ファイバ部品の軸合せ接続装置であって、前記二つ
の光ファイバ部品のうち第一の光ファイバ部品をＺ軸と
平行に向けてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能に保持す
る調心ステージと、この調心ステージのＺ軸方向の一方
の側に隣接して設けられかつ前記二つの光ファイバ部品
のうち第二の光ファイバ部品を前記第一の光ファイバ部
品に対向 させてＺ軸方向及びＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸回転方向
に若干量移動自由に保持する境界面合せ機構を有する共
にこの境界面合せ機構をＣ軸方向に回転可能に保持する
固定ステージと、を備えてなることを特徴とするもので
ある。

【０００７】従って、調心ステージと固定ステージは第
一、第二の光ファイバ部品を直接対向させて保持し、調
心ステージが第一の光ファイバ部品をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
方向に移動位置決めし、固定ステージが第二の光ファイ
バ部品をＣ軸方向に回転するので、多層構造の階層数を
減少させて装置の構造を簡潔化し、剛性を増す。また、
第二の光ファイバ部品はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸方向に若干回
転自由に保持されているので、第一の光ファイバ部品を
接続面に押付けることにより面合せを行う。

【０００８】請求項２による発明の光ファイバ部品の軸
合せ接続装置は、三つの光ファイバ部品を順次光軸を合
せて接続する光ファイバ部品の軸合せ接続装置であっ
て、前記三つの光ファイバ部品のうち第一の光ファイバ
部品をＺ軸と平行に向けてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動
可能に保持する調心ステージと、この調心ステージのＺ
軸方向の一方の側に隣接して設けられ且つ前記三つの光
ファイバ部品のうち第二の光ファイバ部品を前記第一の
光ファイバ部品に対向させてＺ軸方向及びＡ軸、Ｂ軸、
Ｃ軸回転方向に若干量移動自由に保持する境界面合せ機
構を有する共にこの境界面合せ機構をＣ軸方向に回転可
能に保持する第一の固定ステージと、前記調心ステージ
のＺ軸方向の他方の側に前記第一の固定ステージと対称
に設けられた前記第一の固定ステージと同様の第二の固
定ステージと、を備えてなることを特徴とするものであ
る。

【０００９】従って、調心ステージと第一、第二の固定
ステージは第一、第二、第三の光ファイバ部品をそれぞ
れ直接対向させて保持し、調心ステージが第一の光ファ
イバ部品をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動位置決めし、第
一及び第二の固定ステージが各光ファイバ部品をＣ軸方
向に回転するので、多層構造の階層数を減少させて装置
の構造を簡潔化し、剛性を増す。また、第二の光ファイ
バ部品及び第三の光ファイバ部品はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸方
向に若干回転自由に保持されているので、第一の光ファ
イバ部品を押付けることにより容易に面合せを行う。こ
のようにして、一度に三つの光ファイバ部品をセットし
て順次軸合せ及び接続を行うことができるので、作業効
率が向上する。

【００１０】請求項３による発明の光ファイバ部品の軸
合せ接続装置は、請求項１または２記載の光ファイバ部
品の軸合せ接続装置において、相接続される二つの光フ
ァイバ部品のうちの一方から他方へ光を透過させるため
の光源と、この透過した光量を検出する受光量検出器
と、を備えてなることを特徴とするものである。

【００１１】従って、光源からの光は相接続される二つ
の光ファイバ部品に順に透過し、受光量検出器により透
過する光の量を検出する。この透過して受光される光量
を最大にするように軸合せを行う。

【００１２】請求項４による発明の光ファイバ部品の軸
合せ接続装置は、請求項３記載の光ファイバ部品の軸合
せ接続装置において、前記受光量検出器がイメージファ
イバ及びＯ／Ｅ変換器であると共に、接続される光ファ
イバ部品の特性により光量を絞り得ることを特徴とする
ものである。

【００１３】従って、相接続される二つの光ファイバ部
品を透過してきた光をＯ／Ｅ変換器が受光し、その受光
量に応じた電圧を発生する。この電圧の変化を見て最適
な位置の検索を行う。

【００１４】請求項５による発明の光ファイバ部品の軸
合せ接続装置は、請求項３または４記載の光ファイバ部
品の軸合せ接続装置において、前記受光量検出器からの
信号に基づいて受光量を最大とすべく前記Ｘ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸及びＣ軸を制御する制御部を備えてなることを特徴
とするものである。

【００１５】従って、受光量検出器からの信号に基づい
て制御部がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＣ軸を制御して軸合せ
を行い、最適な軸合せを自動で行う。

【００１６】請求項６による発明の光ファイバ部品の軸
合せ接続装置は、請求項１、２、３、４または５記載の
光ファイバ部品の軸合せ接続装置において、相接続され
る光ファイバ部品の接続面を撮像する第一の撮像手段を
備えてなることを特徴とするものである。

【００１７】従って、第一の撮像手段が相接続される光
ファイバ部品の接続面を撮像するので、作業者はこの撮
像を見ながら軸合せを行う。

【００１８】請求項７による発明の光ファイバ部品の軸
合せ接続装置は、請求項６記載の光ファイバ部品の軸合
せ接続装置において、前記第一の撮像手段が、第一の光
ファイバ部品と第二の光ファイバ部品の接続面及び第一
の光ファイバ部品と第三の光ファイバ部品の接続面を撮
像すべく両接続面の間を移動・位置決め可能に設けられ
ていることを特徴とするものである。

【００１９】従って、三つの光ファイバ部品を接続する
際には、第一の撮像手段は二つの接続面位置に移動・位
置決めされて各接続面を撮像するので、接続工程に従っ
て第一の撮像手段を移動・位置決めさせることにより各
接続面の状態を見ながら軸合せ・接続を行う。

【００２０】請求項８による発明の光ファイバ部品の軸
合せ接続装置は、請求項６または７記載の光ファイバ部
品の軸合せ接続装置において、前記第一の撮像手段と反
対側から相接続される光ファイバ部品の接続面を撮像す
る第二の撮像手段と、この接続面に接着剤を塗布するデ
ィスペンサとを有すると共に、このディスペンサを前記
接続面に移動・位置決め可能に支持するＷ軸移動機構
と、を備えてなることを特徴とするものである。

【００２１】従って、Ｗ軸移動機構の第二の撮像手段が
第一の撮像手段の反対側において接続面位置に移動・位
置決めされて接続面を撮像すると共に、接着剤を塗布す
るディスペンサも第二の撮像手段と共に接続面位置に移
動・位置決めされて、接続面に接着剤の塗布を行う。

【００２２】請求項９による発明の光ファイバ部品の軸
合せ接続装置は、請求項８記載の光ファイバ部品の軸合
せ接続装置において、前記Ｗ軸移動機構が、紫外線硬化
型接着剤を塗布するディスペンサを有すると共に、この
ディスペンサにより塗布された接着剤を乾燥・硬化させ
る紫外線照射ライトを備えてなることを特徴とするもの
である。

【００２３】従って、ディスペンサが紫外線硬化型接着
剤を接続面に塗布し、紫外線照射ライトが紫外線を接続
面に照射することにより塗布された接着剤を乾燥・硬化
させて接続を行う。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて説明する。

【００２５】図１及び図２には、この発明にかかる光フ
ァイバ部品の軸合せ接続装置１が示されている。この軸
合せ接続装置１は第一の光ファイバ部品３と第二の光フ
ァイバ部品５の接続を行うものであり、架台７上面の中
央手前側（図１中下側）部分には第一の光ファイバ部品
３を把持する調心ステージ９が設けられている。

【００２６】この調心ステージ９では、架台７上面に設
けられたベース１１の上に図示省略のガイドレールがＺ
軸方向に設けられており、このガイドレール上にＺステ
ージ１３がＺ軸方向に往復動自在に設けられている。ま
た、前記ベース１１にはＺステージ１３移動用のＺ軸モ
ータ１５が設けられており、このＺ軸モータ１５にはＺ
軸ボールネジ１７が取付けられている。

【００２７】従って、Ｚ軸モータ１５を駆動せしめる
と、Ｚ軸ボールネジ１７が回転駆動されることにより、
Ｚステージ１３に設けられている図示省略のボールナッ
トとの協働でＺステージ１３をＺ軸方向へ移動・位置決
めする。

【００２８】前記Ｚステージ１３の上面には図示省略の
ガイドレールがＸ軸方向に設けられており、このガイド
レール上にＸステージ１９がＸ軸方向に往復動自在に設
けられている。また、Ｚステージ１３にはＸステージ１
９移動用のＸ軸モータ２１が設けられており、このＸ軸
モータ２１にはＸ軸ボールネジ２３が取付けられてい
る。

【００２９】従って、Ｘ軸モータ２１を駆動せしめる
と、Ｘ軸ボールネジ２３が回転駆動されることにより、
Ｘステージ１９に設けられている図示省略のボールナッ
トとの協働でＸステージ１９をＸ軸方向へ移動・位置決
めする。

【００３０】前記ベース１１及びＺステージ１３の中央
部分を上下方向に貫通する空間２５が設けられており、
この空間２５内部におけるＸステージ１９の下面にはＹ
軸モータ２７が設けられている。このＹ軸モータ２７に
は、Ｘステージ１９を一部貫通して上方に伸びるＹ軸ボ
ールネジ２９が設けられている。また、Ｘステージ１９
の上面には、前記Ｙ軸ボールネジ２９が螺合するＹステ
ージ３１が回転しない状態で上下動自在に設けられてい
る。

【００３１】従って、Ｙ軸モータ２７を駆動せしめる
と、Ｙ軸ボールネジ２９が回転駆動されることによりＹ
ステージ３１は上下方向に移動・位置決め自在となって
いる。

【００３２】Ｙステージ３１の上には、第一の光ファイ
バ部品３をＺ軸方向である図１及び図２において左方向
に向けて把持するワークホルダ３３とロータリーアクチ
ュエータ３５がそれぞれ設けられている。このロータリ
ーアクチュエータ３５の出力軸３７の先端にはフォトダ
イオード等からなるイメージファイバ３９が取付けられ
ており、ロータリーアクチュエータ３５の駆動により、
第一の光ファイバ部品３の後方（図１及び図２中右方
向）において図１及び図２に示される作動位置と図３に
示される待避位置との間を回動する。なお、このイメー
ジファイバ３９はロータリーアクチュエータ３５によら
ず別の移動機構により、図１及び図２において右方向へ
待避させるようにしてもよい。

【００３３】前記イメージファイバ３９はＯ／Ｅ変換器
４１を介してパソコン４３に接続されており、イメージ
ファイバ３９からの出力はＯ／Ｅ変換器４１により電圧
を調整されてパソコン４３に伝達される。

【００３４】一方、架台７上の図１及び図２中左側部分
すなわち調心ステージ９に対してＺ軸方向の一方の側に
は、第二の光ファイバ部品５を上記第一の光ファイバ部
品３に対向させて取付ける固定ステージ４５が設けられ
ている。この固定ステージ４５の高さ方向中央部には、
Ｚ軸方向に貫通する主軸４７がベアリング軸受４９によ
りＣ軸方向へ回転自在に支持されており、この主軸４７
を回転駆動するＣ軸モータ５１が設けられている。この
主軸４７の後端面（図１中左側端面）にはロードセル５
３が接触して設けられており、このロードセル５３はロ
ードセルアンプ５５を介してパソコン４３に接続されて
いる。

【００３５】また、主軸４７の前端面（図１中右側端
面）には境界面合せ機構５７が設けられている。この境
界面合せ機構５７は、前記主軸４７の前端面に固定され
ているブロック５９と、第二の光ファイバ部品５を主軸
４７の軸心上に位置させて把持する可動ホルダ６１及び
この可動ホルダ６１の後端面に設けられている部分球面
状の球面座６３とを有しており、この球面座６３を圧縮
空気等によりブロック５９内部に設けられている部分球
面状の空間６５内部に浮いた状態で支持し、スプリング
でバランスを取って可動ホルダ６１に把持されている第
二の光ファイバ部品５の若干の量だけＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸
方向回転及びＺ軸方向移動を許容している。なお、この
第二の光ファイバ部品５にはＬＤ光源６７が接続されて
いる。

【００３６】さらに架台７上の前記調心ステージ９の奥
側（図１中上側）部分には光ファイバ部品接続用のＷ軸
移動機構６９が設けられている。このＷ軸移動機構６９
には、Ｗ軸方向へ延びると共に前述の調心ステージ９及
び固定ステージ４５に対応する高さのＷ軸ブラケット７
１が設けられている。

【００３７】図３を併せて参照するに、Ｗ軸ブラケット
７１の上端面には溝７３が設けられており、この溝７３
に沿ってＷ軸方向へ移動自在のＷ軸移動台７５が設けら
れている。また、溝７３の内部にはＷ軸ボールネジ７７
が回転自在に設けられており、このＷ軸ボールネジ７７
を回転駆動するＷ軸モータ７９がＷ軸ブラケット７１の
左外側（図１及び図２中左側外面）に設けられている。

【００３８】Ｗ軸移動台７５には上下斜め方向にガイド
８１が設けられており、このガイド８１に沿って移動す
るエアスライダ８３が設けられている。このエアスライ
ダ８３には、紫外線硬化型接着剤を光ファイバ部品３、
５の接続面８５（図４参照）に滴下するためのディスペ
ンサノズル８７が取付けられている。また、Ｗ軸移動台
７５には接続面８５に向けられた第二の撮像手段である
後側ＣＣＤカメラ８９が取付けられている。なお、この
後側ＣＣＤカメラ８９に対向する第一の撮像手段である
前側ＣＣＤカメラ９１は、架台７上面の手前側に設けら
れている台９３の上に取付けられている。

【００３９】また、Ｗ軸ブラケット７１の前面（図１中
下側面）には、Ｗ軸方向へ移動するエアスライダ９５が
設けられており、このエアスライダ９５には上下二股に
分かれる紫外線ライトガイド９７が設けられ、その先端
に紫外線照射用ライト９９が上下一対取付けられてい
る。

【００４０】以上のように構成される光ファイバ部品の
軸合せ接続装置１におけるパソコン４３の制御系統ブロ
ック図が図５に示されている。制御部としてのＣＰＵ
（中央処理装置）１０１にはキーボード１０３の如き入
力手段や、ＣＲＴ１０５の如き出力手段が接続されてい
る。

【００４１】光軸合せに関しては、前記固定ステージ４
５におけるＣ軸モータ５１及び前記調心ステージ９にお
けるＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２７、Ｚ軸モータ１５
がＣＰＵ１０１に接続されて制御される。また、境界面
合せ機構５７が接続されており、図示省略の空気源を制
御する。

【００４２】また、前記ＬＤ光源６７がＣＰＵ１０１に
接続されてオン・オフ制御され、このＬＤ光源６７から
光ファイバ部品５、３を透過した光を受けるイメージフ
ァイバ３９、このイメージファイバ３９からの出力を電
圧調整するＯ／Ｅ変換器４１がＣＰＵ１０１に接続され
ている。さらに、固定ステージ４５における主軸４７の
後端面に設けられているロードセル５３がロードセルア
ンプ５５を介してＣＰＵ１０１に接続されている。

【００４３】一方、接続に関するものとして、Ｗ軸移動
機構６９のＷ軸モータ７９や、接続面８５を撮像する前
側ＣＣＤカメラ９１が制御されると共に撮像をＣＰＵ１
０１に伝達する。また、接着剤を塗布するディスペンサ
ノズル８７や後側ＣＣＤカメラ８９、及びこれらを移動
・位置決めするエアスライダ８３、接着剤を硬化させる
ための紫外線照射用ライト９９及びこの紫外線照射用ラ
イト９９を移動・位置決めするエアスライダ９５等が接
続されている。

【００４４】次に、前述の光ファイバ部品の軸合せ接続
装置１を用いて、図４に示される光ファイバ部品３、５
の接続動作について説明する。

【００４５】接続に先立って、光軸合せを以下のように
して行う。すなわち、固定ステージ４５の可動ホルダ６
１に前記第二の光ファイバ部品５をクランプし、調心ス
テージ９のワークホルダ３３に第一の光ファイバ部品３
をクランプして、この第一の光ファイバ部品３と予め作
動位置に位置決めされているイメージファイバ３９との
間隔を一定に保持する。

【００４６】続いて、前側ＣＣＤカメラ９１及び後側Ｃ
ＣＤカメラ８９により接続面８５を撮像し、この像を見
ながらＹ軸モータ２７の駆動により第一の光ファイバ部
品３の接続面８５ａと第二の光ファイバ部品５の接続面
８５ｂのＹ軸方向位置を合せ、同様にＸ軸モータ２１の
駆動によりＸ軸方向位置を合せた後、Ｚ軸モータ１５の
駆動によりＺ軸方向送りする。このとき、Ｃ軸モータ５
１の駆動により主軸４７をＣ軸方向へ回転させて、第二
の光ファイバ部品５の接続面８５ｂをできるだけ第一の
光ファイバ部品３の接続面８５ａに合せるようにする。

【００４７】Ｚ軸送りにより両光ファイバ部品３、５の
接続面８５を当接させ、空間６５の前後の内壁に設けら
れている図示省略のノズルから球面座６３に吹き付ける
空気により宙に浮いた状態の球面座６３のＡ軸、Ｂ軸、
Ｃ軸方向の自由な回転により接続面８５を合せる。この
ときの両光ファイバ部品３、５間の押圧力をロードセル
５３により検出し、Ｚ軸制御してこの押圧力が所定値を
保持するようにする。このようにして接続面８５が合う
と空間６５の内壁に設けられている一方のノズルを止め
て球面座６３をブロック５９の空間６５の内壁に押付け
て固定する。

【００４８】このようにして接続面８５合せを行った
後、Ｚ軸送りにより接続面８５間に接着剤塗布用の所定
の間隔を開けて粗調心を行う。ここで、粗調心の条件
は、検索範囲２００μｍ四方、送りピッチ３〜５μｍ、
隙間１００μｍを標準とする。

【００４９】粗調心は、ＬＤ光源６７から固定ステージ
４５に取付けられている第二の光ファイバ部品５に光を
送り、この光が調心ステージ９に取付けられている第一
の光ファイバ部品３を透過してイメージファイバ３９に
入射する光量をＯ／Ｅ変換器４１で電圧調整してパソコ
ン４３に入力し、所望のレベルの光量になるまで各軸移
動を自動制御して行なわれる。

【００５０】このようにして粗調心が完了すると、さら
に軸合せ精度を高めるために微調心を行う。この微調心
の条件は、検索範囲３０〜４０μｍ四方、送りピッチ
０．１μｍ、隙間１０μｍを標準とする。この条件の
下、前述の粗調心と同様の手順で各軸制御を行い、イメ
ージファイバ３９からＯ／Ｅ変換器４１介してパソコン
４３に入力される光量が最大となる位置を検出して位置
決めし、微調心を完了する。

【００５１】次に、接続動作について説明する。

【００５２】まず、Ｗ軸移動機構６９を制御してＷ軸移
動台７５を移動させ、紫外線硬化型接着剤が入れられた
ディスペンサノズル８７及び後側ＣＣＤカメラ８９を両
光ファイバ部品３、５の隙間位置に正確に位置決めす
る。ここで、前側ＣＣＤカメラ９１は予め接続面８５に
対応する位置に固定されている。続いて、斜めに設けら
れたガイド８１に沿ってエアスライダ８３を移動させ、
ディスペンサノズル８７を滴下位置に位置決めする。

【００５３】ディスペンサノズル８７により接着剤を接
合面に塗布した後エアスライダ８３を移動させてディス
ペンサノズル８７を待避させ、エアスライダ９５の移動
により待避していた紫外線照射用ライト９９を接続位置
に移動させて紫外線を照射し、接着剤を乾燥・固着させ
る。このようにして接続された光ファイバ部品３、５を
ワークホルダ３３及び可動ホルダ６１から取出して接続
が完了する。

【００５４】以上の結果から、光ファイバ部品３、５の
光軸合せ及び接続が一貫して自動で行うことができる。
また、光軸合せの際に必要な光ファイバ部品３、５の相
対的移動を、固定ステージ４５と調心ステージ９に分担
しているので、装置の多層化を避けることができ、装置
の剛性を高めることが可能になるので、高精度の位置決
めを行うことができる。また、装置が簡易なものとな
る。

【００５５】次に、図６〜図９には，別の実施の形態の
例が示されている。前述の実施の形態で説明した軸合せ
接続装置１は第一の光ファイバ部品３と第二の光ファイ
バ部品５の二つを軸合せ・接続するものであったが、図
６及び図７に示される光ファイバ部品の軸合せ接続装置
１０７では図８に示されるような第一、第二、第三の光
ファイバ部品１０９、１１１、１１３を接続するもので
ある。

【００５６】このため、前述の図１に示される調心ステ
ージ９の左側に設けられている前述の固定ステージ４５
と全く同様の構造の第一の固定ステージ１１５Ｆに加え
て、調心ステージ１１７の右側にさらに第二の固定ステ
ージ１１５Ｓを追加してある。

【００５７】以下に、主に前述の実施の形態との相違点
に着目して詳細を説明する。このため前述の実施の形態
と共通する部分には共通の符号を付して重複する説明は
省略することとする。また、第一及び第二の固定ステー
ジ１１５Ｆ、１１５Ｓはその構造がほとんど一致するも
のであるため、第一の固定ステージ１１５Ｆに関するも
のにはＦを、第二の固定ステージ１１５Ｓに関するもの
にはＳを付すこととして、重複する説明を省略すること
とする。

【００５８】図６及び図７を参照するに、架台７の上面
中央部分には第一の光ファイバ部品１０９を保持するた
めに、前述の実施の形態における調心ステージ９と同じ
調心ステージ１１７が設けられているが、後述するよう
に第一の光ファイバ部品１０９をＺ軸方向（図６中左
右）へ移動させるため、ベース１１９のサイズは図６中
左右に長くなっている。

【００５９】また、前記調心ステージ１１７の図６中左
右両側には、前述の実施の形態における固定ステージ４
５と同様の第一及び第二の固定ステージ１１５Ｆ、１１
５Ｓが設けられており、各々第二の光ファイバ部品１１
１、第三の光ファイバ部品１１３を保持するものであ
る。

【００６０】第一の固定ステージ１１５Ｆの前面（図６
中下側面）には図示省略のエアシリンダによりＺ軸方向
へ移動自在のエアスライダ１２１が設けられており、こ
のエアスライダ１２１に取付けられているアーム１２３
の先端に前側ＣＣＤカメラ１２５が取付けられている。
これにより、前側ＣＣＤカメラ１２５は第一の光ファイ
バ部品１０９と第二の光ファイバ部品１１１の接続位置
１２７及び第一の光ファイバ部品１０９と第三の光ファ
イバ部品１１３の接続位置１２９の間を往復移動して撮
像できるようになっている。

【００６１】Ｏ／Ｅ変換器４１には第三の光ファイバ部
品１１３も接続され、イメージファイバ３９からの出力
と第三の光ファイバ部品１１３からの出力をＯ／Ｅ変換
器４１に伝達することができる。

【００６２】また、Ｗ軸移動機構６９における紫外線照
射用ライト９９を保持する紫外線ライトガイド９７が取
付けられたエアスライダ９５は、前記前側ＣＣＤカメラ
１２５を取付けたエアスライダ１２１と同様、第一の光
ファイバ部品１０９と第二の光ファイバ部品１１１の接
続位置１２７及び第一の光ファイバ部品１０９と第三の
光ファイバ部品１１３の接続位置１２９の間を移動する
ようになっている。なお、Ｗ軸モータ１３３は図６中Ｗ
軸ブラケット７１の右側に設けられているが、前述の実
施の形態の場合と機能は全く同じである。

【００６３】次に、以上のように構成される光ファイバ
部品の軸合せ接続装置１０７におけるパソコン４３の制
御系統ブロック図が図９に示されている。ＣＰＵ（中央
処理装置）１０１にはキーボード１０３の如き入力手段
や、ＣＲＴ１０５の如き出力手段が接続されている。

【００６４】光軸合せに関しては、前記第一及び第二の
固定ステージ１１５Ｆ、１１５ＳにおけるＣ軸モータ５
１Ｆ、５１Ｓ及び前記調心ステージ１１７におけるＸ軸
モータ２１、Ｙ軸モータ２７、Ｚ軸モータ１５がＣＰＵ
１０１に接続されて制御される。また、Ｙステージ３１
に設けられているイメージファイバ３９移動用のロータ
リーアクチュエータ３５及び境界面合せ機構５７が接続
されており、球面座６３を浮揚させる図示省略の空気源
を制御する。

【００６５】前記ＬＤ光源６７がＣＰＵ１０１に接続さ
れてオン・オフ制御され、このＬＤ光源６７から第一及
び第二の光ファイバ部品１０９、１１１を透過した光を
受けるイメージファイバ３９、このイメージファイバ３
９からの出力を電圧調整するＯ／Ｅ変換器４１がＣＰＵ
１０１に接続されている。さらに、第一及び第二の固定
ステージ１１５Ｆ、１１５Ｓにおける主軸４７Ｆ、４７
Ｓの後端面に設けられているロードセル５３Ｆ、５３Ｓ
がロードセルアンプ５５Ｆ、５５Ｓを介してＣＰＵ１０
１に接続されている。

【００６６】一方、接続に関するものとして、Ｗ軸移動
機構６９のＷ軸モータ１３３や、撮像用の前側ＣＣＤカ
メラ１２５、接着剤を塗布するディスペンサノズル８
７、接着剤を硬化させるための紫外線ライト９９がＣＰ
Ｕ１０１に接続されている。さらに、前側ＣＣＤカメラ
１２５を移動させるエアスライダ１２１、ディスペンサ
ノズル８７を移動させるエアスライダ８３、紫外線ライ
トガイド９７を移動させるエアスライダ９５、等が接続
されている。

【００６７】次に、前述の光ファイバ部品の軸合せ接続
装置１０７を用いて、図８に示される第一、第二、第三
の光ファイバ部品１０９、１１１、１１３の接続動作に
ついて説明する。

【００６８】まず、第一の光ファイバ部品１０９と第二
の光ファイバ部品１１１との接合を行うが、接続に先立
って第一の光ファイバ部品１０９と第二の光ファイバ部
品１１１との光軸合せを以下のようにして行う。

【００６９】すなわち、調心ステージ１１７のワークホ
ルダ３３に導波路等の第一の光ファイバ部品１０９をセ
ットし、ロータリーアクチュエータ３５の駆動によりイ
メージファイバ３９を第一の光ファイバ部品１０９の右
側に一定の隙間を保つようにしてセットする。

【００７０】ＬＤ光源６７からの光が入力されている第
二の光ファイバ部品１１１を左固定ステージ４５Ｆの可
動ホルダ６１Ｆにセットし、前述の実施の形態と全く同
様にして左固定ステージ４５Ｆの境界面合せ機構５７Ｆ
により第一の光ファイバ部品１０９と第二の光ファイバ
部品１１１の境界面合せを行った後、Ｚ軸制御により粗
調心及び微調心を行う。

【００７１】第一の光ファイバ部品１０９と第二の光フ
ァイバ部品１１１との微調心が完了すると、以下のよう
にして接続を行う。まず、エアスライダ１２１により前
側ＣＣＤカメラ１２５を、またＷ軸移動機構６９及びエ
アスライダ８３によりディスペンサノズル８７及び後側
ＣＣＤカメラ８９を接続面１２７位置に移動・位置決め
し、ディスペンサノズル８７により紫外線硬化型接着剤
を第一の光ファイバ部品１０９と第二の光ファイバ部品
１１１との接続面１２７に滴下する。このときのＺ軸方
向の滴下位置は、Ｗ軸モータ１３３で制御する。

【００７２】前記接着剤を塗布した後、エアスライダ８
３を移動させてディスペンサノズル８７を待避させ（図
３に示す位置と全く同様）、エアスライダ９５を前記接
続面１２７位置に移動させて紫外線照射用ライト９９か
ら紫外線を接続面１２７に照射して接着剤を乾燥・固着
させる。

【００７３】このようにして、第一の光ファイバ部品１
０９と第二の光ファイバ部品１１１の接続が完了する
と、第一の固定ステージ１１５Ｆの可動ホルダ６１Ｆを
アンクランプして第二の光ファイバ部品１１１を解放
し、調心ステージ１１７のワークホルダ３３のみで接続
された光ファイバ部品１０９、１１１を保持する。ま
た、ロータリーアクチュエータ３５の駆動によりイメー
ジファイバ３９を待避位置に移動させる。

【００７４】続いて、調心ステージ１１７のＺ軸モータ
１５の駆動によりＺステージ１３を図６中右方向へ移動
させ、前述の第一の光ファイバ部品１０９と第二の光フ
ァイバ部品１１１の接続手順と全く同様にして第一の光
ファイバ部品１０９と第三の光ファイバ部品１１３を接
続する。このとき、第三の光ファイバ部品１１３から出
力される光をＯ／Ｅ変換器４１により電圧に変換してパ
ソコン４３に取込み、この電圧が最大となるように位置
合せを行う。

【００７５】接続が完了すると、調心ステージ１１７の
ワークホルダ３３と、右固定ステージ１１５Ｓの可動ホ
ルダ６１Ｓをアンクランプして接続された光ファイバ部
品１０９、１１１、１１３を取出して作業を完了する。

【００７６】以上の結果から、光ファイバ部品１０９、
１１１、１１３の光軸合せ及び接続が一貫して自動で行
うことができる。また、光軸合せの際に必要な光ファイ
バ部品１０９、１１１、１１３の相対的移動を、第一及
び第二の固定ステージ１１５Ｆ、１１５Ｓと調心ステー
ジ１１７に分担しているので、装置の多層化を避けるこ
とができ、装置の剛性を高めることが可能になる。ま
た、装置が簡易なものとなる。

【００７７】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よる光ファイバ部品の軸合せ接続装置では、調心ステー
ジと固定ステージをＺ軸方向に配置すると共に第一、第
二の光ファイバ部品をそれぞれＺ軸方向に向けて保持
し、調心ステージが第一の光ファイバ部品をＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸方向に移動位置決めし、固定ステージが第二の
光ファイバ部品をＣ軸方向に回転するので、多層構造の
階層数を減少させて装置の構造を簡潔化し、剛性を増す
ことができる。これにより、軸合せ及び接続の高精度化
が図れる。また、第二の光ファイバ部品はＡ軸、Ｂ軸、
Ｃ軸方向に若干回転自在に保持されているので、第一の
光ファイバ部品を接続面に押付けることにより容易に面
合せを行うことができる。

【００７９】請求項２の発明による光ファイバ部品の軸
合せ接続装置では、調心ステージと第一、第二の固定ス
テージをＺ軸方向に配置すると共に第一、第二、第三の
光ファイバ部品をそれぞれＺ軸方向に向けて保持し、調
心ステージが第一の光ファイバ部品をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
方向に移動位置決めし、第一及び第二の固定ステージが
各光ファイバ部品をＣ軸方向に回転するので、多層構造
の階層数を減少させて装置の構造を簡潔化し、剛性を増
すことができる。これにより、軸合せ及び接続の高精度
化が図れる。また、第二の光ファイバ部品及び第三の光
ファイバ部品はＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸方向に若干回転自在に
保持されているので、第一の光ファイバ部品を押付ける
ことにより容易に面合せを行うことができる。さらに、
一度に三つの光ファイバ部品をセットして順次軸合せ及
び接続を行うことができるので、作業効率が向上する。

【００８０】請求項３の発明による光ファイバ部品の軸
合せ接続装置では、光源からの光は相接続される二つの
光ファイバ部品に順に透過し、受光量検出器により透過
する光の量を検出する。このため、透過して受光される
光量を最大にすることにより適正な接続を確実に行うこ
とができる。

【００８１】請求項４の発明による光ファイバ部品の軸
合せ接続装置では、相接続される二つの光ファイバ部品
を透過してきた光をＯ／Ｅ変換器が受光し、その受光量
に応じた電圧を発生する。このため、二つの光ファイバ
部品を透過してきた光量を確実に検出することができ、
その光量を最大にすることにより適正な接続を確実に行
うことができる。

【００８２】請求項５の発明による光ファイバ部品の軸
合せ接続装置では、受光量検出器からの信号に基づいて
制御部がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＣ軸を制御して軸合せを
行う。これにより、最適な軸合せを自動で行うことがで
きるので、作業性が向上する。

【００８３】請求項６の発明による光ファイバ部品の軸
合せ接続装置では、第一の撮像手段が相接続される光フ
ァイバ部品の接続面を撮像するので、作業者はこの撮像
を見ながら軸合せを行うことができる。

【００８４】請求項７の発明による光ファイバ部品の軸
合せ接続装置では、三つの光ファイバ部品を接続する際
には、第一の撮像手段は二つの接続面位置に移動・位置
決めされて各接続面を撮像する。これにより、接続工程
に従って第一の撮像手段を移動・位置決めさせることに
より接続面の状態を見ながら軸合せ・接続を行うことが
できる。

【００８５】請求項８の発明による光ファイバ部品の軸
合せ接続装置では、Ｗ軸移動機構の第二の撮像手段が第
一の撮像手段の反対側において接続面位置に移動・位置
決めされて接続面を撮像すると共に、接着剤を塗布する
ディスペンサも第二の撮像手段と共に接続面位置に移動
・位置決めされる。これにより、接続面全体の状態を把
握することができるので、接続面の全体を見ながら確実
に軸合せ及び接着剤の塗布を行うことができる。

【００８６】請求項９の発明による光ファイバ部品の軸
合せ接続装置では、ディスペンサが紫外線硬化型接着剤
を接続面に塗布し、紫外線照射ライトが紫外線を接続面
に照射することにより塗布された接着剤を乾燥・硬化さ
せて接続を行う。このため、迅速な接続を行うことがで
き、作業効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる光ファイバ部品の軸合せ接続
装置の全体を示す平面図である。

【図２】図１中II−II線に沿った断面を表す断面図であ
る。

【図３】図１中III −III 方向から見た主にＷ軸移動機
構の側面図である。

【図４】接続される二つの光ファイバ部品を示す斜視図
である。

【図５】パソコンにおける制御系統ブロック図である。

【図６】この発明にかかる光ファイバ部品の軸合せ接続
装置の別の実施の形態の全体を示す平面図である。

【図７】図６中VII −VII 線に沿った断面を示す断面図
である。

【図８】接続される三つの光ファイバ部品を示す斜視図
である。

【図９】パソコンにおける制御系統ブロック図である。

【符号の説明】

１、１０７ 軸合せ接続装置 ３、１０９ 第一の光ファイバ部品 ５、１１１ 第二の光ファイバ部品 ９、１１７ 調心ステージ ３９ イメージファイバ（受光量検出器） ４１ Ｏ／Ｅ変換器（受光量検出器） ４５ 固定ステージ ５７ 境界面合せ機構 ６７ ＬＤ光源（光源） ６９ Ｗ軸移動機構 ８５、１２７、１２９ 接続面 ８７ ディスペンサ ８９ 後側ＣＣＤカメラ（第二の撮像手段） ９１ 前側ＣＣＤカメラ（第一の撮像手段） ９９ 紫外線照射ライト １０１ ＣＰＵ（制御部） １１３ 第三の光ファイバ部品 １１５Ｆ 第一の固定ステージ １１５Ｓ 第二の固定ステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 茂 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社 沼津事業所内 (72)発明者 望月 裕伸 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社 沼津事業所内 (72)発明者 塙 文明 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 日比野 善典 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−43676（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−197907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/30,6/36 - 6/43

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの光ファイバ部品の光軸を合せて接
   続する光ファイバ部品の軸合せ接続装置であって、前記
   二つの光ファイバ部品のうち第一の光ファイバ部品をＺ
   軸と平行に向けてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能に保
   持する調心ステージと、この調心ステージのＺ軸方向の
   一方の側に隣接して設けられかつ前記二つの光ファイバ
   部品のうち第二の光ファイバ部品を前記第一の光ファイ
   バ部品に対向させてＺ軸方向及びＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸回転
   方向に若干量移動自由に保持する境界面合せ機構を有す
   る共にこの境界面合せ機構をＣ軸方向に回転可能に保持
   する固定ステージと、を備えてなることを特徴とする光
   ファイバ部品の軸合せ接続装置。
2. 【請求項２】 三つの光ファイバ部品を順次光軸を合せ
   て接続する光ファイバ部品の軸合せ接続装置であって、
   前記三つの光ファイバ部品のうち第一の光ファイバ部品
   をＺ軸と平行に向けてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能
   に保持する調心ステージと、この調心ステージのＺ軸方
   向の一方の側に隣接して設けられ且つ前記三つの光ファ
   イバ部品のうち第二の光ファイバ部品を前記第一の光フ
   ァイバ部品に対向させてＺ軸方向及びＡ軸、Ｂ軸、Ｃ軸
   回転方向に若干量移動自由に保持する境界面合せ機構を
   有する共にこの境界面合せ機構をＣ軸方向に回転可能に
   保持する第一の固定ステージと、前記調心ステージのＺ
   軸方向の他方の側に前記第一の固定ステージと対称に設
   けられた前記第一の固定ステージと同様の第二の固定ス
   テージと、を備えてなることを特徴とする光ファイバ部
   品の軸合せ接続装置。
3. 【請求項３】 相接続される二つの光ファイバ部品のう
   ちの一方から他方へ光を透過させるための光源と、この
   透過した光量を検出する受光量検出器と、を備えてなる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ部
   品の軸合せ接続装置。
4. 【請求項４】 前記受光量検出器がイメージファイバ及
   びＯ／Ｅ変換器であると共に、接続される光ファイバ部
   品の特性により光量を絞り得ることを特徴とする請求項
   ３記載の光ファイバ部品の軸合せ接続装置。
5. 【請求項５】 前記受光量検出器からの信号に基づいて
   受光量を最大とすべく前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＣ軸を
   制御する制御部を備えてなることを特徴とする請求項３
   または４記載の光ファイバ部品の軸合せ接続装置。
6. 【請求項６】 相接続される光ファイバ部品の接続面を
   撮像する第一の撮像手段を備えてなることを特徴とする
   請求項１、２、３、４または５記載の光ファイバ部品の
   軸合せ接続装置。
7. 【請求項７】 前記第一の撮像手段が、第一の光ファイ
   バ部品と第二の光ファイバ部品の接続面及び第一の光フ
   ァイバ部品と第三の光ファイバ部品の接続面を撮像すべ
   く両接続面の間を移動・位置決め可能に設けられている
   ことを特徴とする請求項６記載の光ファイバ部品の軸合
   せ接続装置。
8. 【請求項８】 前記第一の撮像手段と反対側から相接続
   される光ファイバ部品の接続面を撮像する第二の撮像手
   段と、この接続面に接着剤を塗布するディスペンサとを
   有すると共に、このディスペンサを前記接続面に移動・
   位置決め可能に支持するＷ軸移動機構と、を備えてなる
   ことを特徴とする請求項６または７記載の光ファイバ部
   品の軸合せ接続装置。
9. 【請求項９】 前記Ｗ軸移動機構が、紫外線硬化型接着
   剤を塗布するディスペンサを有すると共に、このディス
   ペンサにより塗布された接着剤を乾燥・硬化させる紫外
   線照射ライトを備えてなることを特徴とする請求項８記
   載の光ファイバ部品の軸合せ接続装置。