JP4028493B2 - 光ファイバの軸合せ装置及び光ファイバ融着接続装置。 - Google Patents

Description

本発明は、２本の光ファイバの軸心を互いに一致させてその端面を互いに対向配置させて接続する際に用いられる光ファイバの軸合せ装置及び光ファイバ融着接続装置に関する。

一般に、光ファイバ融着接続装置は、図６に示すように形成されている。即ち、図６において、１は互いに接続される左右の光ファイバ心線、２は光ファイバ心線の被覆部、３はＶ溝台、４はクランプ、５はＶ溝台３とクランプ４等からなる光ファイバ把持機構、６はレンズ、７はＴＶカメラ、８はこれらレンズ６とＴＶカメラ７とからなる観察装置、９はＴＶ信号モニタ装置、１０はＣＰＵからなる演算処理装置、１１は放電電極、１２は投光器である。

左右の光ファイバ心線１の被覆部２は、それぞれＶ溝台３のＶ溝部に載置されクランプ４で押えられる。２個の観察装置８はそれぞれ互いに直角な画像観察光軸Ｘ、Ｙの２方向から２本の光ファイバ心線１の突き合わせ部１’を撮像する。観察装置８により得られた信号はＴＶ信号モニタ装置９に送られ画像表示がなされる。また観察装置８で得られた画像信号は演算処理装置１０に送られ光ファイバ心線１の軸心を一致するための演算処理が成される。演算処理装置１０が演算した処理結果は図示しない左右の光ファイバ移動機構に伝達される。なお前記光ファイバ移動機構は前記Ｖ溝台３を移動する。前記光ファイバ移動機構は前記処理結果に従い前記Ｘ及びＹ方向に前記Ｖ溝台３を移動する。これにより、光ファイバ心線１の軸心が互いに一致した状態で前記突き合わせ部１’が放電電極１１間に配置される。光ファイバ移動機構は、この後、光ファイバ心線１をその軸心Ｚ方向に前進させ、放電電極に発生する放電アークにより融着接続がなされる。

このように、光ファイバの融着接続装置においては、光ファイバを光ファイバ把持機構５にセットした時に光ファイバ心線１が軸心を一致した状態で、二つの放電電極間の最適な融着のための放電適正位置付近に位置するよう、Ｖ溝台の高さが調整され、更に２つの観察装置は前記Ｘ、Ｙの交点が放電電極間の適正位置を向くようにセットされる。

従来、このような光ファイバ融着接続装置として種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。

［特許文献１に記載された発明］
特許文献１には、図５に示すように、上記光ファイバ移動機構をＸ、Ｙ方向に移動させるＸ方向移動機構とＹ方向移動機構が記載されている。即ち、図５において、１、３はそれぞれ図５と同様に光ファイバ心線、Ｖ溝台であり、３００は光ファイバ移動機構、２１は光ファイバ移動機構３００を保持するための基台である。

図５の(ａ)には、光ファイバの軸合わせ装置における光ファイバ移動機構３００の側面図が装置の構成要素の一部省略した状態で示されており、同図の(ｂ)には、その正面図がそれぞれ示されている。

光ファイバ移動機構３００は、光ファイバ心線１の光軸と平行な方向をＺ方向とし、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの直交３方向のうち、Ｘ方向とＹ方向に移動自在の光ファイバ移動ステージ２２を備えており、光ファイバ移動ステージ２２は、ばね２３とばねフック２４を介して基台２１に取り付けられている。また、光ファイバ移動ステージ２２は、例えばセラミックなどにより形成され、光ファイバ移動ステージ２２には、光ファイバ移動ステージ２２のＸ方向の移動を案内するＸ直動ガイド２５と、光ファイバ移動ステージ２２のＹ方向の移動を案内するＹ直動ガイド２６が互いに直交して設けられている。Ｘ直動ガイド２５とＹ直動ガイド２６との間には、連結板２７が介設されている。

光ファイバ移動ステージ２２の上端側には、光ファイバ心線１を位置決め把持する光ファイバ位置決め溝部としてのＶ字形溝２８が設けられ、光ファイバ移動ステージ２２の下端側には、光ファイバ移動ステージ２２自身が前記Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ移動する応力を受けるＸ方向移動応圧面２９とＹ方向移動応圧面３０がそれぞれ設けられている。

Ｘ方向移動応圧面２９側には光ファイバ移動ステージ２２をてこの原理でＸ方向に移動させるＸてこアーム３１が設けられており、その作用点に設けられたＸローラー３２の外周面をＸ方向移動応圧面２９に当接させることにより、Ｘてこアーム３１の作用点をＸ方向移動応圧面２９に接触させた状態と成している。なお、図５中において３３がＸてこアーム３１の支点であるＸてこ支点を示しており、Ｘてこアーム３１はＸてこ支点３３を中心に回動自在と成している。

また、Ｙ方向移動応圧面３０側には光ファイバ移動ステージ２２をてこの原理でＹ方向に移動させるＹてこアーム３４が設けられており、その作用点に設けられたＹローラー３５の外周面をＸ方向移動応圧面２９に当接させることにより、Ｘてこアーム３１の作用点をＹ方向移動応圧面３０に接触させた状態と成している。なお、図５中において３６がＹてこアーム３４の支点であるＸてこ支点を示しており、Ｙてこアーム３４はＹてこ支点３６を中心に回動自在と成している。

また、前記ばね２３は、Ｘ方向移動応圧面２９とＹ方向移動応圧面３０とを対応するＸてこアーム３１とＹてこアーム３４の作用点側に常時押圧する押圧手段として機能するようになっている。

前記Ｘてこアーム３１の力点には、マイクロねじ３７を備えたスピンドル３８の先端が当接しており、マイクロねじ３７の外輪は前記基台２１に固定されている。スピンドル３８の基端側にはギア３９ａが設けられており、ギア３９ａは、モータ４０のギア４１ａと連結している。モータ４０も基台２１に固定されており、モータ４０の回転に伴い、スピンドル３８が回転してマイクロねじ３７のねじピッチにしたがって進退移動(前進・後退)するようになっており、スピンドル３８は、Ｘてこアーム３１を進退移動させるアクチュエーターとして機能する。

また、前記Ｙてこアーム３４の力点には、マイクロねじ４２を備えたスピンドル４３の先端が当接しており、マイクロねじ４２の外輪は前記基台２１に固定されている。スピンドル４３の基端側にはギア３９ｂが設けられており、ギア３９ｂは、モータ４４のギア４１ｂと連結している。モータ４４も基台２１に固定されており、モータ４４の回転に伴い、スピンドル４３が回転して、マイクロねじ４２のねじピッチにしたがって進退移動(前進・後退)するようになっており、スピンドル４３は、Ｙてこアーム３４を進退移動させるアクチュエーターとして機能する。

なお、本例の光ファイバの軸合わせ装置が設けられる光ファイバの融着接続装置には、通常、光ファイバ心線１の接続部（被覆除去後の裸光ファイバの側面）を観察するための光ファイバ観察装置が設けられるようになっており、この光ファイバ観察装置の光学系は、図６に示すＸ方向とＹ方向にそれぞれ設けられる。

本例Ｘ方向移動機構とＹ方向移動機構は以上のように構成されており、たとえば、モータ４０を回転させてスピンドル３８を進退移動させると、Ｘてこアーム３１はＸてこ支点３３を中心として微動回転し、Ｘローラー３２が光ファイバ移動ステージ２２を微動させるが、光ファイバ移動ステージ２２は、ばね２３によって図６の下方側に付勢されているので、Ｙ方向移動応圧面３０とＹローラー３５が接触したままの状態で光ファイバ移動ステージ２２はＸ方向にのみ微動する。しかも、本例では、Ｘ直動ガイド２５が設けられているために、光ファイバ移動ステージ２２のＸ方向の移動はＸ直動ガイド２５によって案内され、光ファイバ移動ステージ２２の回転等がより一層確実に抑制されて、光ファイバ移動ステージ２２は正確にＸ方向にのみ微動する。

このとき、Ｘ直動ガイド２５とＹ方向移動応圧面３０が厳密に平行でない場合は、Ｙ直動ガイド２６が微動して、Ｙ方向移動応圧面３０とＹローラー３５の接触を保ち、光ファイバ移動ステージ２２の移動方向がＹ方向移動応圧面３０に平行になるように補正される。つまり、Ｘ直動ガイド２５とＹ方向移動応圧面３０の平行度が低くても移動精度に影響がない。この点も本例の利点として挙げられる。

また、同様に、モータ４４を回転させてスピンドル４３を進退移動させると、Ｙてこアーム３４はＹてこ支点３６を中心として微動回転し、Ｙローラー３５が光ファイバ移動ステージ２２を微動させるが、光ファイバ移動ステージ２２は、ばね２３によって図６の下方側に付勢されて、光ファイバ移動ステージ２２のＸ方向移動応圧面２９は常時Ｘローラー３２側に押圧されているので、Ｘ方向移動応圧面２９とＸローラー３２が接触したままの状態で光ファイバ移動ステージ２２はＹ方向にのみ微動する。しかも、本例では、Ｙ直動ガイド２６が設けられているために、光ファイバ移動ステージ２２のＹ方向の移動はＹ直動ガイド２６によって案内され、光ファイバ移動ステージ２２の回転等がより一層確実に抑制されて、光ファイバ移動ステージ２２は正確にＹ方向にのみ微動する。

このとき、Ｙ直動ガイド２６とＸ方向移動応圧面２９ととが厳密に平行でない場合は、Ｘ直動ガイド２５が微動して、Ｘ方向移動応圧面２９とＸローラー３２の接触を保ち、光ファイバ移動ステージ２２の移動方向がＸ方向移動応圧面２９に平行になるように補正される。つまり、Ｙ直動ガイド２６とＸ方向移動応圧面２９の平行度が低くても移動精度に影響がない。この点も本例の利点として挙げられる。

そして、これらのＸ方向およびＹ方向の移動(微動)は完全に独立して行われるために、モータ４０、４４の回転量の制御によって、光ファイバ移動ステージ２２は、Ｘ方向とＹ方向に、モータ４０、４４の回転量制御量に対応した量だけ独立に移動する。

本例によれば、上記のように、光ファイバ移動機構３００の光ファイバ移動ステージ２２にＸ方向移動応圧面２９とＹ方向移動応圧面３０とを設け、そのＸ方向移動応圧面２９とＹ方向移動応圧面３０とに対応させて、てこの原理で光ファイバ移動ステージ２２を移動させるＸてこアーム３１とＹてこアーム３４を設けることにより、スピンドル３８の進退移動によって、光ファイバ移動ステージ２２をＸ方向にのみ正確に微動させることができ、スピンドル４３の進退移動によって、光ファイバ移動ステージ２２をＹ方向にのみ正確に微動させることができるために、スピンドル３８、４３の進退移動を、対応するモータ４０、４４の回転制御によって各々独立に制御して、Ｖ字形溝２８に位置決め把持される光ファイバ心線１を非常に正確に所望の移動量だけ移動させることができる。

[特許文献２に記載された発明]
近年、光ファイバ心線は、裸光ファイバのクラッド径が１２５μｍの主流から８０〜２００μｍφに拡大し、他方光ファイバ心線の外径が１６０〜８００μｍφと種々の光ファイバ心線外径のものが採用されている。そこでこのように種類の異なる複数種の光ファイバ心線を一台の光ファイバ融着接続装置を用いて、相互に接続することが行われている。

特許文献２に記載された光ファイバ融着接続装置は、このように種類の異なる複数の光ファイバ心線を相互に接続する際に、高さの異なるＶ溝台の交換に代えて、光ファイバを軸合せする移動機構とは別に、Ｖ溝台を上下に移動させるＶ溝移動手段を備えることを特徴にしている。これにより、様々な外径の異なる光ファイバの接続部を前記放電電極間の適正位置に配置させ、適切な放電アークによって光ファイバを相互に融着接続させることができるというものである。

特開２０００−０２８８４６号公報 特開２００２−００６１６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明によって、線径の異なる複数種の光ファイバを相互に接続させようとすると、単に光ファイバの軸心を調整するものと比較して、てこアームの長さを非常に長くする形成する必要があり、装置が大型となる欠点があった。また、てこアームの長さを短くして光ファイバ移動ステージ２２の移動量を大きくなるようにし、小型なものを構成すると、光ファイバ移動ステージの移動分解能が下がり、精度良く光ファイバの軸合せを行うことが出来なかった。
また、特許文献２に記載された発明は、両光ファイバを軸合せする移動機構とは別に、Ｖ溝台を上下に移動させるＶ溝移動手段を備えなければならず、この結果、上下移動機構は軸合せする移動機構の装置を移動させるだけの能力が要求され、上下移動機構に駆動力（駆動装置を強力に構成する必要がある）の大きいものが要求され、融着接続にＸ方向並びにＹ方向に移動させる装置の他に上下移動機構の装置を配置するスペースが必要であった。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、上記特許文献１に改良を加えて、軸合せを行うための移動機構に改良を加えたものであり、その具体的な構成は、光ファイバの光軸に平行な方向をＺ方向とし、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの直交３方向のうち少なくともＸ方向とＹ方向に移動自在の一対の光ファイバ移動ステージを備え、前記各光ファイバ移動ステージには、それぞれ、光ファイバを位置決め把持する光ファイバ把持機構と、光ファイバ移動ステージ自身が前記Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ移動する応力を受けるＸ方向移動応圧面とＹ方向移動応圧面とを備え、前記Ｘ方向移動応圧面側には前記光ファイバ移動ステージをてこの原理でＸ方向に移動させるＸてこアームが作用点を前記Ｘ方向移動応圧面に接触して配置され、前記Ｘてこアームの力点にはＸてこアームを進退移動させるアクチュエータが設けられたＸ方向移動機構を備え、前記Ｙ方向移動応圧面側には前記光ファイバ移動ステージをてこ原理でＹ方向に移動させるＹてこアームが作用点を前記Ｙ方向移動応圧面に接触して配置され、前記Ｙてこアームの力点にはＹてこアームを進退移動させるアクチュエータが配置されたＹ方向移動機構を備えた光ファイバの軸合せ装置において、前記Ｘ方向移動機構は前記光ファイバ移動ステージをＸ方向に移動できる移動範囲が外径の異なる複数種の光ファイバの軸心を一定位置に移動可能であり、前記Ｙ方向移動機構は前記光ファイバ移動ステージをＹ方向に移動できる移動範囲が外径の異なる複数種の光ファイバの軸心を前記一定位置に移動可能であり、且つ一方の光ファイバ移動ステージ側のＸ方向移動機構とＹ方向移動機構とは互いに移動分解能が異なっており、更に、他方の光ファイバ移動ステージ側のＸ方向移動機構とＹ方向移動機構とは前記一方の光ファイバ移動ステージ側に比較して分解能が入れ替わっていることを特徴とする光ファイバの軸合せ装置である。

更に他の本発明は、上記光ファイバの軸合せ装置を備えたことを特徴とする光ファイバ融着接続装置である。

ＸてこアームのＸ方向への移動範囲とＹテコアームのＹ方向への移動範囲とが１.2倍以上異なっていることを特徴とする。

ＸてこアームのＸ方向への移動範囲の分解能とＹテコアームのＹ方向への移動範囲の分解能とが１.2倍以上異なっていることを特徴とする。

一対の光ファイバが最終的に位置する一定位置を、撮像画像の中心となるようにＸ方向及びＹ方向に観察装置が配置され、一対の光ファイバをそれぞれ撮像画像の中心に位置するようにＸ方向及びＸ方向に移動させることを特徴とする。

一対の光ファイバがそれぞれ一方の光ファイバ移動ステージのＸ方向移動機構とＹ方向移動機構、及び他方の光ファイバ移動ステージのＸ方向移動機構とＹ方向移動機構とで観察画像の中心に移動させた後、両光ファイバ移動ステージの分解能の高い移動機構の動作のみによって、一対の光ファイバの軸心を更に精度の高い状態に移動させることを特徴とする。

本発明の上記光ファイバの軸合せ装置及びそれを用いた光ファイバ融着接続装置は、上記構成によって、外径の異なる複数種の光ファイバを特別な装置を介在させることなく、Ｘ方向移動機構とＹ方向移動機構のみによって両光ファイバ心線の軸合せを行うことができ、更にＸ方向移動機構とＹ方向移動機構を共に移動分解能の高いものに構成した場合に比較して小型に装置を形成することができる。

以下本発明の一実施例を図示した図１に基づき説明する。図は本実施例における一方の光ファイバ移動機構１００を示したものである。
図１において、Ｖ溝台３、クランプ４、光ファイバ把持機構５、光ファイバ移動機構１００、基台２１、光ファイバ移動ステージ２２、Ｖ字形溝２８、Ｘ方向移動応圧面２９、Ｙ方向移動応圧面３０、Ｘてこアーム３１、Ｘてこ支点３３、Ｙてこアーム３４、Ｙてこ支点３６、スピンドル３８、４３、モータ４０、４４、であり、それぞれ図５及び図６に示した部品と同様の役割を成すものである。

即ち、スピンドル３８は、Ｘてこアーム３１を進退移動させるアクチュエーターとして機能し、スピンドル４３は、Ｙてこアーム３４を進退移動させるアクチュエーターとして機能する。

更に、光ファイバ移動ステージ２２は図１に図示されていないが、基台２１と光ファイバ移動ステージ２２とのとの間に、図５（ａ）に示すようにＸ直動ガイド(２５)、連結板（２７）、Ｙ直動ガイド（２６）が配置され、それぞれのガイドに沿ってのみ移動できるようになっている。

しかしながら本実施例においては、Ｘてこアーム３１及びＹてこアーム３４はアームの長さが異なっている。即ち、本実施例の場合はＸてこアーム３１がＹてこアーム３４よりも長くなって、光ファイバ移動ステージ２２を移動させる分解能が高められている。

また、図５においてはＸてこアーム３１及びＹてこアーム３４にそれぞれＸローラー（３２）、Ｙローラー（３５）が取付られているが、本実施例においてはＸ方向移動応圧面２９及びＹ方向移動応圧面３０側に取付られている。更に、Ｘてこアーム３１の作用点が図５の場合は支点、作用点、力点の順序で機能するように形成されているが、本実施例の場合は作用点、支点、力点の順序で機能するように形成されている点が異なっている。

更に、本実施例は、Ｘてこアーム３１及びＹてこアーム３４の作用点、支点、力点の関係、及びスピンドル３８・４３等の進退量を適切になされて、光ファイバ移動ステージ２２の移動範囲が径の異なる複数種の光ファイバを適正位置に移動できるように構成されている。

更に、図示しない他方の光ファイバ移動機構も上記一方の光ファイバ移動機構１００と同様に構成されているが、他方の光ファイバ移動機構は光ファイバ移動ステージを移動させるＸ方向移動機構とＹ方向移動機構の分解能が上記一方の光ファイバ移動機構１００と逆となるように構成されている。

なお、本発明のＸ方向移動機構は、Ｘ直動ガイド(２５)、Ｘ方向移動応圧面２９、Ｘてこアーム３１、スピンドル３８などによって構成されている。また、本発明のＹ方向移動機構は、Ｙ直動ガイド(２６)、Ｙ方向移動応圧面３０、Ｙてこアーム３４、スピンドル４３などによって構成されている。

本発明の一実施例は上述のように、光ファイバの光軸に平行な方向をＺ方向とし、、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの直交３方向のうち少なくともＸ方向とＹ方向に移動自在の一対の光ファイバ移動ステージを備え、前記各光ファイバ移動ステージには、それぞれ、光ファイバを位置決め把持する光ファイバ把持機構と、光ファイバ移動ステージ自身が前記Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ移動する応力を受けるＸ方向移動応圧面とＹ方向移動応圧面とを備え、前記Ｘ方向移動応圧面側には前記光ファイバ移動ステージをてこの原理でＸ方向に移動させるＸてこアームが作用点を前記Ｘ方向移動応圧面に接触して配置され、前記Ｘてこアームの力点にはＸてこアームを進退移動させるアクチュエータが設けられたＸ方向移動機構を備え、前記Ｙ方向移動応圧面側には前記光ファイバ移動ステージをてこ原理でＹ方向に移動させるＹてこアームが作用点を前記Ｙ方向移動応圧面に接触して配置され、前記Ｙてこアームの力点にはＹてこアームを進退移動させるアクチュエータが配置されたＹ方向移動機構を備えた光ファイバの軸合せ装置において、前記Ｘ方向移動機構は前記光ファイバ移動ステージをＸ方向に移動できる移動範囲が外径の異なる複数種の光ファイバの軸心を一定位置に移動可能であり、前記Ｙ方向移動機構は前記光ファイバ移動ステージをＹ方向に移動できる移動範囲が外径の異なる複数種の光ファイバの軸心を前記一定位置に移動可能であり、且つ一方の光ファイバ移動ステージ側のＸ方向移動機構とＹ方向移動機構とは互いに移動分解能が異なっており、更に、他方の光ファイバ移動ステージ側のＸ方向移動機構とＹ方向移動機構とは前記一方の光ファイバ移動ステージ側に比較して分解能が入れ替わっていることを特徴とする。

以下本発明の他の実施例を図３に基づき説明する。
図３において、Ｖ溝台３、光ファイバ移動機構２００、基台２１、光ファイバ移動ステージ２２、Ｖ字形溝２８、Ｘ方向移動応圧面２９、Ｙ方向移動応圧面３０、Ｘてこアーム３１、Ｘてこ支点３３、Ｙてこアーム３４、Ｙてこ支点３６、スピンドル３８、４３、モータ４０、４４、減速歯車４１および３９であり、それぞれ図５に示した部品と同様の役割を成すものである。

即ち、Ｘてこアーム３１は移動するストロークを大きくするため紙面に向かって右側に曲げ、Ｙてこアーム３４も同様に移動するストロークを大きくするため紙面に向かって左側に曲げられている。スピンドル３８は、Ｘてこアーム３１を進退移動させるアクチュエーターとして機能し、スピンドル４３は、Ｙてこアーム３４を進退移動させるアクチュエーターとして機能する。ただし、Ｘてこアーム３１とＹてこアーム３４とでは進退量即ち移動分解能が異なる。具体的には、スピンドル３８とスピンドル３９とのピッチは同じにして、減速ギア４１ａと３９ａ間の減速比と減速ギア４１ｂと３９ｂ間の減速比とを違える方法や、減速ギア４１と３９間の減速比は同じにしてスピンドル３８とスピンドル４３とでピッチを違える方法、減速ギアの減速比とスピンドルのピッチの両方を違える方法が考えられるがいずれでも構わない。

更に、光ファイバ移動ステージ２２は、図３に詳細に図示されていないが、基台２１と光ファイバ移動ステージ２２との間に、図５（ａ）に示すようにＸ直動ガイド(２５)、連結板（２７）、Ｙ直動ガイド（２６）が配置され、それぞれのガイドに沿ってのみ移動できるようになっている。

また、本実施例においては、Ｘてこアーム３１及びＹてこアーム３４にそれぞれＸローラー３２、Ｙローラー３５が取付られている。更に、Ｘてこアーム３１の作用点が支点、作用点、力点の順序で機能するように形成されている。

更に、本実施例は、Ｘてこアーム３１及びＹてこアーム３４の支点、作用点、力点の関係、及びスピンドル３８・４３等の進退量は、光ファイバ移動ステージ２２が径の異なる複数種の光ファイバを適正位置に移動できるよう移動範囲を設定している。

更に、図示しない他方の光ファイバ移動機構も上記一方の光ファイバ移動機構１００と同様に構成されているが、他方の光ファイバ移動機構は光ファイバ移動ステージを移動させるＸ方向移動機構とＹ方向移動機構の分解能が上記一方の光ファイバ移動機構１００と逆となるように構成されている。

なお、本発明のＸ方向移動機構は、Ｘ直動ガイド(２５)、Ｘ方向移動応圧面２９、Ｘてこアーム３１、スピンドル３８などによって構成されている。また、本発明のＹ方向移動機構は、Ｙ直動ガイド(２６)、Ｙ方向移動応圧面３０、Ｙてこアーム３４、スピンドル４３などによって構成されている。

一般に、光ファイバ把持機構５に標準と異なる太さの光ファイバ心線１をセットしたときの光ファイバ心線１の軸心が図２のＰ点であった場合を想定すると、そのＰ点を放電アークが適切に行える放電電極間Ｑに移動しなければならないが、本各実施例の場合は、一方の光ファイバ移動機構のＸ方向移動機構によって光ファイバ心線１をＸ'長移動させ、Ｙ方向移動機構によって光ファイバ心線１をＹ'長移動させて光ファイバ心線１の軸心をＱ点に移動させることができ、更に、他方の光ファイバ移動機構のＸ方向移動機構によって光ファイバ心線１をＸ''長移動させ、Ｙ方向移動機構によって光ファイバ心線１をＹ''長移動させて光ファイバ心線１の軸心をＱ点に移動させることができる。

移動機構の分解能は機械的寸法の精度が同じであれば、大型に構成した方が精度を高めることができるが移動速度は低下する。従って、一方の分解能を低くすることで上記Ｐ点からＱ点への移動時に、両光ファイバ移動機構のいずれにおいてもＸ方向Ｙ方向の一方の方向で高速に移動させることができる。

また、両光ファイバ心線１の軸心がＱ点に移動した後は、両光ファイバ移動機構の分解能の高いＸ方向移動機構及びＹ方向移動機構によって光ファイバ心線の軸合せを行うことにより、高精度にして軸合せを行うことができる。

本発明は、上記のように、Ｘ方向移動機構とＹ方向移動機構の移動分解能が異なっており、従って、Ｘ方向移動機構とＹ方向移動機構の両方を移動分解能の高いものに構成するのに比較して装置を小型に構成することができる。更に、標準寸法と外径の異なる光ファイバを軸合せする場合においても短時間に移動させることができる。

なお、本実施例の光ファイバの軸合わせ装置が設けられる光ファイバの融着接続装置には、光ファイバ心線１の接続端面側を観察するための光ファイバ観察装置が設けられるようになっており、この光ファイバ観察装置の光学系は、図６に示すＸ方向とＹ方向にそれぞれ設けられる。これにより、得られた画像信号をもとに光ファイバ心線の位置を確認して演算装置などが適切にＸ方向移動機構及びＹ方向移動機構Ｘに制御信号を送り、光ファイバ心線の軸合せを行うことができる。

以下本発明の他の実施例を図示した図４に基づき説明する。図は本実施例における一方の光ファイバ移動機構４００を示したものである。
図４において、光ファイバ移動機構４００、基台５０、光ファイバ移動ステージ５５、Ｖ字形溝５６、Ｘ方向移動応圧部５７、Ｙ方向移動応圧部５８、Ｘてこアーム５１、Ｘてこ支点５２、Ｙてこアーム５３、Ｙてこ支点５４、スピンドル５９、６１であり、スピンドル５９，６１を駆動するためのモータは省略されている。

Ｘてこアーム５１は基台５０に取り付けられたＸてこ支点５２を支店に回転してＶ字形溝５６がＸ方向に稼動可能に構成され、ＹてこアームはＸてこアーム５１の先端に取り付けされたＹてこ支点５４を支点に回転してＶ字形溝５６がＹ方向に移動可能に構成されている。

また、スピンドル５９は、Ｘてこアーム５４を進退移動させるアクチュエーターとして機能し、Ｘてこアーム５４に備えたスピンドル６１は、Ｙてこアーム５３を進退移動させるアクチュエーターとして機能する。

また、Ｘてこアーム５１はスピンドル５９によりＸ方向移動応圧部５７を押されＸ方向に稼動する。また、Ｙてこアーム５３はスピンドル６１によりＹ方向移動応圧部５８を押されＹ方向に稼動する。

更に、光ファイバ移動機構４００は、光ファイバ移動ステージ５５を移動させるＸ軸方向移動機構とＹ軸方向移動機構の分解能がスピンドル５９とスピンドル６１とで異なっている。

更に、図示しない他方の光ファイバ移動機構も上記一方の光ファイバ移動機構４００と同様に構成されているが、他方の光ファイバ移動機構は光ファイバ移動ステージ５５を移動させるＸ軸方向移動機構とＹ軸方向移動機構の分解能が上記一方の光ファイバ移動機構４００と逆となるように構成されている。

本発明は、上記のように、一方の光ファイバ移動機構４００と他方の光ファイバ移動機構４００との間で、Ｘ軸方向移動機構とＹ軸方向移動機構の移動分解能が異なっており、従って、Ｘ軸方向移動機構とＹ軸方向移動機構の両方を移動分解能の高いものに構成するのに比較して装置を小型に構成することができる。更に、標準寸法と外径の異なる光ファイバを軸合せする場合においても短時間に移動させることができる。

なお、本実施例の光ファイバの軸合わせ装置が設けられる光ファイバの融着接続装置には、光ファイバ心線１の接続端面側を観察するための光ファイバ観察装置が設けられるようになっており、この光ファイバ観察装置の光学系は、図４に示すＸ方向とＹ方向にそれぞれ設けられる。これにより、得られた画像信号をもとに光ファイバ心線の位置を確認して演算装置などが適切にＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構Ｘに制御信号を送り、光ファイバ心線の軸合せを行うことができる。

更に、Ｘてこアーム５１とＹてこアーム５４とを、Ｙてこアーム５３とスピンドル６１とが常に接触するようにばね７０を設ける。このことにより、Ｘてこアーム５１とＹてこアーム５３とをスピンドル５９、６１により同時に動かすことができる。

また、例えば、演算処理装置１０にてＴＶ信号モニタ装置９の画像中心位置から光ファイバ心線１のＸ、Ｙ方向のずれを求め、ＴＶ信号モニタ装置９の画像中心位置又は放電電極１１の中心位置を目標位置として、スピンドル５９、６１の調整量を求め、Ｘてこアーム５１とＹてこアーム５３とを同時に動かすことにより、短時間に移動させることができる。

更に、光ファイバ心線１の位置ずれは、通常の調心時の移動範囲ではＸてこアーム５１の長さに比べ光ファイバ心線１の移動量が格段に小さいのでほとんど問題のないものである。ただし、スピンドル５９を大きく動かすと、Ｘてこアーム５１（Ｙてこ支点５４）が円弧状に移動するため、Ｘ方向に円弧状に動く移動量、あるいはＴＶ信号モニタ装置９の画像中心位置又は放電電極１１の中心位置からのずれ量を求め、そのずれ量を補正するようにＹてこアーム５３を同時に移動させることができる。

更に、本実施例においては、Ｘてこアーム５１の長さＬ１と、Ｙてこアーム５４はアームの長さＬ２とが異なっている。即ち、本実施例の場合はＸてこアーム５１の長さＬ１がＹてこアーム５４はアームの長さＬ２よりも長くして良い。

また、本実施例においては、Ｘてこアーム５１の長さＬ１、Ｙてこアーム５４はアームの長さＬ２、Ｘてこ支点５２とスピンドル５９の取付位置までの距離Ｌ３、Ｙてこ支点５３とスピンドル６１の取付位置までの距離Ｌ４とすると、Ｌ１とＬ３との比α（アルファ）、Ｌ２とＬ４との比Β（ベータ）又はαとΒとの比を適切とすることができる。また、新規なサイズのファイバ種も対応できるように設計が可能である。

また、その他の実施例は、一対の光ファイバは、それぞれの外径やコア径等が異なってもよい。例えば、光ファイバ心線のコア中心を調心して合わせることができる。

また、一対の光ファイバは、それぞれの種類が異なっていても良い。例えば、一方が偏波面保持光ファイバであるときは、Ｚ軸中心に回転可能とし、偏波面保持光ファイバの回転に伴って変化する輝度プロファイル等によって、任意の偏波面を検知して、所定の方向で位置合わせすることができる。

また、光ファイバ融着接続装置は、光ファイバ種類を選択すると、例えば、光ファイバの仕様上のコア中心位置が所定位置になるようにＶ溝を移動する。このようにすれば光ファイバを調心するための移動量を少なくすることができる。

本発明の一実施例を示す要部分解斜視図。 本発明の一実施例の動作を示す説明図。 本発明の他の実施例における動作を示す説明図。 本発明の更に他の実施例における動作を示す説明図。 従来の一例の動作説明図。 従来の他の例の動作説明図。

符号の説明

１ 光ファイバ心線
３ Ｖ溝台
４ クランプ
５ 光ファイバ把持機構
８ 観察装置
２０ 光ファイバ移動機構
２１ 基台
２２ 光ファイバ移動ステージ
２８ Ｖ字形溝
２９ Ｘ方向移動応圧面
３０ Ｙ方向移動応圧面
３１ Ｘてこアーム
３２ Ｘローラー
３３ Ｘてこ支点
３４ Ｙてこアーム
３５ Ｙローラー
３６ Ｙてこ支点
３８ スピンドル
４０ モータ
４３ スピンドル
４４ モータ
５０ 基台
５５ 光ファイバ移動ステージ
５６ Ｖ字形溝
５７ Ｘ方向移動応圧部
５８ Ｙ方向移動応圧部
５１ Ｘてこアーム
５２ Ｘてこ支点
５３ Ｙてこアーム
５４ Ｙてこ支点
５８ スピンドル
５９ スピンドル

Claims (6)

1. 光ファイバの光軸に平行な方向をＺ方向とし、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの直交３方向のうち少なくともＸ方向とＹ方向に移動自在の一対の光ファイバ移動ステージを備え、前記各光ファイバ移動ステージには、それぞれ、光ファイバを位置決め把持する光ファイバ把持機構と、光ファイバ移動ステージ自身が前記Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ移動する応力を受けるＸ方向移動応圧面とＹ方向移動応圧面とを備え、前記Ｘ方向移動応圧面側には前記光ファイバ移動ステージをてこの原理でＸ方向に移動させるＸてこアームが作用点を前記Ｘ方向移動応圧面に接触して配置され、前記Ｘてこアームの力点にはＸてこアームを進退移動させるアクチュエータが設けられたＸ方向移動機構を備え、前記Ｙ方向移動応圧面側には前記光ファイバ移動ステージをてこ原理でＹ方向に移動させるＹてこアームが作用点を前記Ｙ方向移動応圧面に接触して配置され、前記Ｙてこアームの力点にはＹてこアームを進退移動させるアクチュエータが配置されたＹ方向移動機構を備えた光ファイバの軸合せ装置において、前記Ｘ方向移動機構は前記光ファイバ移動ステージをＸ方向に移動できる移動範囲が外径の異なる複数種の光ファイバの軸心を一定位置に移動可能であり、前記Ｙ方向移動機構は前記光ファイバ移動ステージをＹ方向に移動できる移動範囲が外径の異なる複数種の光ファイバの軸心を前記一定位置に移動可能であり、且つ一方の光ファイバ移動ステージ側のＸ方向移動機構とＹ方向移動機構とは互いに移動分解能が異なっており、更に、他方の光ファイバ移動ステージ側のＸ方向移動機構とＹ方向移動機構とは前記一方の光ファイバ移動ステージ側に比較して分解能が入れ替わっていることを特徴とする光ファイバの軸合せ装置。
2. ＸてこアームのＸ方向への移動範囲とＹテコアームのＹ方向への移動範囲とが１.2倍以上異なっていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの軸合せ装置。
3. ＸてこアームのＸ方向への移動範囲の分解能とＹテコアームのＹ方向への移動範囲の分解能とが１.2倍以上異なっていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの軸合せ装置。
4. 一対の光ファイバが最終的に位置する一定位置を、撮像画像の中心となるようにＸ方向及びＹ方向に観察装置が配置され、一対の光ファイバをそれぞれ撮像画像の中心に位置するようにＸ方向及びＸ方向に移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の光ファイバの軸合せ装置
5. 一対の光ファイバがそれぞれ一方の光ファイバ移動ステージのＸ方向移動機構とＹ方向移動機構、及び他方の光ファイバ移動ステージのＸ方向移動機構とＹ方向移動機構とで観察画像の中心に移動させた後、両光ファイバ移動ステージの分解能の高い移動機構の動作のみによって、一対の光ファイバの軸心を更に精度の高い状態に移動させることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバの軸合せ装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１の光ファイバの軸合せ装置を備えたことを特徴とする光ファイバ融着接続装置。

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