JPH08146243A - 光ファイバ調心装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバを支持するための支持部材の剛性
を向上させ、安定した調心動作を行い得る光ファイバ調
心装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明による光ファイバ調心装置（２０）
は、中心軸線に対して直交すると共に互いに直交する２
方向に先端部が変位可能な複数の圧電素子（２６）から
成る駆動源（２４）と、各圧電素子の先端部に外方に延
びるよう取り付けられており、且つ、先端部に前記中心
軸線と平行に延びる光ファイバ支持用の溝（３８）が形
成された支持部材（３２）とを備えている。また、圧電
素子は円筒形であり、入れ子式に同軸に配置されるのが
好適である。支持部材毎にファイバ支持溝を形成できる
ので、２枚１組で溝を形成するものに比して、剛性が向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ調心装置に
関し、特に、多心光ファイバテープと多心光ファイバテ
ープとを接続する場合、或は、多心光ファイバテープと
光源や平面光導波路（基板上に形成された光導波路）等
とを接続する場合に用いられる光ファイバ調心装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、複数本の光ファイバ１を並設し
被覆材２により束ねて成る多心光ファイバテープ３を示
している。このような多心光ファイバテープ３の各光フ
ァイバ１を他の光ファイバ等と接続する場合、例えば多
心光ファイバ融着接続機を用いて一括接続するのが一般
的である。

【０００３】かかる場合、各光ファイバ１の外径中心と
その光導波路となるコア４の中心とがずれていることが
あるため、調心装置を用いて、互いに対向する光ファイ
バ１のコア４の中心を正確に位置合わせ（いわゆる調
心）を行う必要がある。一方、多心光ファイバテープ３
における光ファイバ１の間隔が約２５０μｍと非常に狭
いため、単心光ファイバ用の調心装置を用いることは困
難である。

【０００４】このため、従来においては、種々の多心光
ファイバテープ用の調心装置が開発されており、特に、
S. AOSHIMA他による個別調心装置（3rd INTERNATIONAL
ON MICROMACHINE AND HUMAN SCIENCE,1992）が広く知ら
れている。図９に示すように、この個別調心装置５にお
いては、上端部に４５度の傾斜面６ａ，６ｂを有する薄
板状のマイクロアーム７ａ，７ｂを２枚一組とし、各組
におけるマイクロアーム７ａ，７ｂの傾斜面６ａ，６ｂ
が互いに対向するようにして複数組配列されている。従
って、各組のマイクロアーム７ａ，７ｂの上端部間には
Ｖ溝８が形成され、このＶ溝８にて多心光ファイバテー
プの各光ファイバ１が支持されるようになっている。ま
た、各マイクロアーム７ａ，７ｂは積層型圧電素子９に
より上下動される。よって、圧電素子９を制御してマイ
クロアーム７ａ，７ｂを上下動させると、Ｖ溝８にて支
持されている光ファイバ１がその軸線方向に直交する方
向に移動し、これにより、その光ファイバ１に対向配置
されている光ファイバとの調心が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来の個別調心装置５を多心光ファイバ融着接続機に
搭載した場合には、次のような問題があった。

【０００６】多心光ファイバ融着接続機により光ファイ
バ１の一括接続を精度良く行うためには、個別調心装置
５のＶ溝８に光ファイバ１を精度良く配置する必要があ
るが、そのために、従来の融着接続機では、図１０に示
すように、クランプ機構１０を用いてクランプ部材１１
で光ファイバ１を個別調心装置５のＶ溝８に押えること
としていた。

【０００７】しかし、マイクロアーム７ａ，７ｂは１０
０μｍ程度と極めて薄く、クランプ部材１１で光ファイ
バ１を押えると、図１１に示すように、マイクロアーム
７ａ，７ｂが変形する可能性がある。また、マイクロア
ーム７ａ，７ｂに変形が生ずると、そのマイクロアーム
７ａ，７ｂが隣接の仕切り部材１２に接し、両者間に摩
擦が発生してマイクロアーム７ａ，７ｂの動作特性を不
安定なものとする恐れがある。更に、調心機構を側方か
ら見た図１２から分かるように、マイクロアーム７ａ，
７ｂの傾斜面６ａ，６ｂから圧電素子９の固定位置１３
までの距離が長いほど変形量が大きく、また、マイクロ
アーム７ａ，７ｂ毎に圧電素子９の位置が異なるために
各光ファイバ１の動作特性にばらつきが生ずるという問
題もあった。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、光ファイバ融着接続機のクランプ
機構を用いた場合等でも、光ファイバを支持するための
支持部材の変形が発生せず、安定した調心動作を行い得
る光ファイバ調心装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による光ファイバ調心装置は、
中心軸線に対して直交すると共に互いに直交する２方向
に先端部が変位可能な圧電素子から成る駆動源と、この
圧電素子の先端部に外方に延びるよう取り付けられてお
り、且つ、先端部に前記中心軸線と平行に延びる光ファ
イバ支持用の溝が形成された支持部材とを備えることを
特徴としている。

【００１０】また、多心光ファイバテープ用の調心装置
とする場合には、請求項２に記載の通り、前記駆動源
を、同方向に向けて配置された複数の圧電素子から構成
すると共に、各圧電素子に取り付けられた支持部材の溝
を所定の間隔を置いて互いに平行に配列したことを特徴
とする。

【００１１】この場合、請求項３に記載したように、圧
電素子を円筒形とし、入れ子式に同軸に配置することが
好適である。また、請求項４に記載したように、内側の
圧電素子の先端部が外側の圧電素子の先端部よりも突出
するようにして複数の圧電素子を配置するのが好まし
い。

【００１２】

【作用】上記構成において、圧電素子の先端部は、互い
に直交する２方向に変位可能であるので、そこに取り付
けられた支持部材も２方向に変位されることになる。従
って、支持部材に形成された溝により支持された光ファ
イバも２方向に変位され、対向配置された光ファイバ或
は平面光導波路との間の調心が可能となる。

【００１３】また、請求項２に記載したように、圧電素
子及び支持部材を複数組設けることで、多心光ファイバ
テープにおける各光ファイバを個別に調心動作させるこ
とができる。

【００１４】この場合、円筒形の圧電素子を入れ子式に
配置することで、装置のコンパクト化が可能となる。

【００１５】また、請求項４に記載したように配置する
ことで、各圧電素子の先端部の外周面は露出され、支持
部材の取付けが容易となる。

【００１６】

【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明による光ファイバ調心装置を
示す斜視図であり、図２はその分解斜視図である。図示
実施例における光ファイバ調心装置は、４本の光ファイ
バを有する多心光ファイバテープ（図１及び図２には図
示しない）用のものである。この光ファイバ調心装置２
０は、各光ファイバを支持する光ファイバ支持部２２
と、光ファイバ支持部２２において支持された各光ファ
イバを変位させる駆動源２４とを備えている。

【００１８】この実施例において、駆動源２４は４個の
円筒形圧電素子２６から構成されている。これらの圧電
素子２６は周知のものであり、図３に示すように、その
外周面には、４枚の略四半円筒形の電極２８ａ，２８
ｂ，２８ｃ，２８ｄが周方向に一定の間隔を置いて貼着
されている。互いに対向する電極２８ａ，２８ｃ；２８
ｂ，２８ｄは対をなし、各対の電極２８ａ，２８ｃ；２
８ｂ，２８ｄ間に電圧を印加した場合、圧電素子２６は
二点鎖線で示すように湾曲するようになっている。

【００１９】いま、電極２８ａと電極２８ｃの中心を結
ぶ軸線であって、圧電素子２６の中心軸線（Ｚ軸）に直
交する軸線をＸ軸と定義し、電極２８ｂと電極２８ｄの
中心を結ぶ軸線であって、圧電素子２６の中心軸線（Ｚ
軸）に直交する軸線をＹ軸と定義する。そして、電極２
８ａと電極２８ｃとの間に電圧を印加すると、圧電素子
２６の先端部の中心点ＡはＸ軸方向に変位する。また、
電極２８ｂと電極２８ｄとの間に電圧を印加すると、圧
電素子２６の先端部はＹ軸方向に変位する。この電圧と
変位量の関係を示したグラフが図４である。

【００２０】また、図２及び図５に明示するように、こ
れらの圧電素子２６は入れ子式に同軸に配置され、その
末端部はベース板３０により固定されている。また、圧
電素子２６の先端部は、内側の圧電素子２６ほど突出
し、図５に示す如き段差を形成している。尚、圧電素子
２６間には一定の間隙が設けられており、圧電素子２６
の湾曲を可能としている。

【００２１】各圧電素子２６の先端部の外周面には、そ
の中心軸線（Ｚ軸）に対して実質的に直角に板状の変位
伝達部材３２が固定されている。これらの変位伝達部材
３２は、圧電素子２６の中心軸線に沿って一定の間隔を
おいて互いに平行に配列されている。この実施例では、
各変位伝達部材３２の中心部に、対応の圧力素子２６の
外径と等しい内径の円形の貫通孔３４が形成されてお
り、この貫通孔３４に対応の圧力素子２６の先端部が嵌
合され接着剤等により固定されている。従って、圧電素
子２６が湾曲した場合には、その動きに伴って変位伝達
部材３２も変位する。

【００２２】光ファイバ支持部２２は、各変位伝達部材
３２に取り付けられた支持部材３６から構成されてい
る。これらの支持部材３６は、圧電素子２６の中心軸線
（Ｚ軸）に直交する方向（Ｘ軸方向）に延び、また、Ｚ
軸及びＸ軸に直交する方向（Ｙ軸方向）に一定の間隔を
おいて並設されている。図６に明示するように、支持部
材３６のうち、内側の２つの支持部材３６ｂ，３６ｃの
先端部分は極めて薄く形成されており、その先端面に
は、光ファイバ１を支持するためのＶ溝が形成されＺ軸
方向に延びている。また、これらの支持部材３６ｂ，３
６ｃを挟む支持部材３６ａ，３６ｄの上面にもＶ溝３８
が形成され、Ｚ軸方向に延びている。これらのＶ溝３８
は、多心光ファイバテープ３の各光ファイバ１を収納し
て支持できるよう、一定の間隔で配列されている。

【００２３】ここで、図９に示した従来の調心装置５と
比較すると、同一の多心光ファイバテープ３を用いた場
合には、本発明による内側の支持部材３６ｂ，３６ｃの
先端部分の厚さは従来のマイクロアーム７ａ，７ｂの厚
さの２倍以上となり、両側の支持部材３６ａ，３６ｄの
厚さは特に限定されない。これは、支持部材３６が２方
向において変位可能なことから、Ｖ溝３８を１つの支持
部材３６に形成できることに起因する。従って、支持部
材３６の剛性を従来に比して大幅に向上させることが可
能となっている。

【００２４】上述したような構成の光ファイバ調心装置
２０を多心光ファイバ融着接続機（図示しない）に搭載
した状態で用いる場合、多心光ファイバテープ３の端部
から延びる各光ファイバ１の先端部を、各支持部材３６
におけるＶ溝３８内に配置し、融着接続機のクランプ部
材（図１０を参照）を光ファイバ１の上方から降ろし、
支持部材３６とクランプ部材との間で光ファイバ１を軽
くクランプする。この際、圧電素子２６のＺ軸及びＹ軸
が水平となるように光ファイバ調心装置は設置されるの
で、支持部材３６により支持される光ファイバ１は水平
方向に延びると共に、Ｚ軸と平行となる。

【００２５】光ファイバ１が支持部材３６により支持さ
れたならば、当該光ファイバ１に対向配置された多心光
ファイバテープの光ファイバ（図示しない）のそれぞれ
に対して調心を行うべく、各圧電素子２６の電極対２８
ａ，２８ｃ；２８ｂ，２８ｄへの印加電圧を制御する。
その結果、各圧電素子２６の先端部がＸＹ平面内で変位
し、その変位が対応の変位伝達部材３２及び支持部材３
６により伝達され、支持部材３６の光ファイバ１の先端
もＸＹ平面内で変位する。このＸＹ平面は光ファイバ１
の軸線方向に直交する平面であり、この平面内で各光フ
ァイバ１の端面が移動することとなるので、光ファイバ
１毎の個別調心が可能となる。

【００２６】また、同じ長さの圧電素子２６を用いた場
合には、圧電素子２６の特性は実質的に同一となるの
で、支持部材３６の変位制御にばらつきが生じることが
なく、安定した調心動作が得られる。

【００２７】尚、図７は、光ファイバ１をクランプ部材
と支持部材３６との間でクランプした状態で変位させた
ときの光ファイバ１のコア４の中心の変位量を示した測
定結果であるが、この図から、安定した動作特性が得ら
れることが分かる。また、圧電素子２６の先端部はＺ軸
方向にも変位するが、Ｚ軸方向の変位量がＸＹ平面での
変位量に比して極めて小さいため、調心には影響はな
い。

【００２８】また、対向配置される他方の多心光ファイ
バテープの光ファイバも本発明による光ファイバ調心装
置２０により支持して調心動作させた場合、光ファイバ
の相対的変位量が大きくなるので、より広い範囲での調
心が可能となる。

【００２９】以上、本発明の好適な実施例について詳細
に説明したが、本発明はこの実施例に限定されないこと
は言うまでもない。例えば、上記実施例では、支持部材
３６と変位伝達部材３２とを別部材として扱っている
が、これらを一体とし、支持部材３６を圧電素子２６に
直接取り付けるようにしてもよい。

【００３０】また、上記実施例では圧電素子２６の先端
部の位置をずらし、変位伝達部材３２の取付けを容易化
しているが、圧電素子２６の先端面が同一面に位置する
ようにしてもよい。かかる場合、支持部材３６ないし変
位伝達部材３２は圧電素子２６の先端面に固着したり、
或は、圧電素子２６の先端部側壁に切欠きを設けて、こ
の切欠きを通して支持部材３６を圧電素子２６に取り付
けたりすることとなる。

【００３１】更に、上記実施例では、装置全体のコンパ
クト化の要請から圧電素子２６を入れ子式に配置する構
成としているが、横方向に並設するようにすることも可
能である。

【００３２】更にまた、圧電素子２６の個数も４個に限
定されず、例えば単心光ファイバ用の調心装置の場合に
は、圧電素子２６が１個のみの構成となる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、互
いに直交する２方向に変位可能な圧電素子を用いること
で、支持部材のそれぞれに光ファイバを収納支持するた
めの溝を形成することが可能となる。従来においては１
つの溝を形成するために２つの支持部材（マイクロアー
ム）を用いていたが、本発明によれば、従来のものの２
倍以上の厚さの支持部材の使用が可能となり、その剛性
の向上を図ることができる。これは、多心光ファイバテ
ープの光ファイバを支持する場合等、限られた狭いスペ
ースに支持部材を配置する場合に、特に有効となる。

【００３４】このように支持部材の剛性が向上するの
で、例えばクランプ機構のクランプ部材が支持部材に対
して押圧力を作用させても、支持部材が変形することは
なく、安定した調心動作が得られ、また、隣接の部材と
支持部材とが干渉する等の弊害も生じない。

【００３５】また、圧電素子を円筒形にして入れ子式に
配置することで、装置全体のコンパクト化を図ることも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ファイバ調心装置の好適な実施
例を示す斜視図である。

【図２】図１の光ファイバ調心装置の分解斜視図であ
る。

【図３】図１の光ファイバ調心装置で用いられる円筒形
圧電素子を示す斜視図である。

【図４】圧電素子への印加電圧と変位量との関係を示す
グラフである。

【図５】図１の光ファイバ調心装置における駆動源の構
成を示す断面図である。

【図６】図１の光ファイバ調心装置における支持部材の
先端部を拡大して示す斜視図である。

【図７】図１の光ファイバ調心装置における支持部材と
クランプ部材との間でクランプされた光ファイバの変位
範囲を示すグラフである。

【図８】多心光ファイバテープの構成を示す端面図であ
る。

【図９】従来の調心装置を示す概略図である。

【図１０】従来の調心装置とクランプ機構とを示す説明
図である。

【図１１】従来の調心装置における支持部材（マイクロ
アーム）がクランプ機構により変形された状態を示す説
明図である。

【図１２】従来の調心装置を側方から見て示す概略図で
ある。

【符号の説明】 １…光ファイバ、２…被覆材、３…多心光ファイバテー
プ、４…コア、２０…光ファイバ調心装置、２２…光フ
ァイバ支持部、２４…駆動源、２６…圧電素子、２８
ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ…電極、３０…ベース板、
３２…変位伝達部材、３４…貫通孔、３６（３６ａ，３
６ｂ，３６ｃ，３６ｄ）…支持部材、３８…Ｖ溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青島 伸一 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸線に対して直交すると共に互いに
   直交する２方向に先端部が変位可能な圧電素子から成る
   駆動源と、 前記圧電素子の先端部に外方に延びるよう取り付けられ
   ており、且つ、先端部に前記中心軸線と平行に延びる光
   ファイバ支持用の溝が形成された支持部材と、 を備えることを特徴とする光ファイバ調心装置。
2. 【請求項２】 前記駆動源は、同方向に向けて配置され
   た複数の前記圧電素子から成り、前記圧電素子の各々に
   取り付けられた前記支持部材の前記溝が所定の間隔を置
   いて互いに平行に配列されていることを特徴とする請求
   項１記載の光ファイバ調心装置。
3. 【請求項３】 前記圧電素子は円筒形であり、入れ子式
   に同軸に配置されていることを特徴とする請求項２記載
   の光ファイバ調心装置。
4. 【請求項４】 内側の前記圧電素子の先端部が外側の前
   記圧電素子の先端部よりも突出するようにして複数の前
   記圧電素子が配置されていることを特徴とする請求項３
   記載の光ファイバ調心装置。