JPH08160251A - ピッグテール型モジュールの調芯固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多少加工精度の劣る部品を使用しても、モジ
ュールの挿入損失を低くでき、ばらつきを小さくできる
ようにする。 【構成】 スリーブ３０内にレンズ３２とフェルール３
４を収容したファイバコリメータ３６と、光機能部品３
８を内蔵する筐体４０を調芯固定する。筐体は２方向の
煽りステージ４４とＸ−Ｙ軸ステージ４６を備えた筐体
保持機構に搭載する。大径部と小径部が連続した貫通穴
を有する上部及び下部の筒状ホルダ５０，５２を２連に
し、それらの貫通穴にコリメータを装着し、第１のＺ軸
ステージ５４でコリメータを保持する。第２のＺ軸ステ
ージ５８に上部筒状ホルダを押下するバネ式均一加圧装
置６０を設ける。筐体と下部筒状ホルダを非接触で調芯
し、次に下部筒状ホルダと筐体をすり合わせ、更にバネ
式均一加圧装置により上部筒状ホルダを押し下げて両筒
状ホルダをすり合わせ、各部品同士を溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバピッグテー
ル型モジュールの調芯組立方法に関し、更に詳しく述べ
ると、スリーブ内にレンズとフェルールを収容したファ
イバコリメータと、内部に光機能部品を収容した筐体と
を、２連の筒状ホルダを使用して煽り方向のずれが生じ
ないように調芯固定する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信等の分野では光ファイバピッグテ
ール型モジュールが使用されている。このピッグテール
型モジュールは、光機能部品（例えばレーザダイオード
等）とレンズとフェルールとを、この順序で光軸を合わ
せて配列固定した構造体、あるいは光機能部品（例えば
光アイソレータ）の入出力側にそれぞれレンズとフェル
ールと配列し光軸を合わせて固定したインライン型構造
体などである。

【０００３】従来、このピッグテール型モジュールの組
み立てには、例えば図７に示すような装置を用いてい
る。ピッグテール型モジュールは、光機能部品（例えば
レーザダイオード等）１０とレンズ１２を内蔵した筐体
１４と、フェルール１６を挿入したスリーブ１８とを調
芯して固定する。ここでフェルール１６は、筐体１４の
上面からフェルール端面までが適切な距離となるよう
に、予めスリーブ１８に固定してある。例えばレーザダ
イオードモジュールの組み立てでは、結合効率は数十％
程度でもよいために、煽り方向の調芯を省略しているこ
とが多い。そこで筐体１４は、チャック機構を有するス
ペーサ２０に取り付けられ、該スペーサ２０はジンバル
機構２２を介してＸ−Ｙ軸ステージ２４上に設置されて
いる。他方、スリーブ１８はスリーブハンドル２６によ
って保持され、Ｚ軸ステージ２８で上下方向に移動自在
となっている。

【０００４】筐体１４とスリーブ１８とが非接触の状態
で、Ｘ−Ｙ軸ステージ２４によって水平面内での調芯を
行い、Ｚ軸ステージ２８でスリーブ１８を降ろして、各
部品同士の接触箇所を溶接により固定する。ジンバル機
構２２とは、それがもつ面の向きを３次元的に可変でき
る構造の総称であり、ここでは筐体１４の上面にスリー
ブ１８の下面を押し当てると、両面は密着するように筐
体１４の向きが変化する。この状態でクランプ２３によ
り固定する。これによって筐体１４の上面とスリーブ１
８の下面とが常に密着し、その状態で溶接することにな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ピッグテール型モジュ
ールでは、ファイバコリメータを構成するために、レン
ズとフェルール端面との距離をレンズの焦点距離に一致
させる必要がある。しかし、従来構造では、レンズを内
蔵している筐体とフェルールを収容しているスリーブと
を結合する構成であるため、レンズとフェルール端面と
の距離が部品加工精度に依存し、加工精度のために焦点
ずれによるモジュールの挿入損失の低下が生じ、ばらつ
きが大きい。

【０００６】また従来の組立装置は、基本的に調芯はＸ
−Ｙ軸のみであり、煽り方向の調芯機能はない。例えば
図８のＡに示すように、筐体１４やスリーブ１８の加工
精度が悪いと、筐体１４とスリーブ１８とを接合した時
に、図８のＢに示すように、角度θの光軸ずれが生じ
る。煽り方向のずれは、Ｘ−Ｙの平行方向のずれに比べ
て大まかでよいが、ずれが大きいと、この光軸ずれによ
ってモジュールの挿入損失が低下する。

【０００７】これらの理由で、従来技術では、モジュー
ルの挿入損失の低下、ばらつき低減のためには、各部品
に極めて高精度の加工が要求され、高価なものとなる欠
点があった。また筐体を保持するチャック機構なども高
精度のものが必要となり、各部品を組立装置に装着する
際にも、十分注意深く行う必要があり、自動化は困難で
あった。

【０００８】本発明の目的は、多少加工精度の劣る部品
を使用しても、モジュールの挿入損失を低く、ばらつき
を小さく組み立てることができるピッグテール型モジュ
ールの調芯固定方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、スリーブ内に
レンズとフェルールとを収容したファイバコリメータ
と、内部に光機能部品を収容した筐体とを調芯固定する
方法である。筐体は、Ｘ−Ｙ軸ステージとその２方向の
煽りステージとを備えた筐体保持機構上に搭載する。フ
ァイバコリメータの外径に対して十分大きな大径部と該
ファイバコリメータを圧入可能な小径部とが連続した貫
通穴を有し、圧入時に接触部を支点に煽り運動可能で、
且つ外径が異なる上部及び下部の筒状ホルダを用意し、
両筒状ホルダを、大径部が近接するように２連に組み合
わせて、それらの貫通穴にファイバコリメータを圧入装
着し、第１のＺ軸ステージに前記ファイバコリメータを
装着する。また第２のＺ軸ステージに上部筒状ホルダの
上面を押下するバネ式均一加圧装置を設ける。そして、
筐体上面と下部筒状ホルダ下面とが非接触の状態で調芯
を行い、その後、第１のＺ軸ステージを下げて下部筒状
ホルダと筐体との接触面をすり合わせ、第２のＺ軸ステ
ージに設けたバネ式均一加圧装置により上部筒状ホルダ
を押し下げて上部と下部の筒状ホルダの接触面をすり合
わせ、各部品同士の接触箇所を溶接固定する。

【００１０】また本発明は上記の構成において、ファイ
バコリメータを、レンズ付きスリーブと、それに対して
軸方向に摺動可能なフェルールとの組み合わせとし、レ
ンズ付きスリーブを第１のＺ軸ステージに装着し、フェ
ルールを第３のＺ軸ステージに装着する構成でもよい。
その場合、第３のＺ軸ステージよりフェルールを上下さ
せて焦点調整を行い、フェルールとレンズ付きスリーブ
の接触箇所を溶接により固定する。

【００１１】

【作用】筒状ホルダは、その小径部でのファイバコリメ
ータとの接触部を支点として煽り運動が可能となってい
る。この筒状ホルダを２連とすることで、筒状ホルダの
面は３次元的に移動できる。よって、調芯後、ファイバ
コリメータの光軸と筐体の上面とが垂直関係にならなく
ても、２個の筒状ホルダを相対的に滑らせることで、フ
ァイバコリメータと筐体との間の空間を埋めることがで
き、面が必ず密着した状態で溶接によって固定すること
ができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明方法を実施するための光ファイ
バピッグテール型モジュールの組立装置の一実施例を示
す説明図である。本発明方法では、スリーブ３０内にレ
ンズ３２とフェルール３４を収容したファイバコリメー
タ３６と、内部に光機能部品（例えばレーザダイオード
等）３８を収容した筐体４０とを調芯固定する。レンズ
３２とフェルール３４の端面との距離は、予めレンズ３
２の焦点距離に一致するように調整した状態で、それぞ
れスリーブ３０に固定しておく。

【００１３】前記筐体４０は、チャック機構を備えたス
ペーサ４２で保持され、それを２方向の煽りステージ４
４とＸ−Ｙ軸ステージ４６を備えた筐体保持機構上に搭
載する。

【００１４】本発明では、外径が異なる上部円筒ホルダ
５０と下部円筒ホルダ５２とを用いる。この実施例では
上部円筒ホルダ５０の方が下部円筒ホルダ５２よりも外
径が小さい。上部円筒ホルダ５０及び下部円筒ホルダ５
２は、図３に詳細に示されているように、それぞれファ
イバコリメータ３６の外径に対して十分大きな大径部と
該ファイバコリメータ３６を圧入可能な小径部とが連続
した貫通穴を有し、圧入時に接触部を支点に煽り運動可
能な設計となっている。そのため、上部円筒ホルダ５０
では、小径部５０ａは薄肉構造である。それに対して、
下部円筒ホルダ５２では、小径部５２ａはある程度の高
さがあってよい。支点の部分を符号ｓで示す。上部円筒
ホルダ５０と下部円筒ホルダ５２とを、それらの大径部
が近接するように２連に組み合わせて、それらの貫通穴
にファイバコリメータ３６を圧入装着する。

【００１５】図１に戻って、第１のＺ軸ステージ５４に
設けたコリメータハンドル５６に前記ファイバコリメー
タ３６を装着し、第２のＺ軸ステージ５８に上部円筒ホ
ルダ５０の上面を押下するバネ式均一加圧装置６０を設
ける。図２に示すように、バネ式均一加圧装置６０は、
第２のＺ軸ステージ５８から張り出す先端二股状のアー
ム６２と、その下面に設けた４箇所のコイルスプリング
６４と、各コイルスプリング６４の下端に設けた圧子６
６とからなる。

【００１６】本装置による調芯手順は次の通りである。
まず図４のＡに示すように、筐体４０の上面と下部円筒
ホルダ５２の下面とが非接触の状態で調芯を行う。その
後、第１のＺ軸ステージによって、図４のＢに示すよう
にファイバコリメータ３６を下げて、下部円筒ホルダ５
２と筐体４０との接触面をすり合わせる。そして、図４
のＣに示すように、第２のＺ軸ステージに取り付けたバ
ネ式均一加圧装置６０により上部円筒ホルダ５０を押し
下げて、上部円筒ホルダ５０と下部円筒ホルダ５２の接
触面をすり合わせる。これによって、調芯後、ファイバ
コリメータ３６の光軸と筐体５０の上面とが垂直になっ
ていなくても、両円筒ホルダ５０，５２の位置をずらせ
て密着することにより、ファイバコリメータ３６と筐体
４０との間の空間を埋めることができる。この状態で、
各部品同士の接触箇所を溶接によって固定すればよい。
溶接ポイントを黒丸印で表示する。

【００１７】図５は本発明方法の他の実施例を示す説明
図である。基本的には図１に示す前記の実施例と同様で
あるので、対応する部分には同一符号を付し、それにつ
いての説明は省略する。この実施例では、ファイバコリ
メータ３６は、レンズ３２をスリーブ３０に固定したレ
ンズ付きスリーブと、それに対して軸方向に摺動可能な
フェルール３４との組み合わせからなる。スリーブ３０
を第１のＺ軸ステージ５４に装着し、フェルール３４を
フェルールハンドル７０によって第３のＺ軸ステージ７
２に装着する。この構成では、光軸調整を行うと共に、
第３のＺ軸ステージ７２によりフェルール３４を上下さ
せて焦点調整を行い、フェルール３４とスリーブ３０の
接触箇所を溶接により固定する。図６に示すように、ス
リーブ３０に対してフェルール３４を軸方向に摺動でき
るため、レンズ３２とフェルール３４との距離を焦点距
離ｆに一致するように容易に調整することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上記のように、スリーブ内にレ
ンズとフェルールを収容したファイバコリメータと、内
部に光機能部品を収容した筐体とを組み合わせるので、
レンズとフェルール端面との距離が一定し、該距離のば
らつきによるモジュールの挿入損失が部品精度に依存す
ることはない。また本発明ではファイバコリメータの外
径に対して十分大きな大径部と該ファイバコリメータを
圧入可能な小径部とが連続した貫通穴を有し、圧入時に
接触部を支点に煽り運動可能で、且つ外径が異なる上部
及び下部の筒状ホルダを、大径部が近接するように２連
に組み合わせて、それらの貫通穴にファイバコリメータ
を圧入装着し調芯する方法なので、煽り方向のずれがあ
っても正確な光軸合わせが可能で、それによるモジュー
ルの挿入損失の低下は生じない。これらによって、本発
明では高精度の部品を必要とせず、加工精度が比較的低
い部品を用いても、高性能のピッグテール型モジュール
を製作することができる。

【００１９】更に本発明で、レンズ付きスリーブとフェ
ルールとを軸方向に摺動可能にすることで、フェルール
の焦点調整も容易に行うことができ、その点でも組立精
度が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法で用いる組立装置の一実施例を示す
説明図。

【図２】第２のＺ軸ステージから張り出す先端二股状の
アームの平面図。

【図３】２個の円筒ホルダとファイバコリメータの組み
合わせ状態の説明図。

【図４】本発明方法で用いる組立装置の動作説明図。

【図５】本発明方法で用いる組立装置の他の実施例を示
す説明図。

【図６】フェルールとレンズの距離調整の説明図。

【図７】従来の組立装置の一例を示す説明図。

【図８】従来技術の調芯固定状態の説明図。

【符号の説明】

３０ スリーブ ３２ レンズ ３４ フェルール ３６ ファイバコリメータ ３８ 光機能部品 ４０ 筐体 ４２ スペーサ ４４ 煽りステージ ４６ Ｘ−Ｙ軸ステージ ５４ 第１のＺ軸ステージ ５８ 第２のＺ軸ステージ ６０ バネ式均一加圧装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブ内にレンズとフェルールを収容
   したファイバコリメータと、内部に光機能部品を収容し
   た筐体とを調芯固定する方法であって、 前記筐体を、Ｘ−Ｙ軸ステージとその２方向の煽りステ
   ージを備えた筐体保持機構上に搭載し、 ともに前記ファイバコリメータの外径に対して十分大き
   な大径部と該ファイバコリメータを圧入可能な小径部と
   が連続した貫通穴を有し、圧入時に接触部を支点に煽り
   運動可能で、且つ外径が異なる上部及び下部の筒状ホル
   ダを用意し、両筒状ホルダを、大径部が近接するように
   ２連に組み合わせて、それらの貫通穴にファイバコリメ
   ータを圧入装着し、 第１のＺ軸ステージに前記ファイバコリメータを装着
   し、第２のＺ軸ステージに上部筒状ホルダの上面を押下
   するバネ式均一加圧装置を設け、 筐体上面と下部筒状ホルダ下面とが非接触の状態で調芯
   を行い、その後、第１のＺ軸ステージを下げて下部筒状
   ホルダと筐体との接触面をすり合わせ、第２のＺ軸ステ
   ージに設けたバネ式均一加圧装置により上部筒状ホルダ
   を押し下げて上部と下部の筒状ホルダの接触面をすり合
   わせ、各部材同士の接触箇所を溶接固定することを特徴
   とするピッグテール型モジュールの調芯固定方法。
2. 【請求項２】 ファイバコリメータは、レンズ付きスリ
   ーブと、それに対して軸方向に摺動可能なフェルールと
   からなり、レンズ付きスリーブを第１のＺ軸ステージに
   装着し、フェルールを第３のＺ軸ステージに装着し、 第３のＺ軸ステージよりフェルールを上下させて焦点調
   整を行い、フェルールとレンズ付きスリーブの接触箇所
   を溶接固定する請求項１記載のピッグテール型モジュー
   ルの調芯固定方法。