JP3231140B2

JP3231140B2 - 光ファイバの融着接続装置

Info

Publication number: JP3231140B2
Application number: JP13220793A
Authority: JP
Inventors: 啓司大阪; 眞弘濱田; 知已佐野; 勇藤田; 伸一青島
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1993-06-02
Publication date: 2001-11-19
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JPH06347660A

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の永久接続用
の融着接続方法に係り、特に多心光ファイバの個別調心
を可能とした光ファイバの融着接続装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多心光ファイバの一括接続装置と
しては、例えば図２０に示す装置が知られている。この
多心一括接続装置では、モータ８で駆動するボールねじ
７のネジ溝７ａ，７ｂにファイバ保持手段５，６が螺合
しており、このファイバ保持手段５，６に多心光ファイ
バ１が保持されている。

【０００３】多心光ファイバ１の先端部は一部の被覆が
除去された状態で多条Ｖ溝台１１に固定されていてファ
イバ保持手段５，６を移動して左右の各多心光ファイバ
１の端面を突き合わせたうえ、一対の電極３，４でファ
イバ端面を融着接続する。

【０００４】また、この融着接続の状態は、光源１２か
ら多条Ｖ溝台１１の四角形の穴６に照射光を投じ下方の
撮像装置９ａで受光し、撮像装置９ａからの信号を画像
処理部９とプロセッサ１０で処理して個々のファイバ間
隔を検知し、この間隔から最適端面押し込み量を算出
し、この算出値に基づいて、最も接続損失が低くなるよ
うな押しこみ量を設定し、この押しこみ指令に連動して
加熱時間制御手段１４を作動し、電極３，４による放電
を電気的あるいは機械的に制御している。

【０００５】ところで、多心光ファイバテープ１は図２
１に示すように被覆材１ａの内部に複数本の光ファイバ
２が埋設されているが、各光ファイバ２のコア部２ａは
クラッド２ｂの中心部からずれている場合があり、この
ため融着する左右の光ファイバ２をその光軸と直交する
断面の半径方向に移動させながら調心する必要がある
（図２２参照）。

【０００６】図２０の多心一括接続装置では、上述のよ
うなコア調心を行なわずに一括融着しているので、偏心
の大きい多心光ファイバテープ１の場合、融着接続損失
が低減できないという不都合があった。

【０００７】上述の点を改良した公知技術として、S.AO
SHIMA 他の公表した個別調心機構(3rd INTERNATIONAL S
YMPOSIUM ON MICRO MACHINE AND HUMAN SCIENCE,1992)
が知られている（以下文献１という）。また、特開平４
−２２１９０８号、特開昭６３−１５０６０３号に開示
された個別調心機構も知られている。

【０００８】文献１に記載の公知例１では、図２３に示
すように上端に４５度の傾斜面１４ａを有する昇降部材
１４が２個一組として、各傾斜面１４ａを対向させて複
数組配設されており、各昇降部材１４の下端に直列に圧
電素子１５が詰合せられていて、この圧電素子１５がベ
ース１６に固定されている。各昇降部材１４は取付台１
７に設けられた固定ガイド部材１８のガイド孔１８ａを
昇降自在に挿通している。

【０００９】公知例１によると、２個の昇降部材１４の
各対向する傾斜面１４ａによって形成されるＶ溝１４ｂ
に光ファイバ２を支持したうえ、各圧電素子１５に通電
しこれを駆動することにより各昇降部材１４を昇降さ
せ、各組の２つの昇降部材１４の昇降動作を調節するこ
とにより各光ファイバ２を図２３において矢印ａ，ｂ，
ｃ，ｄの方向に微動させ調心を行なうことができる。

【００１０】図２４に示されるような公知例２も知られ
ており、公知例２では、図２４に示すようにＶ溝２０ａ
を有する複数のＶ溝基板２０が第１電圧素子２１で支持
されていると共に、第１圧電素子２１の下端に可動連結
部材２２が設けられ、この可動部材２２に第２圧電素子
２３が第１圧電素子２１と直角方向に設けられていて、
この第２圧電素子２３が取付壁２４に固定されている。

【００１１】この公知例２によると、第１，第２の圧電
素子２１，２３を相対駆動することにより、Ｖ溝基板２
０に嵌っており、かつバネ２６が付勢されたクランプ２
５で押さえられている各光ファイバ２を光ファイバの光
軸と直交する断面の半径方向に個別に移動させて調心を
行なうことができる。

【００１２】また、図２５に示されるような公知例３も
知られており、公知例３では、図２５に示すように左右
の各マイクロアーム（回動アーム）２７が取付壁３３に
固定された支持軸２８に支持されていて、圧電素子２９
によりこのマイクロアーム２７を支持軸２８を中心に回
動させる。そして左右のマイクロアーム２７の先端のＶ
溝支持部３０で支持した左右の光ファイバ２を同じ高さ
に保持して調心すると共に、光ファイバ２をバネ３１が
付勢されたクランプ３２で押さえている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】(1) 図２３に示す公知
例１、図２４に示す公知例２では、光ファイバを移動自
由に支持する昇降部材やＶ溝基板等のファイバ支持手段
に駆動源である圧電素子が接着、溶接等の手段で接合さ
れているが、セラミックである圧電素子と金属材である
ファイバ支持部材との線膨脹係数の差による接合部の破
壊や、圧電素子の伸縮応力による接合面の破壊等の不具
合が生じ易い。

【００１４】(2) また、公知例１，２では駆動源である
圧電素子がファイバ支持手段を兼ね、直結しているた
め、駆動源としての配置位置が制限される。

【００１５】(3) 図２５に示す公知例３では、マイクロ
アームの回転動作で調心を行なうため、光ファイバの先
端を調心した際各光ファイバの軸心同士に角度ずれが生
じ大きな融着接続損失が発生する。

【００１６】(4) また、公知例３や図示しないこの種の
公知例の回動アームによる光ファイバの支持方式では、
駆動源である圧電素子の回動アームに対する配置位置が
複数の回動アーム毎に異なることがあり、その場合、各
回動アーム毎にその支点と力点の距離が異なり、入力移
動量と作用点での移動量が個々の回動アームで異なり、
その制御がむやみに複雑になる。

【００１７】(5) 公知例１では光ファイバをＶ溝に接触
させるためのクランプ（押さえ部材）が示されていない
が、これを図２６に示すようなクランプ３４で代用する
と調心のために移動する複数の光ファイバのすべてを均
一に押さえることが難しい。

【００１８】すなわち、図２６においてＶ溝基板３５の
複数のＶ溝３６に嵌合された複数の光ファイバ２は１つ
のクランプ３４のフラットな接触面３４ａで押さえられ
ている。クランプ３４は支軸３７によりアーム３８の先
端に支持されており、このアーム３８の他端３８ａは筒
状ガイド３９に挿入されている。筒状ガイド３９の腕部
３９ａは取付け面４０に固定されている。また、クラン
プ３４にはガイド部材４１を介して筒状ガイド４２に嵌
合したバネ４３により下方に付勢されている。図中、４
４はストッパ、４５は補助バネである。

【００１９】上記のようにクランプ３４の接触面３４ａ
で複数の光ファイバ２を調心しつつ個別に均一な力で押
さえるのは難しい。また、公知例２，公知例３のように
各光ファイバを個別のクランプ２０，３２で押さえる方
式では、複数の各クランプ２０，３２を適正にバネ付勢
するための調整作業が難しくまた、構成も複雑で作製に
手間がかかる。

【００２０】本発明は上記(1),(2),(3),(4),(5) の欠点
を改良し、多心光ファイバの個別調心が可能な光ファイ
バの融着接続装置を提供することを第１の目的とする。

【００２１】また、光ファイバ融着接続損失の低減が可
能な調心・クランプができる光ファイバの融着接続装置
を提供することを第２の目的とする。

【００２２】さらに、平行板ばね機構を用いた移動手
段、光ファイバ調心の駆動源である圧電素子をそれぞれ
上記目的に適用した場合の実施手段の問題点を解決した
融着接続装置を提供することを第３，第４の目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は光ファイバを光軸と直交する断面の半径方
向に移動し、外径基準またはコア基準で調心し光ファイ
バの端面同士を融着接続する光ファイバの融着接続装置
において、光ファイバを支持する微動可能な微動支持台
とこの微動支持台を支持する平行板バネ機構を有する移
動手段とにより構成された移動支持機構、及び、光ファ
イバを上述した微動支持台に押し付ける平行板バネ機構
を有するクランプを具備することを特徴とする。

【００２４】平行板バネ機構を有する移動手段は圧電素
子などの駆動装置により微動させるようにするとよい。

【００２５】光ファイバは多心光ファイバテープのよう
な複数の光ファイバとし、各光ファイバをそれぞれ複数
の微動支持台と平行板バネ機構を有する複数の移動手段
により個別に微動させて調心を行なうとよい。

【００２６】光ファイバの調心に必要な光ファイバ断面
の半径方向の移動支持機構を、少なくとも上述した微動
支持台を含む支持手段で構成された分割式のＶ溝を有し
ており、Ｖ溝上の光ファイバ同士の調心を微動支持台の
上下動作で行なうとよい。

【００２７】上記Ｖ溝は、微動支持台の上端に形成され
た傾斜部を含む２つの傾斜部により形成されているとよ
い。

【００２８】また、本発明は光ファイバを光軸と直交す
る断面の半径方向に移動し、外径基準またはコア基準で
調心して光ファイバの端面同士を融着接続する光ファイ
バの融着接続装置において、微動支持台に支持された光
ファイバを支持する微動支持台と、光ファイバを微動支
持台に押し付ける平行板バネ機構を有するクランプとを
具備したことを特徴とする。

【００２９】クランプの平行板バネ機構は光ファイバの
調心方向に合致した直交する２方向それぞれに可動なバ
ネ機構とするのがよい。

【００３０】移動手段又はクランプの平行板バネ機構に
は、これを形成される空隙部に加圧空気を供給し、また
は負圧空気により吸引して、空隙部から噴出または吸引
させる駆動装置を連結するとよい。

【００３１】光ファイバが多心光ファイバテープのごと
く複数本の光ファイバであり、それぞれが個別の微動支
持台に支持されているときは、各光ファイバを複数の平
行板バネ機構を有するクランプにより微動支持台に個別
に押し付けるようにするとよい。光ファイバを微動支持
台に搭載した後、上記移動手段または上記クランプのい
ずれか一方または両方に振動を与えるとよい。

【００３２】

【作用】本発明によると、光ファイバをその断面の半径
方向に移動できるように支持する微動支持台は平行板バ
ネ機構を有する移動手段の変位により微動する。また、
圧電素子などの駆動源は移動手段を駆動するように配置
される。平行板バネ機構を用いた移動手段の作用点は基
準面に対して平行移動するので、微動支持台は平行を保
ってスムーズに微動し、対向する光ファイバの端面同士
を移動させたとき、各光ファイバの端面に角度が生じな
い。また、各光ファイバをクランプによりＶ溝に押しつ
けるとき、クランプの平行板ばね機構が働くのでクラン
プの光ファイバとの可動接触部は各光ファイバ毎に長手
方向に均等な弾性を保持して多方向への移動自由度を有
していて、各光ファイバは調心された位置で適正な押圧
力によりＶ溝から浮きあがることのないようＶ溝に固定
される。

【００３３】

【実施例】以下本発明の実施例を図１〜図１９を参照し
て説明する。

【００３４】図１は本発明を実施するための基本構成を
示す全体斜視図、図２は各部の分解斜視図、図３は正面
図である。図１によって基本構成を説明すると、複数の
光ファイバ（多心光ファイバテープを形成する各光ファ
イバ）２はファイバ支持手段３５で支持されている。こ
のファイバ支持手段３５は、主たる構成要素である固定
台３６と微動支持台３７とクランプ３８とから構成され
ている。そして、各光ファイバ２は固定台３６と微動支
持台３７とによって形成される複数のＶ溝３９に個別調
心可能に搭載されている。このＶ溝３９は固定台３６と
微動支持台３７の上端面に形成される４５度の傾斜面を
対向させた、直交する平面を相接することにより形成さ
れる。

【００３５】微動支持台３７は平行板バネ機構４０を有
する移動手段４１によって支持されており、この移動手
段４１は図２以下に示す圧電素子を駆動源として駆動す
る。また、各Ｖ溝３９に支持された光ファイバ２はクラ
ンプ３８で押さえられている。このクランプ３８も複数
の平行板バネ機構４３を有しており、複数の各光ファイ
バ２を個別に押さえることができる。

【００３６】上記の構成からなるファイバ支持台３５は
左右一対をなして配設され、各ファイバ支持台３５に支
持された光ファイバ２の端面が突き合わされて融着接続
が行なわれる。この融着接続の際は、ミラー４４を上昇
し、光源１２とＣＣＤカメラ４５により２方向観察し、
端面が対向する２本の光ファイバ２の外径または、コア
部の位置を測定し、調心する方向を決定する（その測定
方法は図１９に示す公知の方法によって行なうので、後
に説明する）。調心後、電極３，４間に電流を流し、多
心光ファイバの少くとも一方を前進させ、接続する。

【００３７】図２〜図６によってさらに説明すると、固
定台３６は間隔をあけて設けられた起立ガイド部３６ａ
を有し、各起立ガイド部３６ａの上端には同一方向に４
５度傾斜した傾斜面４６ｂを有している。各起立ガイド
部３６ａの下部は連結枠３６ｂで結合されている。この
固定台３６は図４，図５に点線で示す支持部材４７によ
りベース４８上の所定の高さ位置に固定される。

【００３８】固定台３６の各起立ガイド部３６ａの間隙
４９に微動支持台３７がそれぞれ昇降自在に配設され
る。各微動支持台３７の上面に同一方向に４５度傾斜し
た傾斜面４６ｂが形成されており、この微動支持台３７
の傾斜面４６ｂと起立ガイド部３６ａの傾斜面４６ａを
対向させることで、両傾斜面４６ａ，４６ｂの間にＶ溝
３９が形成され、このＶ溝３９に光ファイバ２を搭載で
きる。

【００３９】微動支持台３７は移動手段４１の可動板部
４１ａの上端に固定されている。移動手段４１は多心光
ファイバのピッチに相当する厚さの金属板を切削して形
成され、図２に示すように、上記の可動板部４１ａと固
定板部４１ｂを両側に有しており、可動板部４１ａと固
定板部４１ｂの間に４つのくびれ部４０ａを有してお
り、この４つのくびれ部４０ａによって平行板バネ機構
４０が構成されている。

【００４０】固定板部４１ｂの下端はベース４８に固定
されている。また、可動板部４１ａの下端には駆動源で
ある圧電素子５０が固定され、この圧電素子５０はベー
ス４８に固定されている。可動板部４１ａの上端は図４
に示すように固定台３６の内部のガイド孔５１を挿通し
ている。

【００４１】第１実施例の作用を説明すると、対向する
光ファイバ（但し、片側のみ図示）２を調心するには、
圧電素子５０に通電しこれを伸縮させる。このとき、移
動手段４１の可動板部４１ａは圧電素子５０によって昇
降され、可動板部４１ａの上端に取付けられた微動支持
台３７が昇降する。微動支持台３７が昇降することによ
り、その上端の４５度の傾斜面４６ｂが昇降し、このと
き、固定台３６の傾斜面４６ａとこの傾斜面４６ｂで支
持された光ファイバ２が図５ａ，ｂの矢印で示す方向に
個別に移動し、調心を行なうことができる。このとき、
各光ファイバ２はクランプ３８でＶ溝３９内に可動的に
押さえられている（クランプの詳細は後述する）。

【００４２】可動板部４１ａが昇降するときは、平行板
バネ機構４０が働き、４つのくびれ部４０ａを中心とし
て可動板部４１ａは固定板部４１ｂに対し平行を保って
スムーズに昇降でき、かつ可動板部４１ａには必要な復
帰力が蓄勢される。

【００４３】また、第１実施例では圧電素子５０の動力
を平行板バネ機構４０を用いた移動手段４１を介して微
動支持台３７に伝えているので、圧電素子５０を微動支
持台３７に直結する図２４，２５の場合に比べて、４１
ａの直下に設置する必要がなく圧電素子５０の配置の自
由度が増大する。即ち、移動手段４１で微動支持台３７
を支えているので、例えば、図６において、微動支持台
３７を点線３７ａの位置まで延長し、この延長部３７ａ
に圧電素子５０を配置して、移動手段４１の可動板部４
１ａで支えられた微動支持台３７を上記点線位置に設け
た圧電素子５０で駆動することができ、この場合も圧電
素子５０の配置の自由度が拡大される。

【００４４】第１実施例では、上述のように固定台３６
に対して微動支持台３７のみを昇降させかつ、同一構造
の固定台３６と微動支持台を対向する多心光ファイバ側
にも設置しているため、光ファイバ２は図５の矢印方向
（つまり直交２方向）の移動を可能とさせている。この
調心手段によると調心メカニズムを複雑化することな
く、同一のメカニズム（つまりＶ溝を構成する部材）を
２体に分割して、全体で調心が可能となっている。

【００４５】なお、本発明の平行板バネ機構４０を用い
た移動手段４１と圧電素子５０は、図２３に示すような
２個１組の各昇降部材１４を駆動させる手段としても使
用でき、また図２４に示すようなＶ溝基板２０の駆動手
段としても使用できる。また、第１実施例のＶ溝３９
は、固定台３６と微動支持台３７の斜め４５度の各傾斜
面４６ａ，４６ｂで形成されているが、これに限らず、
斜め３０度と６０度の組合わせ、斜め２０度と７０度と
の組合わせなどによりＶ溝を形成してもよい。

【００４６】図７は本発明の第２実施例であり、第１実
施例の移動手段４１にさらに回転機構を付加している。
すなわち、この第２実施例では移動手段４１と回転機構
部（連結部）が光ファイバピッチ相当の金属板を切削し
て形成される点は第１実施例と同じである。また、可動
板部４１ａと固定板部４１ｂおよび両板部を繋ぐ４つの
くびれ部４０により形成される平行板バネ機構４０を有
している点も第１実施例と同じである。

【００４７】この第２実施例では、第１実施例の構成に
加え、可動板部４１ａにＬ字形の連結部５２が、その一
側部５２ａのくびれ部５２ｃを介して結合されている。
このＬ字形の連結部５２の他側５２ｂには圧電素子５０
が取付けられ、圧電素子５０の他端は垂直壁５３に固定
されている。

【００４８】上記の構成によると、Ｌ字形の連結部５２
で回転変位機構が構成されるので、圧電素子５０に通電
し、この圧電素子５０が図７の矢印方向に伸長すると
き、連結部５２は一方のくびれ部５２ｃを中心に矢印方
向に回転変位し、可動板部４１ａを持上げる方向に作用
する。

【００４９】それにより、可動板部４１ａが平行板バネ
機構４０の４つのくびれ部４０ａを介してバネ蓄勢され
ながら固定板部４１ｂに対し平行を保って昇降し、第１
実施例と同様微動支持台３７をスムーズに微動できる。

【００５０】したがって、光ファイバ２は軸線と平行を
保って昇降でき、光ファイバ２の接続端面に角度を生じ
ることなく円滑に融着接続を行なうことができる。

【００５１】この第２実施例によると、第１実施例の平
行板バネ機構４０に加えてＬ字形の連結部５２からなる
回転変位機構が付加されているので、微動支持台３７お
よび可動板部４１ａの移動方向と異なる移動方向に圧電
素子５０を配置することが可能であり、圧電素子５０の
長さ寸法及び配置の自由度が一層拡大する。

【００５２】次に、本発明の第１実施例として示す図
１，図２，図５におけるクランプの構成を説明する。

【００５３】この第１実施例に係るクランプ３８および
後に説明する他のクランプの特徴は複数の各光ファイバ
２を個別に押さえることができる平行板バネ機構４３を
備えていることである。すなわち、クランプ３８には、
図１に記号Ｌで示す厚み（奥行き）３ｍｍ〜５ｍｍの金
属板を放電加工することにより全体で一体のクランプ本
体３８ａに対し、複数の可動接触部３８ｂが形成されて
いる。各可動接触部３８ｂは、それぞれ４つのくびれ部
４３ａによってクランプ本体３８ａに対して可動的に形
成され、このくびれ部４３ａを介してクランプ本体３８
ａに結合されている。そして、可動接触部３８ｂは４つ
の各くびれ部４３ａが中心となって復帰力が蓄勢されて
可動できる。

【００５４】上記のクランプ３８によると、その下面の
複数の各可動接触部３８ｂで複数の光ファイバ２を個別
にＶ溝３９に押し付けることができる。したがって、ク
ランプ３８の各可動接触部３８ｂが光ファイバ２の調心
に伴なって個別に可動しても、他の可動接触部３８ｂは
影響を受けず、円滑な各光ファイバ２の押さえを個々独
立して保持できる。

【００５５】図８は本発明の第３実施例としてクランプ
の他の実施例を示す。第３実施例のクランプ５８では、
第３実施例と同様に金属板を放電加工することによりク
ランプ本体５８ａに対し、正面からみて略凸形の可動接
触部５８ｂが形成されている。そして、可動接触部５８
ｂの凸部の左右にそれぞれ４個のくびれ部５９ａからな
る平行板バネ機構５９が凸部の両側に１組ずつ合計２組
形成されており、各くびれ部５９ａを介して可動接触部
５８ｂとクランプ本体５８ａとが結合されている。

【００５６】可動接触部５８ｂの上端には突出部６０が
形成されていて、この突出部６０がクランプ本体５８ａ
の凹部６１に進入しており、突出部６０の両側面が凹部
６１の内壁から突出するすべりガイド６２と接触してい
る。

【００５７】上記のクランプ５８によると可動接触部５
８ｂのフラットな接触面が光ファイバ２と接触して光フ
ァイバ２をＶ溝３９に押さえてクランプする。光ファイ
バ２が調心時に持上げられたときは、可動接触部５８ｂ
は図８の上方に追従して移動する。このとき、可動接触
部３８ｂは、４つのくびれ部５９ａで形成される左右の
平行板バネ機構５９を介してスムーズに平行移動し、か
つ復帰バネ力が蓄勢される。また、このとき、突出部６
０の両側にすべりガイド６２が接触していることにより
可動接触部５８ｂの平行移動は一層スムーズである。

【００５８】なお、すべりガイド６２がない場合は、図
９（ａ），（ｂ）に示すように突出部６０と凹部６１と
の間の間隙６３により、突出部６０および可動接触部５
８ｂが傾き、光ファイバ２の確実なクランプができない
おそれがあるので、すべりガイド６２は設けるのが望ま
しい。また、突出部６０の先端はストッパとなってい
て、この先端が凹部６１の底に当ることにより、可動接
触部６０の移動が阻止され、弾性限界以上に平行板バネ
が変形し破損するのを防止できる。

【００５９】図１０は、本発明の第４実施例としてクラ
ンプの他の実施例を示している。この第５実施例に係る
クランプ３８ｃでは、可動接触部３８ｂが浅いＶ字状接
触面３８ｃを有している点が図１，図２，図５に示すク
ランプ３８と相異し、他の構成はクランプ３８と同じで
ある。

【００６０】第４実施例のクランプ３８ａによると、Ｖ
字状接触面３８ｄが光ファイバ２を２点で接触すること
で確実にクランプしてＶ溝３９に押し付けることができ
る。

【００６１】図１１は本発明の第５実施例としてのクラ
ンプを示す。この第５実施例のクランプ６８によると、
光ファイバ２の中心を通る中心線Ｓの左右対称に、かつ
斜め４５度２方向に空隙部６５が形成されていて、各空
隙部６５により中心線Ｓの両側にそれぞれ４個のくびれ
部６９ａが形成されていてる。このくびれ部６９ａによ
り、中心線Ｓの左右両側に各１組の平行板バネ機構６９
が形成されていて、その斜め下方が可動接触部６８ｂと
されている。

【００６２】本実施例のクランプ６８は、あたかも中心
線Ｓの左右側にある独立した２つのクランプを合体した
ごとき構造であり、クランプ６８の下部で中心線Ｓの両
側に傾斜接触面６８ｃで光ファイバ２を押さえている。

【００６３】したがって本実施例のクランプ６８による
と、光ファイバ２を支えるＶ溝３９による調心方向とク
ランプ方向とが合致し、一方向の調心（例えば斜め右上
方）が他方向（例えば斜め左上方）からのクランプ状態
に影響を与えず極めて良好なクランプ状態を実現でき
る。

【００６４】図１２は第６実施例として上記と異なるク
ランプを示している。この第６実施例のクランプ６８で
は、第５実施例において複数の長溝が連って形成される
空隙部６５に代えて複数の円孔によって空隙部６５ａが
形成されており、この空隙部６５ａによって中心線Ｓの
左右に４つのくびれ部６９ａが形成され、各くびれ部６
９ａにより中心線Ｓの左右に２つの平行板バネ機構６９
が形成されている。その他の構成と作用は第５実施例と
同じであるのでその実施例と同一要素に同一符号を符し
て説明を省略する。

【００６５】図１３は本発明の第７実施例を示す。上述
のように各実施例のクランプには平行板バネ機構を形成
するための空隙部が金属板を２次元的に加工することに
より形成されている。これらの各クランプでは、図１３
に示す平行板バネ機構を構成するための空隙部７５やク
ランプ７８の周辺およびＶ溝と光ファイバ２との接触部
などに塵埃が侵入し付着し易い。このため、第７実施例
ではクランプ７８の空隙部７５に加圧乾燥空気を供給し
ている。すなわち、図１３に示すようにエア加圧機構又
はエアポンプ、ガスタンク等の加圧源７０に圧力調整弁
７１を有するパイプ７２を接続し、パイプ７２の先端を
分岐継手７３で複数に分岐し、その先端をクランプ７８
の各空隙部７５の長手方向一端部に導いている。クラン
プ７８の下部にはファイバ支持台３５に支持された光フ
ァイバ２が配置されている。

【００６６】第７実施例によると、クランプ７８の平行
板バネ機構を構成するための空隙部７５に加圧源７０か
ら加圧空気を供給し、空隙部７５等への塵埃の堆積によ
るクランプ機構の動作不具合を未然に防止することが可
能となる。なお、加圧空気に代えて、窒素ガス等の不活
性ガスでもよい。

【００６７】また、第７実施例において、圧力を周期的
に変化させる等、加圧空気の供給方法を工夫することに
より、クランプ７８の可動接触部７８ｂに微細な振動を
与え、光ファイバ２の把持特性を向上することも可能で
ある（但し、図示せず）。

【００６８】さらに、第７実施例では、加圧源７０を用
いてクランプ７８の空隙部７５へ加圧空気を供給してい
るが、これと逆に加圧源７０に代えてバキューム装置を
用い、空隙部７５に堆積した塵埃を吸引除去するように
設けてもよい。

【００６９】図１４〜図１６は本発明の第８実施例を示
す。第１実施例の圧電素子５０を平行板バネ機構４０を
用いた移動手段４１に接合する場合、接着、溶接等の接
合手段では不具合が生じることがある。例えば、圧電素
子５０の伸縮応力による圧電素子５０と移動手段４１の
接合面の破壊、セラミックと金属の線膨張係数の差が原
因となり熱履歴による接合部の破壊等である。

【００７０】このため第８実施例では図１４に示すよう
に圧電素子５０を接合する相手（駆動対象）である移動
手段４１の可動板部４１ａの下部とベース４８にそれぞ
れ凹部７６，７７を形成し、この凹部７６，７７に圧電
素子５０を嵌め込むことにより両者を接合している。

【００７１】圧電素子５０の嵌め込みに際しては、図５
に示すように平行板バネ機構４０のバネ性を利用して可
動板部４１ａを実線の位置に引き上げておき、圧電素子
５０をベース４８の凹部７７に嵌めてその後、可動板部
４１ａの引上げを解除し、点線の位置に下降させると、
圧電素子５０はベース４８と移動手段４１の可動板部４
１ａに対してしっかりと接合される。なお、圧電素子５
０を機能させる初期状態では圧電素子５０には予圧が、
平行板バネ機構４０にはバックテンションがそれぞれ与
えられるので、機械的なガタや電気的なヒステリシス等
が抑制可能となり、制御性が向上する利点がある。

【００７２】図１７，図１８は本発明の第９実施例を示
す。この第９実施例では、固定台３６と微動支持台３７
の各傾斜面４６ａ，４６ｂで形成されるＶ溝３９に光フ
ァイバ２を搭載し、バネ８１（もしくは前記の平行板バ
ネ）が付勢されたクランプ８２で光ファイバ２を押さえ
ている。このとき、クランプ８２の側と、固定台３６お
よび微動支持台３７の片方又は両方に圧電素子により周
波数数ヘルツ〜数十ヘルツ、振幅０．数ミクロン〜５ミ
クロン程度の微小な振動を与えている。このような微小
な振動を与えることにより、図１７の状態で光ファイバ
２とＶ溝３９の支持面の間に介在する塵埃８０を図１８
に示す位置に逃がすことができ、それによりＶ溝３９へ
の光ファイバ２の接触状態を安定させることができる。

【００７３】なお、上記の実施例では、微動支持台３７
を駆動する移動手段４１の駆動源として圧電素子の例を
示した。しかし、本発明はこれに限定されず、圧電素子
以外の微小で制御が可能な駆動機構、例えば、モータ、
電磁力手段（電磁石、ソレノイド等）、電圧・油圧手
段、静電力手段等を使用してもよい。

【００７４】本発明の実施例における融着接続は図１で
説明したように電極３，４を用い、かつミラー４４と光
源１２とカメラ４５により２方向観察して行なうとよ
く、このカメラによる観察方法は特開平１−２８２５０
９号公報、特開平３−６２００４号公報に開示の方法を
用いるとよい。

【００７５】この観察方法を図１，図１９によって説明
する。

【００７６】図１に示すように、放電電極３，４の相互
の間にはミラー４４がその反射面を光ファイバ２が並ん
でいる方向に直角になるように退避自在に挿入され、そ
の反射面は光ファイバ２に向けられている。そして、光
ファイバ２の光軸方向に対して直角で、かつ光ファイバ
２が並んでいる方向に対してほぼ４５度傾斜した方向に
ＬＥＤ等の光源１２が設けられており、この光源１２か
らの照射光によって各光ファイバ２が照らされるように
なっている。顕微鏡４２はミラー４４で反射されてくる
光の反射方向、及び、これに対して直角な方向において
位置決め自在となっており、顕微鏡４２にはＣＣＤカメ
ラ４５が一体的に設けられている。

【００７７】顕微鏡４２は光源１２から放射されて各光
ファイバ２を透過した後に、ミラー４４で反射された反
射光、或いはミラー４４で反射された後に光ファイバを
透過した光を受け光ファイバ２端部の側方透過像を結像
する。このように、ミラー４４で反射される前と後の光
を受光することにより光ファイバ２の光軸方向に直角
で、かつ光ファイバ２が並んでいる方向に対してほぼ４
５度傾斜した２方向から見た光ファイバ端部の側方透過
像が得られる。ここで得られた透過像はＣＣＤカメラ４
５によって信号化され、この撮像信号が図示しない画像
処理回路に送られる。この画像処理回路では、ＣＣＤカ
メラ４５から入力された撮像信号に基づき、ファイバ透
過像の輝度分布が二値化されるなどの処理が行なわれた
後、融着接続前の光ファイバ端部の形状等に異常がない
か否かが判別されたり、融着接続の前後における光ファ
イバ端部相互間の軸ずれ量が計測されたりして、これら
の結果から融着接続後の接続損失が推定される。

【００７８】上記２方向観察方法の動作を図１９によっ
て説明すると、まず、顕微鏡４２が、全光ファイバの中
心を透過してくる光に当該顕微鏡４２の光軸中心がほぼ
一致する位置（図１９のＡ₂の位置）に位置決めされ、
その焦点は中心に位置する光ファイバ２ｄと２ｅとの中
間に合わされる。

【００７９】次に顕微鏡４２が図１９のＢ₂，およびＣ₂
の位置に順次位置決めされ、８本の光ファイバ２ａ〜２
ｈを光ファイバ２ａ〜２ｄからなる第１のファイバ群
と、光ファイバ２ｅ〜２ｈからなる第２のファイバ群に
分けて、各ファイバ群を構成する光ファイバの端面位置
や、端面間隔等が精密に計測される。

【００８０】次に向い合わされた端面相互間の間隔が縮
められて、端面間隔最小の光ファイバ端面の突き合わせ
が行なわれる。その後、顕微鏡をＢ₁，Ｂ₂，Ｃ₁，Ｃ₂の
位置に順次位置決めし、各光ファイバが、各光ファイバ
群毎に分けて２方向から観察され、光ファイバ同士の融
着接続前における軸ずれ量や端面角度等が各ファイバ群
毎に精密に計測される。

【００８１】この計測の後、ミラー４４が放電電極３，
４相互間から引き抜かれ後退させられる。そして、放電
電極３，４相互間に放電電圧が印加され、光ファイバ相
互間の放電融着が行なわれる。放電融着中は、顕微鏡４
２はＡ₁の位置に位置決めされ、得られる放電火花の映
像から放電状態が観察される。

【００８２】放電融着の後、顕微鏡４２は再度Ｂ₁，
Ｂ₂，Ｃ₁，Ｃ₂の位置に順次位置決めされ、光ファイバ
の融着接続後における各光ファイバの軸ずれ量等が各フ
ァイバ群毎に精密に計測されると共に、外観観察により
接続不良がないか否かが各ファイバ群毎に精密に検出さ
れる。

【００８３】なお、光ファイバの融着接続装置は上記の
外に任意の方法を使用してよい。

【００８４】

【発明の効果】本発明によると、光ファイバに調心動作
を与える微動支持台は平行板バネ機構を有する移動手段
により微動され、この移動手段は光ファイバに回転動作
を与えないので、光ファイバの先端を調心した際、軸同
士に角度ずれが生じず、融着接続損失を低減できる。ま
た、上記の移動手段を用いて光ファイバの微動支持台を
微動させるので、駆動源の配置の自由度が大幅に増大
し、しかも、各光ファイバ毎の制御の困難性が増大する
ことがない。

【００８５】さらに本発明によると、構成が簡潔で、融
着接続の邪魔にならない位置で支持でき、しかも光ファ
イバの個別押さえの可能なクランプを用いて独立で再現
性の良い調心を行なうことができる。本発明によると、
これらの総合効果により、多心光ファイバの融着接続に
おける接続損失の低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する光ファイバ融着接続装置の第
１実施例の斜視図である。

【図２】図１の光ファイバ支持手段の分解斜視図であ
る。

【図３】図１の光ファイバ支持手段の一部切断正面図で
ある。

【図４】光ファイバの固定台と微動支持台の嵌り合いの
関係を示す一部断面図である。

【図５】図１の光ファイバ支持手段による光ファイバの
調心時の移動方向を示す説明図である。

【図６】図１の光ファイバ支持手段による駆動態様を示
す側面説明図である。

【図７】本発明の第２実施例として、図６の移動手段と
異なる移動手段およびその駆動機構を示す側面説明図で
ある。

【図８】本発明の第３実施例として、図１のクランプと
異なるクランプの一部正面図である。

【図９】図８のクランプの突出部と凹部の嵌合関係の比
較例を示す断面説明図である。

【図１０】本発明の第４実施例として示す上記のクラン
プと異なるクランプの一部正面図である。

【図１１】本発明の第５実施例として示す上記のクラン
プと異なるクランプの一部正面図である。

【図１２】本発明の第６実施例として示す上記のクラン
プと異なるクランプの一部正面図である。

【図１３】本発明の第７実施例として示すクランプに付
着する塵埃の排除装置の側面説明図である。

【図１４】本発明の第８実施例として示す圧電素子と移
動手段との接合関係を示す説明図である。

【図１５】図１４の圧電素子と移動手段の接合途中の説
明図である。

【図１６】図１５の圧電素子と移動手段との接合終了時
の説明図である。

【図１７】第９実施例を説明するため、光ファイバとＶ
溝の接触部に塵埃が溜った状態の説明図である。

【図１８】光ファイバとＶ溝の接触部から塵埃が排出さ
れた状態の説明図である。

【図１９】多心光ファイバテープの融着接続時の２方向
観察方法を説明するための説明図である。

【図２０】従来の多心光ファイバ融着接続装置の斜視図
である。

【図２１】多心光ファイバテープの端面図である。

【図２２】コアが偏心した光ファイバとその調心状態を
示す説明図である。

【図２３】従来の光ファイバ調心装置の第１例を示す断
面図である。

【図２４】従来の光ファイバ調心装置の第２例を示す断
面図である。

【図２５】従来の光ファイバ調心装置の第３例を示す断
面説明図である。

【図２６】従来の光ファイバのクランプの一例を示す正
面図である。

【符号の説明】

１…多心光ファイバテープ、２…光ファイバ、３５…フ
ァイバ支持手段、３６…固定台、３６ａ…起立ガイド、
３７…微動支持台、３８…クランプ、３９…Ｖ溝、４０
…平行板バネ機構、４０ａ…くびれ部、４１…移動手
段、４１ａ…可動板部、４１ｂ…固定板部、４３…平行
板バネ機構、４８…ベース、５０…圧電素子、５２…連
結部材、５８…クランプ、５９…平行板バネ機構、６５
…間隙部、６８…クランプ、６９…平行板バネ機構、７
２…パイプ、７５…空隙部、８０…塵埃、８２…クラン
プ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野知已神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者藤田勇神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内 (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 (56)参考文献特開昭61−87110（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−277239（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−127503（ＪＰ，Ｕ) 1992年電子情報通信学会春季大会講演論文集［分冊４］通信・エレクトロニクス（1992年３月15日発行）ｐ．４−22, 青島伸一ｅｔ．ａｌ．，「Ｂ−870 圧電素子を用いた多心光ファイバ個別軸調心機構」 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/24 - 6/255 G02B 6/36 - 6/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバを光軸と直交する断面の半径
方向に移動し、外径基準またはコア基準で調心して、光
ファイバの端面同士を融着接続する光ファイバの融着接
続装置において、光ファイバを支持する微動可能な微動支持台と前記微動
支持台を支持する平行板バネ機構を有する移動手段とに
より構成された移動支持機構、及び、前記光ファイバを
前記微動支持台に押し付ける平行板バネ機構を有するク
ランプを具備することを特徴とする光ファイバの融着接
続装置。
【請求項２】前記平行板バネ機構を有する前記移動手
段に駆動装置を連結したことを特徴とする請求項１に記
載の光ファイバの融着接続装置。
【請求項３】前記駆動装置は圧電素子であることを特
徴とする請求項２に記載の光ファイバの融着接続装置。
【請求項４】前記光ファイバは複数の光ファイバであ
って、各光ファイバがそれぞれ前記微動支持台に支持さ
れ、前記微動支持台はそれぞれ前記平行板バネ機構を有
する前記移動手段に支持され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融着接続装置。
【請求項５】前記移動支持機構は、少なくとも前記微
動支持台を含む前記支持手段で構成された分割式のＶ溝
を有しており、前記Ｖ溝上の光ファイバ同士の調心を前記微動支持台の
上下動作で行なうことを特徴とする請求項１〜４の何れ
か一項に記載の光ファイバの融着接続装置。
【請求項６】前記Ｖ溝は、前記微動支持台の上端に形
成された傾斜部を含む２つの傾斜部により形成されてい
ることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバの融着
接続装置。
【請求項７】光ファイバを光軸と直交する断面の半径
方向に移動し、外径基準またはコア基準で調心して光フ
ァイバの端面同士を融着接続する光ファイバの融着接続
装置において、前記光ファイバを支持する微動支持台と前記光ファイバ
を前記微動支持台に押し付ける平行板バネ機構を有する
クランプとを具備したことを特徴とする光ファイバの融
着接続装置。
【請求項８】前記クランプの前記平行板バネ機構が直
交２方向に可動なバネ機構であることを特徴とする請求
項７に記載の光ファイバの融着接続装置。
【請求項９】前記平行板バネ機構に形成される空隙部
に加圧空気を供給し、または空隙部を負圧空気により吸
引する駆動装置を具備していることを特徴とする請求項
１又は請求項７に記載の光ファイバの融着接続装置。
【請求項１０】前記光ファイバは複数の光ファイバで
あって、各光ファイバがそれぞれ複数の微動支持台に支
持されていると共に、複数の前記平行板バネ機構を有す
る前記クランプにより前記各光ファイバが前記微動支持
台に個別に押し付けられるように構成されていることを
特徴とする請求項７に記載の光ファイバの融着接続装
置。
【請求項１１】前記光ファイバを搭載する前記微動支
持台、及び／又は、前記クランプに振動を与える振動装
置が連結されていることを特徴とする請求項１〜１０の
何れかに記載の光ファイバの融着接続装置。