(57)【要約】【課題】  調芯終了時の光軸合わせ状態の経時的な劣悪化を払拭可能な調芯装置を提供する【解決手段】  出力側（入力側）位置決め手段が、出力側（入力側）位置検出手段で検出された位置信号をフィードバックして出力側（入力側）冶具を３次元方向にそれぞれ移動させて各目標位置に位置決め可能に形成し、調芯終了後に検出された当該検出時位置と記憶して置いた調芯終了時位置との間に差が生じた場合に、出力側（入力側）位置決め手段および出力側（入力側）位置検出手段を用いて出力側（入力側）冶具のそれぞれを常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成されている。【選択図】  図１
2006220929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力側光導波路を保持する出力側冶具と、この出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能な出力側位置決め手段と、入力側光導波路を保持する入力側冶具と、この入力側冶具を３次元方向に移動させて位置決め可能な入力側位置決め手段とを具備し、出力側冶具と入力側冶具とを３次元方向に相対移動させて出力側光導波路の光出射部と入力側光導波路の光入射部とを基軸線上で直接対峙させる光軸合わせ込みにより調芯可能に形成された光導波路の調芯装置において、
前記出力側冶具の３次元方向位置を検出可能な出力側位置検出手段を設けかつ前記出力側位置決め手段を出力側位置検出手段で検出された位置信号をフィードバックして前記出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能に形成し、
前記入力側冶具の３次元方向位置を検出可能な入力側位置検出手段を設けかつ前記入力側位置決め手段を入力側位置検出手段で検出された位置信号をフィードバック信号として前記入力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能に形成し、
前記調芯終了時に出力側位置検出手段で検出された前記出力側冶具の調芯終了時位置および前記入力側位置検出手段で検出された前記入力側冶具の調芯終了時位置をメモリに記憶可能に形成し、
前記調芯終了後に出力側位置検出手段を用いて前記出力側冶具の当該時位置を検出可能かつ検出された当該時位置とメモリに記憶されている調芯終了時位置との間に差が生じた場合に前記出力側位置決め手段を用いて前記出力側冶具を常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成するとともに、前記調芯終了後に入力側位置検出手段を用いて前記入力側冶具の当該時位置を検出可能かつ検出された当該時位置とメモリに記憶されている調芯終了時位置との間に差が生じた場合に前記入力側位置決め手段を用いて前記入力側冶具を常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成した、ことを特徴とする光導波路の調芯装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記出力側位置検出手段および前記入力側位置決め手段のそれぞれがＸ軸線方向位置決め手段とＹ軸線方向位置決め手段とＺ軸線方向位置決め手段との組合により構成されるとともに各軸線方向位置決め手段が静止側のステージベースと可動側のステージテーブルとモータを含む駆動手段とを有しモータ回転を利用してステージベースに対してステージテーブルを当該軸線方向に移動可能に形成され、
前記出力側位置検出手段および前記入力側位置検出手段のそれぞれがＸ軸線方向位置検出手段とＹ軸線方向位置検出手段とＺ軸線方向位置検出手段との組合により構成されるとともに各軸線方向位置検出手段がステージベースおよびステージテーブルのいずれか一方に取付けられたメインスケールとその他方に取付けられたインデックススケールとを含み光学格子を通した検出光の評価により各軸線方向位置を検出可能に形成され、
各Ｘ軸線方向位置検出手段のメインスケール幅方向中心をＸ軸線に合わせた状態とするとともに各Ｙ軸線方向位置検出手段のメインスケール長手方向中心をＸ軸線が横切る状態としかつ各Ｚ軸線方向位置検出手段のメインスケール長手方向中心が両光導波路とＺ軸線方向において同じ高さとなる状態とし、しかも各軸線方向位置決め手段をＸ軸線方向においてＹ軸線を中心に左右対称に配設されている、光導波路の調芯装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記各冶具，前記各ステージテーブル，前記各ステージベースおよびコモンベースが同じ材質から形成されている、光導波路の調芯装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかにおいて、
前記各光導波路のいずれかまたはそれぞれが光ファイバ導波路，シリコン導波路および石英ガラス導波路の中から選択されている、光導波路の調芯装置。
【請求項５】
出力側光導波路を保持する出力側冶具と、この出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能な出力側位置決め手段と、入力側光導波路を保持する入力側冶具と、この入力側冶具を３次元方向に移動させて位置決め可能な入力側位置決め手段と、出力側冶具で保持された出力側光導波路と入力側冶具で保持された入力側光導波路との間の中間冶具に保持された中間光導波路とを具備し、出力側冶具と入力側冶具とを３次元方向に相対移動させて出力側光導波路の光出射部と入力側光導波路の光入射部とを中間光導波路を挟みかつ基軸線上で間接対峙させる光軸合わせ込みにより調芯可能に形成された光導波路の調芯装置において、
前記出力側冶具の３次元方向位置を検出可能な出力側位置検出手段を設けかつ前記出力側位置決め手段を出力側位置検出手段で検出された位置信号をフィードバックして前記出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能に形成し、
前記入力側冶具の３次元方向位置を検出可能な入力側位置検出手段を設けかつ前記入力側位置決め手段を入力側位置検出手段で検出された位置信号をフィードバック信号として前記入力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能に形成し、
出力側位置検出手段で検出された前記出力側冶具の調芯終了時位置および前記調芯終了時に前記入力側位置検出手段で検出された前記入力側冶具の調芯終了時位置をメモリに記憶可能に形成し、
前記調芯終了後に出力側位置検出手段を用いて前記出力側冶具の当該時位置を検出可能かつ検出された当該時位置とメモリに記憶されている調芯終了時位置との間に差が生じた場合に前記出力側位置決め手段を用いて前記出力側冶具を常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成するとともに、前記調芯終了後に入力側位置検出手段を用いて前記入力側冶具の当該時位置を検出可能かつ検出された当該時位置とメモリに記憶されている調芯終了時位置との間に差が生じた場合に前記入力側位置決め手段を用いて前記入力側冶具を常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成した、ことを特徴とする光導波路の調芯装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記基軸線をＸ軸線，このＸ軸線と水平面内において直交する軸線をＹ軸線，Ｘ軸線およびＹ軸線の双方に直交する軸線をＺ軸線とした場合に、
Ｚ軸線方向で前記出力側位置決め手段と前記出力側冶具との間に、Ｘ軸線およびＹ軸線を含むＸＹ面内でかつＺ軸線を中心として前記出力側冶具を回転させて位置決めする出力側ＸＹ回転位置決め手段と，Ｚ軸線およびＸ軸線を含むＺＸ面内で前記出力側冶具を回動させて位置決めする出力側ＺＸ回動位置決め手段とを設け、
Ｚ軸線方向で前記入力側位置決め手段と前記入力側冶具との間に、Ｘ軸線およびＹ軸線を含むＸＹ面内でかつＺ軸線を中心として前記入力側冶具を回転させて位置決めする入力側ＸＹ回転位置決め手段と，Ｚ軸線およびＸ軸線を含むＺＸ面内で前記入力側冶具を回動させて位置決めする入力側ＺＸ回動位置決め手段とを設けた、光導波路の調芯装置。
【請求項７】
請求項６において、
Ｚ軸線方向で前記中間冶具とこれを支持する中間起立台との間に、Ｘ軸線およびＹ軸線を含むＸＹ面内でかつＺ軸線を中心として前記中間冶具を回転させて位置決めする中間用ＸＹ回転位置決め手段と，Ｚ軸線およびＸ軸線を含むＺＸ面内で前記中間冶具を回動させて位置決めする中間用ＺＸ回動位置決め手段とを設けた、光導波路の調芯装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかにおいて、
前記中間冶具が前記Ｙ軸線方向に移動可能に形成されている、光導波路の調芯装置。
【請求項９】
出力側光導波路を保持する出力側冶具と、この出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能な出力側位置決め手段と、入力側光導波路を保持する入力側冶具と、この入力側冶具を３次元方向に移動させて位置決め可能な入力側位置決め手段とを具備し、出力側冶具と入力側冶具とを３次元方向に相対移動させて出力側光導波路の光出射部と入力側光導波路の光入射部とを基軸線上で直接対峙させる光軸合わせ込みにより調芯可能に形成された光導波路の調芯装置において、
前記出力側位置決め手段とは別の出力側補正用位置決め手段と前記出力側冶具の３次元方向位置を検出可能な出力側位置検出手段とを設けかつ出力側補正用位置決め手段を出力側位置検出手段で検出された位置信号をフィードバックして前記出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能に形成し、
前記入力側位置決め手段とは別の入力側補正用位置決め手段と前記入力側冶具の３次元方向位置を検出可能な入力側位置検出手段とを設けかつ入力側補正位置決め手段を入力側位置検出手段で検出された位置信号をフィードバック信号として前記入力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能に形成し、
前記調芯終了時に出力側位置検出手段で検出された前記出力側冶具の調芯終了時位置および前記入力側位置検出手段で検出された前記入力側冶具の調芯終了時位置をメモリに記憶可能に形成し、
前記調芯終了後に出力側位置検出手段を用いて前記出力側冶具の当該時位置を検出可能かつ検出された当該時位置とメモリに記憶されている調芯終了時位置との間に差が生じた場合に出力側補正用位置決め手段を用いて前記出力側冶具を常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成するとともに、前記調芯終了後に入力側位置検出手段を用いて前記入力側冶具の当該時位置を検出可能かつ検出された当該時位置とメモリに記憶されている調芯終了時位置との間に差が生じた場合に入力側補正用位置決め手段を用いて前記入力側冶具を常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成した、ことを特徴とする光導波路の調芯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側冶具を３次元方向に移動させて位置決め可能な入力側位置決め手段と、出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能な出力側位置決め手段とを具備し、入力側冶具と出力側冶具とを３次元方向に相対移動させて入力側光導波路の光出射部と出力側光導波路の光入射部とを基軸線上で直接対峙させる光軸合わせ込みにより調芯可能に形成された光導波路の調芯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１７において、従来の光導波路の調芯装置１０Ｐは、出力側光導波路（例えば、光ファイバ１）と入力側光導波路（例えば、光ファイバ５）とを３次元（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸線）方向に相対移動させて出力側光導波路１の光出射部１Ｂと入力側光導波路５の光入射部５Ａとを基軸線（例えば、Ｘ軸線）上で直接対峙させる光軸合わせ込みにより調芯可能に形成されている。Ｙ軸線方向は紙面に垂直方向である。
【０００３】
出力側光導波路１は出力側冶具２１ＰＳに保持されかつ入力側光導波路５は入力側冶具２１ＰＮに保持される。出力側位置決め手段および入力側位置決め手段は、それぞれ、マイクロメータヘッドあるいはモータ駆動機構等を利用して直進移動可能に形成されたステージユニット２０Ｐを３段積重した構造である。図１７の場合は、出力側位置決め手段側はＸ軸線用ステージユニット２０ＰＳＸとＹ軸線用ステージユニット２０ＰＳＹとＺ軸線用ステージユニット２０ＰＳＺとからなり、入力側位置決め手段側の場合はステージユニット２０ＰＮＸ，２０ＰＮＹ，２０ＰＮＺである。
【０００４】
そして、結果として３次元（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸線）方向に移動可能な最上段のステージユニット２０ＰＳＹ，２０ＰＮＹに、出力側冶具２１ＰＳおよび入力側冶具２１ＰＮがそれぞれ搭載されている。かくして、例えば分解能が１００μｍの測定器（マイクロヘッド等）を用いてば、光ファイバ１の端部（光出射部１Ｂ）および光ファイバ５の端部（光入射部５Ａ）の位置を、それぞれ、当該精度（１００μｍオーダー）で位置決めすることができる。つまり、出力側光導波路１の光出射部１Ｂと入力側光導波路５の光入射部５Ａとの光軸合わせ込み用位置決めができる。
【０００５】
調芯作業は、光発生器（図示省略）からの光を光ファイバ１の光入射部１Ａから実際に入力し、光出射部１Ｂ〜光入射部５Ａを通し、光ファイバ５の光出射部５Ｂから出力される光を光検出器（図示省略）で検出しかつ作業員がモニタで目視監視する。光出射部（コア）１Ｂと光入射部（コア）５Ａとが一直（Ｘ軸）線上に近づいた場合に検出光強度が増大する。すなわち、作業員は検出光強度を監視しながら各ステージユニット２０Ｐの手動操作により微小位置決めを繰り返しつつ光強度がピークになったところで、調芯終了としている。
【０００６】
ところで、従来の一般的かつ汎用の調芯装置１０Ｐでは、直接対峙する光出射部１Ｂと光入射部５Ａとの位置決め操作は作業員の勘と経験に依存するところが多い。そこで、位置決め手段をサーボモータ駆動方式等とすることで作業者の労力軽減を図ってはいるものの、調芯終了までには依然として長時間を要する。このままでは、光ファイバ（１，５）が一段と小径化する技術進歩に追いつかない。
【０００７】
そこで、本出願人は、定量的な操作が可能で、迅速かつ高精度で目標位置に位置決め可能な調芯装置の具現化を試みた。
【０００８】
調芯精度を向上させるには、現在のところ、位置決め手段として特許文献１に係る位置決め装置を採用するのが好ましい。この位置決め装置は、軸線方向に相対移動可能に装着されたベースおよびテーブルと、ベース側に回転可能に装着されたねじ軸およびこのねじ軸に螺合可能としてテーブル側に装着されたナット部材とを含みベースに対してテーブルを移動させる駆動手段とからなる構造である。ベースおよびテーブルのいずれか入力側に取付けられたメインスケールとその出力側に取付けられたインデックススケールとを含みベースに対するテーブルの移動変位量を検出する位置検出手段を一体的に組込んだ構造である。しかも、位置検出手段としては、第３の光学回析格子を含むスケールユニット，検出効率等を向上させた発光素子，受光素子等との組合わせ構造で、高分解能（例えば、０．００１μｍ）で検出可能な位置検出手段（例えば、特許文献２を参照）を採用すれば、一層の高精度化が見込まれる。
【０００９】
したがって、モータでねじ軸を回転させ、位置検出手段で検出された移動変位量（フィードバック）が目標値（目標位置）と同じになったところで、停止させる操作により位置決め調整を行なえる。目標位置の近くまで高速で移動させ、その後の微少量を定量的に移動させることができる。これにより、目標位置を中心とした進動・退動の繰り返し操作も一掃化できる。結果として、テーブル（移動ステージ）を０．０１μｍ以下の高精度でかつ迅速に位置決めすることができた。
【特許文献１】特開平９−５０２４号公報
【特許文献２】特開平７−２８６８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、高精度の位置検出手段および位置決め手段を採用した上記の試作機（調芯装置）においても、運用上の実際においては、一段の進歩・改善が必要と考える。つまり、試行した高精度調芯を達成できる装置（試行機）では、それ以前には問題視されていなかたった新たな技術的な課題（調芯ズレの発生）が表面化した。
【００１１】
すなわち、いかに高精度で光軸合わせ込みによる調芯作業ができたとしても、調芯装置に直接・間接的に関与する外乱の悪影響を払拭できなければ、有用性が高いといえない。つまり、調芯終了後の光導波路等の本来的評価テスト中に調芯終了時の状態が経時的に劣悪化したのでは、高精度調芯の実質的な意味合いが薄れる。
【００１２】
詳しくは、調芯後の作業中に、微小な圧力，振動あるいは装置自体の温度変化に伴う熱膨張等の外乱によって、μｍオーダーの微小な変動が生じ、光ファイバの光出射部（コア）１Ｂと光入射部（コア）５Ａとの相対位置が変化（ズレ）してしまう劣悪化現象である。このような位置ズレは、実質的に光ファイバ５（５Ｂ）からの出力つまり光検出器で検出できる光量の変動として現れる。例えば図１１に示すカーブＣＲＶＰのように数ｄＢに及ぶ大きな変動で、時間経過に伴う損失変動として把握される。
【００１３】
かかる現象は、計測上の大きな誤差となる。また、コアが１〜２μｍほどのシリコン導波路ではコアが同軸線上に重ならないので出力光を検出できなくなる。これら不都合は、装置の位置検出および位置決めの精度が高くなるほどに顕在化するので、是非とも解決したい技術的課題の一つである。
【００１４】
この課題は、図１８に示す装置１０Ｐの場合、すなわち出力側冶具２１ＰＳで保持された出力側光導波路１と入力側冶具２１ＰＮで保持された入力側光導波路５との間に配設された中間起立台１７Ｐに保持された中間光導波路３を具備し、中間光導波路３を通して調芯する光導波路の調芯装置の場合にも共通する。
【００１５】
本発明の目的は、調芯終了時の光軸合わせ状態の経時的な劣悪化を払拭することができる光導波路の調芯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明に係る光導波路の調芯装置は、出力側光導波路を保持する出力側冶具と、この出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能な出力側位置決め手段と、入力側光導波路を保持する入力側冶具と、この入力側冶具を３次元方向に移動させて位置決め可能な入力側位置決め手段とを具備し、出力側冶具と入力側冶具とを３次元方向に相対移動させて出力側光導波路の光出射部と入力側光導波路の光入射部とを基軸線上で直接対峙させる光軸合わせ込みにより調芯可能に形成された光導波路の調芯装置において、前記出力側冶具の３次元方向位置を検出可能な出力側位置検出手段を設けかつ前記出力側位置決め手段を出力側位置検出手段で検出された位置信号をフィードバックして前記出力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能に形成し、前記入力側冶具の３次元方向位置を検出可能な入力側位置検出手段を設けかつ前記入力側位置決め手段を入力側位置検出手段で検出された位置信号をフィードバック信号として前記入力側冶具を３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能に形成し、前記調芯終了時に出力側位置検出手段で検出された前記出力側冶具の調芯終了時位置および前記入力側位置検出手段で検出された前記入力側冶具の調芯終了時位置をメモリに記憶可能に形成し、前記調芯終了後に出力側位置検出手段を用いて前記出力側冶具の当該時位置を検出可能かつ検出された当該時位置とメモリに記憶されている調芯終了時位置との間に差が生じた場合に前記出力側位置決め手段を用いて前記出力側冶具を常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成するとともに、前記調芯終了後に入力側位置検出手段を用いて前記入力側冶具の当該時位置を検出可能かつ検出された当該時位置とメモリに記憶されている調芯終了時位置との間に差が生じた場合に前記入力側位置決め手段を用いて前記入力側冶具を常に調芯終了時位置に戻すように補正位置決め制御可能に形成した、ことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２の発明に係る光導波路の調芯装置は、出力側位置決め手段および入力側位置検出手段のそれぞれがＸ軸線方向位置決め手段とＹ軸線方向位置決め手段とＺ軸線方向位置決め手段との組合により構成され、出力側位置検出手段および入力側位置検出手段のそれぞれがＸ軸線方向位置検出手段とＹ軸線方向位置検出手段とＺ軸線方向位置検出手段との組合により構成されるとともに各軸線方向位置検出手段がメインスケールとインデックススケールとを含み光学格子を通した検出光の評価により各軸線方向位置を検出可能に形成され、各Ｘ軸線方向位置検出手段のメインスケール幅方向中心をＸ軸線に合わせた状態とするとともに各Ｙ軸線方向位置検出手段のメインスケール長手方向中心をＸ軸線が横切る状態としかつ各Ｚ軸線方向位置検出手段のメインスケール長手方向中心が両光導波路とＺ軸線方向において同じ高さとなる状態とし、しかも各軸線方向位置決め手段をＸ軸線方向においてＹ軸線を中心に左右対称に配設されている、ことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３の発明に係る調芯装置は、主要機械的構成要素（冶具，ステージテーブル等）が同じ材質から形成されている。請求項４の発明に係る調芯装置は、各光導波路が光ファイバ導波路，シリコン導波路および石英ガラス導波路の中から選択される。
【００１９】
さらに、請求項５の発明に係る光導波路の調芯装置は、請求項１の発明の場合と同様な構造に、さらに出力側冶具で保持された出力側光導波路と入力側冶具で保持された入力側光導波路との間の中間冶具に保持された中間光導波路とを介して出力側光導波路の光出射部と入力側光導波路の光入射部とを基軸線上で間接対峙させる光軸合わせ込みにより調芯可能に形成されている。
【００２０】
さらに、請求項６の発明に係る調芯装置には、ＸＹ面内でかつＺ軸線を中心として出力側冶具を回転させて位置決めする出力側ＸＹ回転位置決め手段とＺＸ面内で出力側冶具を回動させて位置決めする出力側ＺＸ回動位置決め手段とを設け、かつ出力側のそれらと同等な入力側ＸＹ回転位置決め手段と入力側ＺＸ回動位置決め手段とが設けられている。
【００２１】
さらにまた、請求項７の発明に係る調芯装置には、ＸＹ面内でかつＺ軸線を中心として中間冶具を回転させて位置決めする中間用ＸＹ回転位置決め手段とＺＸ面内で中間冶具を回動させて位置決めする中間用ＺＸ回動位置決め手段とを設けられている。さらにまた、請求項８の発明に係る調芯装置には、中間冶具をＹ軸線方向に移動可能に形成されている。
【００２２】
さらにまた、請求項９の発明に係る調芯装置は、請求項１の発明の場合に比較して出力側位置決め手段と入力側位置決め手段とは別個の出力側補正用位置決め手段と入力側補正用位置決め手段とを設け、出力側補正用位置決め手段および入力側補正用位置決め手段を用いてそれぞれの補正位置決め制御を実行可能に形成されている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、調芯終了時の状態の経時的な劣悪化を払拭することができる。したがって、光導波路の光学的特性等の本来的評価を安定かつ確実に行なえる。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明の場合と同じ効果を奏することができることに加え、機械的な対称配置による熱的変化の左右相殺化を期待できる。また、計測的にはアッベの原理に反する誤差発生を未然防止することができる。請求項３の発明によれば、請求項２の発明の場合と比較して、さらに調芯終了中およびその後の経時的な状態変化に伴う悪影響を最小化できる。請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３の各発明の場合と同様な効果を奏することができかつ光導波路の種類に対する利用性が広い。
【００２５】
また、請求項５の発明によれば、請求項１の発明の場合と同様な効果を奏することができかつ中間光導波路を介した光導波路の総合的評価を可能とする。
【００２６】
さらに、請求項６の発明によれば、請求項５の発明の場合同様な効果を奏することができ、出力側光導波路および入力側光導波路の取付け姿勢の補正や中間光導波路に対する位置補正を容易に行なえる。請求項７の発明によれば、請求項６の発明の場合に比較して、さらに出力側光導波路および入力側光導波路に対する中間冶具側光導波路の位置微調整ができる。Ｘ，Ｙ，Ｚ位置決め手段との関係を含む位置調整方法の選択肢が広がる。請求項８の発明によれば、請求項５〜請求項７の各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、中間冶具（中間光導波路）を出し入れできるので、取り扱いが一段と簡単にある。
【００２７】
さらにまた、請求項９の発明によれば、出力側補正用位置決め手段および入力側補正用位置決め手段を出力側位置決め手段および入力側位置決め手段に比較して分解能を一段と高く構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
本光導波路の調芯装置１０は、図１〜図１１に示す如く、出力側位置決め手段３０Ｓを出力側位置検出手段５０Ｓで検出された位置信号（ＳＸｉ等）をフィードバック信号として出力側冶具２１Ｓを３次元方向に移動させて目標位置（ＳＸｓ等）に位置決め可能かつ入力側位置決め手段３０Ｎを入力側位置検出手段５０Ｎで検出された位置信号（ＮＸｉ等）をフィードバックして入力側冶具２１Ｎを３次元方向に移動させて目標位置（ＮＸｓ等）に位置決め可能に形成し、調芯終了後に検出された出力側冶具２１Ｓの当該時位置（ＳＸｉ等）と記憶されている調芯終了時位置（ＳＸｆ等）との間に差が生じた場合に出力側冶具２１Ｓ（光ファイバ１）を常に調芯終了時位置（ＳＸｆ等）に戻すように補正位置決め制御可能かつ調芯終了後に検出された入力側冶具２１Ｎの当該時位置（ＮＸｉ等）と記憶されている調芯終了時位置（ＮＸｆ等）との間に差が生じた場合に入力側冶具２１Ｎ（光ファイバ５）を常に調芯終了時位置（ＮＸｆ等）に戻すように補正位置決め制御可能に形成されている。
【００３０】
まず、軸線に関し、基軸線を図１で左右方向に延びる軸線としかつこれをＸ軸線とし、このＸ軸線と水平面内において直交しかつ図１において上下方向に延びる軸線をＹ軸線とし、さらにＸ軸線およびＹ軸線の双方に直交しかつ図２で上下方向に延びる軸線をＺ軸線と定義する。
【００３１】
また、各図の各符号（例えば、３０ＳＸと３０ＮＸ）中の“Ｓ”は“出力側”を、“Ｎ”は“入力側”を示すものとする。因みに、第３の実施の形態における“ＳＮ”は“中間”を示す。また、各符号（例えば、３０ＳＸと３０ＳＹと３０ＳＺ）中の“Ｘ”は“Ｘ軸線用乃至Ｘ軸線方向用”を、“Ｙ”は“Ｙ軸線用乃至Ｙ軸線方向用”を、“Ｚ”は“Ｚ軸線用乃至Ｚ軸線方向用”を示すものとする。
【００３２】
確認的に、光導波路の調芯装置１０の基本的構成は、従来例（図１７）の場合と同様に、出力側光導波路１を保持する出力側冶具２１Ｓと、この出力側冶具２１Ｓを３次元方向に移動させて目標位置に位置決め可能な出力側位置決め手段３０Ｓと、入力側光導波路５を保持する入力側冶具２１Ｎと、この入力側冶具２１Ｎを３次元方向に移動させて位置決め可能な入力側位置決め手段３０Ｎとを具備し、出力側冶具と入力側冶具とを３次元方向に相対移動させることで出力側光導波路１（光出射部１Ｂ）と入力側光導波路５（光入射部５Ａ）との光軸を基（Ｘ軸）線上で直接対峙させる合わせ込みにより調芯可能に形成されている。
【００３３】
光導波路のいずれかまたはそれぞれは、光ファイバ導波路，シリコン導波路および石英ガラス導波路等の中から選択される。どれを選択しても調芯することができる。つまり、光導波路の種類に対する適応性が広い。この実施の形態では、出力側光導波路および入力側光導波路は、光ファイバ導波路（光ファイバ１，５）が選択されている。
【００３４】
図１〜図４において、全体的には、出力側位置決め手段３０Ｓを構成する各軸線方向用の位置決め手段３０Ｘ，３０Ｙ，３０Ｚを３段積した構造とされ、出力側位置検出手段５０Ｓを構成する各軸線方向用の位置検出手段５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚは当該各位置決め手段３０Ｘ，３０Ｙ，３０Ｚに一体的に組込んだ構造である。入力側位置決め手段３０Ｎおよび入力側位置検出手段５０Ｎの場合も同様な構造である。そして、出力側と入力側との対応する各手段３０（例えば、３０ＳＹと３０ＮＹ），５０（例えば、５０ＳＹと５０ＮＹ）は、熱的変形（膨張・収縮）による位置誤差発生の抑制を企図して対称配設されている。
【００３５】
すなわち、出力側位置決め手段３０Ｓおよび入力側位置検出手段３０Ｎは、それぞれが、Ｘ位置決め手段３０ＳＸとＹ位置決め手段３０ＳＹとＺ位置決め手段３０ＳＺとの組合により構成されている。また、入力側位置検出手段３０Ｎおよび入力側位置検出手段５０Ｎは、それぞれが、Ｘ位置検出手段３０ＮＸとＹ位置検出手段３０ＮＹとＺ位置検出手段３０ＮＺとの組合により構成されている。
【００３６】
この実施の形態では、各軸線方向の位置決め手段３０と当該各軸線方向の位置検出手段５０とは、一体的に組込んだ構造（ステージユニット２０ＳＸ，２０ＳＹ，２０ＳＺ、２０ＮＸ，２０ＮＹ，２０ＮＺ）として構築されている。各ステージユニット２０は、大別すると、図５〜図８に示すように位置決め手段３０（３１，３５，４０等）と位置検出手段５０（５１，５３，５５，５６等）とから構成され、また位置決め手段３０の一部を構成する駆動手段４０は、ナット部材４１，ボールねじ軸４２，モータ４５等から形成されている。詳細については後記する。
【００３７】
各軸線方向の位置決め手段３０は、静止側のステージベース（以下、この実施の形態では、単に“ステージ”と略称する。）３５と可動側のステージテーブル（以下、この実施の形態では、単に“テーブル”と略称する。）３１と駆動手段４０等とを有し、モータ回転駆動によりボールねじ軸４２を回転させかつナット部材４１との関与により、ベース３５に対してテーブル３１を当該各軸線方向に移動可能に形成されている。
【００３８】
また、各軸線方向の位置検出手段５０は、図８に示すベース３５およびテーブル３１のいずれか一方に取付けられたメインスケール５１とその他方に取付けられたインデックススケール５３とを含み光学格子を通した検出光の評価により各軸線方向の位置を検出可能に形成されている。この実施の形態では、メインスケール５１をテーブル３１側に取付けてある。これら各軸線方向の位置検出手段５０は、調芯中はもとより調芯終了後に何時でも出力側冶具２１Ｓおよび入力側冶具２１Ｎの当該時位置をそれぞれ検出可能である。
【００３９】
各ステージユニット２０（各軸線方向の位置決め手段３０）の３段積構造は、次のように構成されている。
【００４０】
図３において、コモンベース１１に立設された支柱部材１２の内側に設けたＺガイド面部材１４に、出力側のＺステージユニット２０ＳＺのベース３５ＳＺが取付けられる。取付け位置は、テーブル３１ＳＺが初期状態にある場合において、Ｚ位置検出手段５０ＳＺのメインスケール（５１ＳＺ）の長手方向（図３で、上下方向…Ｚ軸線方向）の中心が両光ファイバ１，５とＺ軸線方向の同じ高さ（Ｚｆ）となる状態（位置）でかつメインスケール５１ＳＺがＺ軸線方向に延びる姿態（位置）とする。
【００４１】
同様に、Ｚガイド面部材１４には、図４に示す入力側のＺステージユニット２０ＮＺのベース３５ＮＺが取付けられる。取付け位置は、テーブル３１ＮＺが初期状態にある場合において、メインスケール５１ＮＺの長手方向（図４で、上下方向…Ｚ軸線方向）の中心が両光ファイバ１，５とＺ軸線方向において同じ高さ（Ｚｆ）となる位置（状態）でかつメインスケール５１ＮＺがＺ軸線方向に延びる姿態（位置）とする。また、ベース３５ＳＺ，３５ＮＺは、図１に示すＹ軸線を中心として左右対称に配置される。
【００４２】
次に、Ｚステージユニット２０ＳＺ，２０ＮＺのテーブル３１ＳＺ，３１ＮＺには、それぞれ、Ｌ字形状の昇降部材２６（垂直部２７，水平部２８）を介して、Ｙステージユニット２０ＳＹ，２０ＮＹ（ベース３５ＳＹ，３５ＮＹ）が取付けられる。取付け位置は、メインスケール５１ＳＹ，５１ＮＹの長手方向（図３，図４で、左右方向…Ｙ軸線方向）の中心をＸ軸線が横切る状態［光ファイバ１，５とＹ軸線方向において同じ位置（Ｙｆ…Ｘ軸線に合わせた状態）］でかつメインスケール５１ＳＹ，５１ＮＹがＹ軸線方向にそれぞれ延びる姿態（位置）とする。また、ベース３５ＳＹ，３５ＮＹは、図１に示すＹ軸線を中心として左右対称に配置される。
【００４３】
さらに、図３，図４に示すＹステージユニット２０ＳＹ，２０ＮＹのテーブル３１ＳＹ，３１ＮＹには、Ｘステージユニット２０ＳＸ，２０ＮＸ（ベース３５ＳＸ，３５ＮＸ）が取付けられる。取付け位置は、メインスケール５１ＳＸ，５１ＮＸの幅方向（図２で、紙面に垂直方向）の中心が光ファイバ１，５が延びるＸ軸線［詳しくは、Ｘ軸線の下方でＸ軸線と平行な図１，図２に示すＸｆ軸線と合わせた状態（位置）］でかつメインスケール５１ＳＸ，５１ＮＸがＸ（Ｘｆ）軸線方向に延びる姿態（位置）とする。また、ベース３５ＳＸ，３５ＮＸは、図１、図２に示すＹ軸線を中心として左右対称に配置される。
【００４４】
すなわち、各Ｘ位置検出手段５０ＳＸ，５０ＮＸのメインスケール幅方向中心をＸ（Ｘｆ）軸線に合わせた状態とし、各Ｙ位置検出手段５０ＳＹ，５０ＮＹのメインスケール長手方向中心をＸ軸線が横切る状態としかつ各Ｚ位置検出手段５０ＳＺ，５０ＮＺのメインスケール長手方向中心が両光ファイバ１，５とＺ軸線方向において同じ高さとなる状態として、各軸線方向の位置決め手段３０をＸ軸線方向においてＹ軸線を中心に左右対称に配設してある。
【００４５】
さらに、左右対称配置に加え、テーブル３１およびベース３５並びにコモンベース１１等を同じ材質（この実施の形態では、アルミニウム合金材料）から形成してある。冶具２１等も同様である。すなわち、温度変化による膨張・収縮の影響を最小限に抑制可能に形成してある。
【００４６】
図１〜図４において、Ｘ軸線上の光ファイバ１，５間でＹ軸線およびＺ軸線と交叉するポイントを３次元的原点と考えた場合に、コモンベース１１、各ステージユニット２０Ｓ，２０Ｎ、冶具２１Ｓ，２１Ｎは、熱変動に伴い、３次元的原点を中心にＸ，Ｙ，Ｚ方向に等量だけそれぞれ伸長乃至収縮する。この場合は、光ファイバ１，５の２次元（Ｙ，Ｚ）的相対位置は不変である。Ｘ軸線方向は離隔接近するが光軸上の光量変化としては微少で総合的光学評価に影響を及ぼすことがないので問題ない。つまり、機械的構造物の左右・前後・上下方向の熱的変形を相殺する考え方である。実際には完全対称性は無理であるが、この実施の形態では、温度変化に伴う光ファイバ１，５の３次元的相対位置の変化を最小化できるように構築してあると理解される。これにより、補正位置制御の迅速化および制御手段の簡素化を促進できる。
【００４７】
しかも、最小限的に現れたＸ，Ｙ，Ｚ軸線方向の温度変化等による位置変化は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸線および光ファイバ１，５に対する各メインスケール５１の配設位置の特定化によりアッべ原理による誤差等を排斥して、正確に計測可能に形成してある。かくして、調芯終了後の外乱による光ファイバ１，５間の相対位置変化を迅速かつ正確に検出しつつ常時的に高精度な補正位置制御を行なえる。
【００４８】
各ステージユニット２０の詳細は、図５〜図８に示すように、ベース３５と一体的なコモンベース１１には、ナット部材４１，ボールねじ軸４２とともに駆動手段４０の一部を構成するステッピングモータ４５が配設され、ベアリングに支持されたボールねじ軸４２とカップリング４３を介して連結されている。
【００４９】
このステッピングモータ４５は、コネクタを介して接続された図９に示すモータドライバ４８で回転駆動される。振動防止ダンパー４６は、ゲル状体を封入した構造で、モータ４５の回転立上・立下げの際の振動抑制（ダンピング）効果を発現可能に設けてある。このダンパー４６は、操作つまみとしても利用でき、モータ４５を手動回転させることもできる。
【００５０】
テーブル３１には、図８に示す下方の空間３９内にナット部材４２とメインスケール５１とを配設し、ベース側の貫通孔３５Ｈを通した検出器収容空間３５ＤＳ内に検出部５５（検出器ホルダー５４）を外部から平面的姿勢変更可能に取付け、ベース３５の下面側からインデックススケール５３の平面的姿勢を変更しつつ行なうモアレ調整および位置検出手段５０（検出回路５６）の点検調整を実行可能に構成されている。
【００５１】
図５，図６において、ベース３５とテーブル３１とは、クロスローラベアリング３３，３３を介して基（Ｘ，ＹまたはＺ）軸線方向［図で左右方向］に相対移動可能に装着されている。薄平板形状のベース３５およびテーブル３１の平面加工度が良好なので、全面的で高度の平面度・平行度を保持できる。また、ベース３５およびテーブル３１が幅方向（図５で上下方向）に対称形状とされているので、加工がより容易で低コスト化を助長できる。
【００５２】
また、テーブル３１の下面側には、図８に示す如く、ナット部材４１の軸線方向の位置を規制する規制部３１Ｋと押圧部３１Ｐとが設けられている。図６に示す一端がベース３５側のバネ掛け部３５Ｓに固定されかつ他端がテーブル３１側のバネ掛け部３１Ｓに張設されたスプリング３６の付勢力で、テーブル３１を図６，図８で右方向に常時的に引っ張ることで、押圧部３１Ｐをナット部材４１に常時当接（押圧）する。つまり、ナット部材４１とボールねじ軸４２とのバックラッシュを除去可能に形成してある。
【００５３】
また、この実施の形態では、図８に示すテーブル３１の下面側のスケール取付部３２に、メインスケール５１（第１格子）を取付けてある。このメインスケール５１は、幅方向形状が左右対称とされ、加工歪の左右バランスにより一層の高精度検出を可能に形成してある。
【００５４】
ベース３５には、図８に示す検出器ホルダー５４の両側にバカ穴（調整取付孔）を設けかつ調整取付ねじによって平面的姿勢を変更しつつベース３５に固定取付けすることができる。ベース３５の下面側つまり外部から姿勢変更可能な構造である。検出器ホルダー５４には、インデックススケール５３が上向きに取付けられるとともに、発光部と受光部とを含む検出部５５が装着されている。さらに、下面側には、アンプ等を含む検出回路５６が取付けられている。
【００５５】
インデックススケール５３は、特許文献２に係る検出装置の場合と同様に、ガラス製平板からなり、第２格子と第３格子とを有する。第２格子の下方側に取付けられた発光部はＬＥＤと集光レンズとからなり、検出器ホルダー５４内に所定傾斜角を持って取付けられている。したがって、拡散光の有効利用度を高められるので、両スケール５１，５３間のギャップを大きくすることができる。第３格子の下方側に取付けられた受光部は、１チップの受光素子を各第３格子に対応させて４分割した受光素子からなる。したがって、温度特性等のバラツキを最小限に抑えられ、同一平面上の配設を自動的に保障できる。
【００５６】
検出回路５６には、アンプ，演算増幅器が含まれ、外部の計数回路までの間における外乱ノイズの影響を一掃可能に形成してある。かくして、インデックススケール５３とメインスケール５１とを相対変位させれば、各受光素子からの光電変換信号（出力信号）を解析することにより、その移動変位量を高分解能，高精度でしかも高速に検出できる。
【００５７】
次に、図１，図２に示す出力側冶具２１Ｓおよび入力側冶具２１Ｎは、Ｖ字形状部材２１Ｖとクランパー２１Ｃとを有するクランプ型で、各Ｖ字形状部材２１ＶがＸ軸線方向に延びる状態で、Ｘテーブル３１ＳＸ，３１ＮＸにそれぞれ装着されている。Ｖ字形状部材２１ＳＶ（２１ＮＶ）に光ファイバ１（５）を挿入し、上方からクランパー２１Ｃを押し付けることで、光ファイバ１（５）を３次元方向において位置拘束できるから、確実に保持できる。
【００５８】
図９において、運転制御装置を構成するコンピュータ（パソコン）７０は、ＣＰＵ（時計機能を含む）７１，ＲＯＭ７２，ＲＡＭ７３，ＨＤＤ７４，操作部（ＰＮＬ）７５，表示部（ＩＮＤ）７６および複数のインターフェイス（Ｉ／Ｆ）７８を含み、設定・選択・指令・制御等の機能を有し調芯装置全体を運転制御する。
【００５９】
インターフェイス７８ＳＸ，（７８ＳＹ，…，７８ＮＹ），７８ＮＺには、対応するモータ４５ＳＸ，（４５ＳＹ，…，４５ＮＹ），４５ＮＺ用のモータドライバ４８ＳＸ，（４８ＳＹ，…，４８ＮＹ），４８ＮＺおよび検出部５５ＳＸ，（５５ＳＹ，…，５５ＮＹ），５５ＮＺから受光相当信号が入力される検出回路５６ＳＸ，（５６ＳＹ，…，５６ＮＹ），５６ＮＺが接続されている。モータドライバ４８へは目標位置相当制御信号を出力し、検出回路５６からは位置検出信号が入力される。
【００６０】
この実施の形態では、位置決め制御手段（７１，７２），調芯終了時位置記憶制御手段（７１，７２），入力側補正位置決め制御手段（７１，７２），出力側補正位置決め制御手段（７１，７２）等の如く、項目の後ろに（７１，７２）と附記された手段は、それぞれに当該制御プログラムを格納させたＲＯＭ６２（ＨＤＤ７４やその他の不揮発性記憶手段でもよい。）とプログラムの実行機能を有するＣＰＵ７１から形成されている。プログラム等は、ＲＡＭ６３に展開されて実行される。つまり、構成要素を主にソフトウエア的に構築してある。
【００６１】
もとより、これら制御手段は、ロジック回路等によるハードウエア主体構造から構築してもよい。なお、各制御プログラムの全部または一部は、データ通信回線を通じて外部からダウンロードしてあるいはメディアを用いてインストールする形式としても実施することができる。
【００６２】
ここに、位置決め制御手段（７１，７２）は、操作部７５を用いかつ表示部７６で目視確認しつつ入力された各軸線用の目標位置（座標ＳＸｓ，ＳＹｓ，ＳＺｓ、ＮＸｓ，ＮＹｓ，ＮＺｓ）に相当する信号を目標値信号としかつ検出回路５６から読み込んだ現在値（検出値）をフィードバック信号として、目標位置相当制御信号（偏差信号）を生成しかつモータドライバ４８に出力する。モータ４５の回転角度制御によりボールねじ軸４２を回転させることで、ステージユニット２０の位置決め（ベース３５に対するステージ３１の位置を決める。）制御する。
【００６３】
調芯終了時位置記憶制御手段（７１，７２）は、調芯終了時（図１０のＳＴ１０でＹＥＳ）に出力側位置検出手段５０Ｓで検出された出力側冶具２１Ｓの調芯終了時位置（座標ＳＸｆ，ＳＸｆ，ＳＺｆ）および入力側位置検出手段５０Ｎで検出された入力側冶具２１Ｎの調芯終了時位置（座標ＮＸｆ，ＮＹｆ，ＮＺｆ）を読込んでメモリ（ＲＡＭ７３のワークエリア）にそれぞれ記憶（ＳＴ１１）する。
【００６４】
各終了時位置（座標ＳＸｆ，ＳＸｆ，ＳＺｆ、ＮＸｆ，ＮＹｆ，ＮＺｆ）は、当該各目標位置（座標ＳＸｓ，ＳＹｓ，ＳＺｓ、ＮＸｓ，ＮＹｓ，ＮＺｓ）を中心としかつ制御誤差（この実施の形態では、±０．００１μｍ）を含む値である。
【００６５】
なお、メモリにそれぞれ記憶とは、絶対値（調芯終了時の検出値…例えば、１１５．０００μｍ）を記憶することだけでなく、その値をリセット（ゼロクリア）した状態（０．０００μｍ）で記憶させてもよい。調芯終了時位置記憶制御手段および出・入力側補正位置決め制御手段をロジック回路ユニットから構成する場合には、リセット（ゼロクリア）としかつこれを目標値として補正位置制御するのが好ましい。情報的乃至電気的な処理の点からすれば、本質的に差異がないこと明らかである。
【００６６】
出力側補正位置決め制御手段（７１，７２）は、調芯終了後（図１０のＳＴ１０でＹＥＳ）に出力側位置検出手段５０Ｓを用いて検出された出力側冶具２１Ｓの当該時位置（座標ＳＸｉ，ＳＸｉ，ＳＺｉ）とメモリに記憶されている調芯終了時位置（座標ＳＸｆ，ＳＸｆ，ＳＺｆ）との間に差が生じた場合（ＳＴ１４でＮＯ，ＳＴ１６でＮＯ，ＳＴ１８でＮＯ）に、出力側位置決め手段３０Ｓを用いて出力側冶具２１Ｓを常に調芯終了時位置に戻すようにそれぞれ補正位置決め制御（ＳＴ１５，ＳＴ１７，ＳＴ１９）することができる。
【００６７】
同様に、入力側補正位置決め制御手段（７１，７２）は、調芯終了後（図１０のＳＴ１０でＹＥＳ）に入力側位置検出手段５０Ｎを用いて検出された入力側冶具２１Ｎの当該時位置（座標ＮＸｉ，ＮＹｉ，ＮＺｉ）とメモリに記憶されている調芯終了時位置（座標ＮＸｆ，ＮＹｆ，ＮＺｆ）との間に差が生じた場合（ＳＴ１４でＮＯ，ＳＴ１６でＮＯ，ＳＴ１８でＮＯ）に、入力側位置決め手段３０Ｎを用いて入力側冶具２１Ｎを常に調芯終了時位置に戻すようにそれぞれ補正位置決め制御（ＳＴ１５，ＳＴ１７，ＳＴ１９）することができる。
【００６８】
いずれの場合も、補正判断タイミング（例えば、５秒）の間隔（ＳＴ１２でＹＥＳ）毎に目標位置が更新されつつ補正制御される、停止指令（ＳＴ２０でＹＥＳ）で補正制御終了になる。
【００６９】
この第１の実施の形態に係る調芯装置１０では、光ファイバ１の端部（光出射部１Ｂ）および光ファイバ５の端部（光入射部５Ａ）の位置を、それぞれ、一定の精度で自動的に位置決めすることで、出力側光ファイバ１（光出射部１Ｂ）と入力側光ファイバ５（光入射部５Ａ）との光軸合わせ込みにより調芯することができる。
【００７０】
かかる調芯作業は、光発生器（図示省略）からの光を光ファイバ１（光入射部１Ａ）から実際に入力し、光出射部１Ｂ〜光入射部５Ａを通し、光ファイバ５の光出射部５Ｂから出力される光を光検出器（図示省略）で検出しかつ作業員がモニタ（７６）で目視監視する。光出射部（コア）１Ｂと光入射部（コア）５Ａとが一直線（Ｘ軸線）上に近づいた場合に、検出光強度が増大する。すなわち、作業員は検出光強度を監視しながら各ステージユニットの手動操作により微小位置決めを繰り返しつつ光強度がピークになったところで、調芯終了としている。
【００７１】
この作業期間中、作業員は表示部７６で確認しつつ操作部７５のキー操作によりＸ，Ｙ，Ｚ位置決め用の目標位置を定量的に設定することできる。しかも、自動的位置決めされるので非常に楽である。また、選択的にパルス発生ボタンを用いたインチング操作で、位置決めすることもできる。いずれにしても、従来例の場合に比較して、目標位置を中心とするオーバー・ショートの繰り返し操作を極減できる。この点からも、正確で迅速な調芯作業を完遂できる。
【００７２】
調芯終了になると、予め設定されている場合は、調芯終了時位置記憶制御手段（７１，７２）と出力側補正位置決め制御手段（７１，７２）と入力側補正位置決め制御手段（７１，７２）とが、自動起動（図１０のＳＴ１０〜ＳＴ１９）される。
【００７３】
以下に調芯終了後の温度変化に伴う位置ズレ（変動誤差）の問題と、これを解決できる本発明の産業上の利用性（作用効果）の一例を従来例との比較において具体的に説明する。
【００７４】
この実施の形態に係る調芯装置１０に主要な構成要素の大部分（１１，３１，３５，２１等）が、アルミニウム合金（線膨張係数が２３×１０−６／℃）であるから、５ｃｍの部材が１℃の温度上昇にさらされた場合の変位量（膨張量…伸長量）は１.２μｍとなる。
【００７５】
光ファイバ（１，５）に代表されるような光導波路の断面（１Ｂ，５Ａ）において、コアの幅が１０μｍほどの場合、数度の温度上昇（外乱）でも数μｍの光軸のズレが発生することになる。つまり、数１０％に及ぶ位置ズレが断面においてもたらされ、その結果として数ｄＢにおよぶ入力側における出力変動となって現れる。つまり、調芯された光ファイバに光を入力した場合の時間出力特性を示した図１１において、従来例（改善前）の場合は経時的に大きな変動を生じるので、変動特性はカーブＣＲＶＰで表わせる。
【００７６】
特に、このような時間経過に伴う損失変動は、実際の光学特性評価において重大な問題となる。例えば、入力光と出力光とを比較して計測するスペクトルの評価において、波長フィルタを短波長側から長波長側へスイーブさせるときに数十秒に亘る時間が掛かる。このことは、時間経過に伴って生じた調芯ズレがあたかも出力光の吸収スペクトルに変動があるがごとく検出されてしまう。つまり、計測上の誤差となる。
【００７７】
さらに、光ファイバのコアが僅か１〜２μｍほどのシリコン導波路では、数μｍの変動は致命的である。すなわち、コアが１〜２μｍであるから、もし調芯時あるいは調芯終了後に外乱によってこの位置ズレ（数μｍの変動）が生じた場合、出力側（１Ｂ）と入力側（５Ａ）とのコアが同軸線上に重ならないから、出力光を検出できないレベルまで落ち込んでしまう虞がある。
【００７８】
本発明では、補正位置制御により調芯終了後の経時的な劣悪化を払拭できるから、時間出力特性は図１１に示すカーブＣＲＶに示すようになる。かくして、以上の技術的課題を解決でき、一段と細線化が望まれる次世代導波路等に対する適応性も広く、また調芯作業場に過渡の外乱防止策を講じるまでもなく、精度および信頼性の高い光学特性評価等を安定して行なえものと理解される。
【００７９】
すなわち、この第１の実施の形態によれば、出力側および入力側ともに冶具２１を３次元方向に移動させて目標位置（Ｘｓ）に位置決め可能かつ調芯終了後の検出時位置（Ｘｉ）と調芯終了時位置（Ｘｆ）との間に誤差が生じた場合に当該誤差を打ち消すために冶具２１（光ファイバ）を常に調芯終了時位置（Ｘｆ）に戻すように補正位置決め制御可能に形成されているので、調芯終了時の状態の経時的な劣悪化を払拭することができる。光ファイバ１，５等の光学的特性等の本来的評価を安定かつ確実に行なえ、信頼性の高い評価テストを担保するために大きく貢献することができる。
【００８０】
また、各Ｘ軸線方向位置検出手段５０ＳＸ，５０ＮＸのメインスケール幅方向中心をＸ軸線に合わせた状態とするとともに各Ｙ軸線方向位置検出手段５０ＳＹ，５０ＮＹのメインスケール長手方向中心をＸ軸線が横切る状態としかつ各Ｚ軸線方向位置検出手段５０ＳＺ，５０ＮＺのメインスケール長手方向中心が両光ファイバ１，５とＺ軸線方向において同じ高さとなる状態とし、しかも各軸線方向位置決め手段３０ＳＸ，３０ＳＹ，３０ＳＺ、３０ＮＸ，３０ＮＹ，３０ＮＺをＸ軸線方向においてＹ軸線を中心に左右対称に配設されているので、機械的な対称配置による熱的変化の左右相殺化を期待できる。計測的にはアッベの原理に反する誤差発生を未然防止することができる。よって、調芯終了時の経時的な温度変化に伴う誤差を大幅に抑制することができる。補正制御が容易でかつ迅速に行なえる。
【００８１】
また、主要機械的構成要素（コモンベース１１，冶具２１，テーブル３１等）が同じ材質から形成されているので、調芯終了中およびその後の経時的な状態変化に伴う悪影響を最小化できる。温度状態変化の程度によっては、補正位置制御をすることなく誤差の発生を未然防止することができる可能性も高い。
【００８２】
また、各光導波路（１，５）が光ファイバ導波路，シリコン導波路および石英ガラス導波路の中から任意的に選択かつ組合わされた場合でも適応できるので、光導波路の種類に対する利用性が広い。
【００８３】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、図１２〜図１４に示される如く、基本的構成・機能が第１の実施の形態の場合（図１〜図１１）と同様（中間光導波路３の関係を除く。）とされているが、出力側冶具２１Ｓで保持された出力側光導波路１と入力側冶具２１Ｎで保持された入力側光導波路５との間に中間光導波路３が配設されかつ出力側冶具と入力側冶具とを３次元方向に相対移動させて出力側光導波路１の光出射部１Ｂと入力側光導波路５の光入射部５Ａとを中間光導波路５（５Ａ，５Ｂ）を挟みかつ基軸（Ｘ）線上で間接対峙させる光軸合わせ込みにより調芯可能に形成されている。
【００８４】
なお、出力側から見た状態を示す側面図および入力側から見た状態を示す側面図は、第１の実施の形態の場合（図３，図４）と同じであるので、ここでは図示省略した。
【００８５】
また、出力側位置検出手段５０Ｓおよび出力側位置決め手段３０Ｓ、入力側位置検出手段５０Ｎおよび入力側位置決め手段３０Ｎ、位置決め制御手段（７１，７２），調芯終了時位置記憶制御手段（７１，７２），入力側補正位置決め制御手段（７１，７２）および出力側補正位置決め制御手段（７１，７２）等は、第１の実施の形態の場合と構成・機能が同じなので説明を省略する。
【００８６】
図１２〜図１４において、出力側冶具２１Ｓで保持された出力側光導波路１と入力側冶具２１Ｎで保持された入力側光導波路５との間に、中間起立台１７が設けられかつこの中間起立台１７にはＹスライダー１９がＹ軸線方向（図１４で左右方向）に摺動可能かつ摺動後に当該位置に固定可能に装着されている。
【００８７】
このＹスライダー１９は、ボルトを弛緩させてから手動で移動（摺動）させることができ、移動後にボルトを緊締することでその位置に固定することができる。図１４に示す穴１４Ｈ１および１４Ｈ２は、スライダー１９側の後方配置構成要素とＺガイド面部材１４との衝突回避のために設けられている。
【００８８】
そして、Ｙスライダー１９に中間光導波路３を保持するためのクランプ型の中間冶具２３が配設されている。したがって、出力側冶具２１Ｓ（光出射部１Ｂ）を３次元方向に相対移動させて中間光導波路３（光入射部３Ａ）に光軸合わせしかつ入力側冶具２１Ｎ（光入射部５Ａ）を３次元方向に相対移動させて中間光導波路３（光出力部３Ｂ）に光軸合わせすることで、出力側光導波路１（光出射部１Ｂ）と入力側光導波路５（光入射部５Ａ）とを中間光導波路３（３Ａ，３Ｂ）を挟みかつ基線（Ｘ軸線）上で間接対峙させる調芯作業が行なえる。なお、その前後に中間光導波路３を外した光特性評価等も行なえる。
【００８９】
この実施の形態における中間光導波路はシリコン導波路３が選択されている。
なお、出力側光導波路および入力側光導波路は、第１の実施の形態の場合と同じ光ファイバ１および５とされている。
【００９０】
しかして、この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様な効果を奏することができ、かつ中間光導波路３を介した光導波路（１，３，５）の総合的評価が可能になるから、中間光導波路３の介在有無との比較等に対する利用性が一段と高まる。
【００９１】
また、中間冶具２３がＹ軸線方向に往復移動可能なＹスライダー１９に搭載されているので、Ｙスライダー１９を光導波路（１，３）から離れた位置にずらせた状態で中間光導波路３の中間冶具２３への取付・取外し作業を行なる。作業簡単かつ安全である。
【００９２】
（第３の実施の形態）
この実施の形態は、図１５，図１６に示されるように、基本的構成が第２の実施の形態の場合（図１２〜図１４）と同様とされ、さらに各光ファイバ１，５に対応するＸＹ回転位置決め手段２０ＳＸＹ，２０ＮＸＹおよびＺＸ回転位置決め手段２０ＳＺＸ，２０ＮＺＸを設けた構成である。
【００９３】
図１５，図１６において、出力側光ファイバ１および入力側光ファイバ５の延びる方向（図で左右方向）をＸ軸線，このＸ軸線と水平面内において直交する軸線をＹ軸線（図１５で上下方向に延びる軸線），Ｘ軸線およびＹ軸線の双方に直交する軸線をＺ軸線（図１６で上下方向に延びる軸線）と定義した場合を考える。
【００９４】
出力側ＸＹ回転位置決め手段（回転ステージユニット２０ＳＸＹ）は、Ｚ軸線方向で出力側位置決め手段（Ｘステージユニット２０ＳＸ）のＸテーブル３１ＳＸと出力側冶具２２Ｓ（詳しくは、この冶具を支持するブラケット２２Ｂ）との間に、Ｘ軸線およびＹ軸線を含むＸＹ面内でかつＺ軸線を中心として出力側冶具２２Ｓを回転させて位置決めする手段で、テーブル３１ＳＸに取付けられたＸＹ回転ステージベース（以下、“ＸＹ回転ベース”と略称する。）３５ＲとＸＹ回転ステージテーブル（以下、“ＸＹ回転テーブル”と略称する。）３１Ｒとを含み、マイクロメータヘッド２９を用いてＸＹ回転テーブル３１Ｒを図１５に示す回転（θｘｙ）方向に回転位置決めすることができる。回転位置決め角度は、目盛から読取る。
【００９５】
同様に、入力側ＸＹ回転位置決め手段（回転ステージユニット２０ＮＸＹ）も、Ｚ軸線方向で出力側位置決め手段（Ｘステージユニット２０ＮＸ）のＸテーブル３１ＮＸと入力側冶具２２Ｎ（ブラケット２２Ｂ）との間に、Ｘ軸線およびＹ軸線を含むＸＹ面内でかつＺ軸線を中心として出力側冶具２２Ｎを回転させて位置決めする手段で、テーブル３１ＮＸに取付けられたＸＹ回転ベース３５ＲとＸＹ回転テーブル３１Ｒとを含み、マイクロメータヘッド２９を用いてＸＹ回転テーブル３１Ｒを図１５に示す回転（θｘｙ）方向に回転位置決めすることができる。回転位置決め角度は、目盛から読取る。
【００９６】
また、出力側ＺＸ回動位置決め手段（ＺＸ回動ステージユニット２０ＳＺＸ）は、Ｚ軸線およびＸ軸線を含むＺＸ面内で出力側冶具２２Ｓを回動させて位置決めする手段で、この実施の形態ではＸＹ回転テーブル３１Ｒに取付けられたＺＸ回動ベース３５ＲＲとＺＸ回動テーブル３１ＲＲとを含み、マイクロメータヘッド２９を用いてＺＸ回動テーブル３１ＲＲを図１５に示す回動（θｚｘ）方向に回動位置決めすることができる。
【００９７】
同様に、入力側ＺＸ回動位置決め手段（ＺＸ回動ステージユニット２０ＮＺＸ）は、Ｚ軸線およびＸ軸線を含むＺＸ面内で入力側冶具２２Ｎを回動させて位置決めする手段で、ＸＹ回転テーブル３１Ｓに取付けられたＺＸ回動ステージベース（以下、“ＺＸ回動ベース”と略称する。）３５ＲＲとＺＸ回動ステージテーブル（以下、“ＺＸ回動テーブル”と略称する。）３１ＲＲとを含み、マイクロメータヘッド２９を用いてＺＸ回動テーブル３１ＲＲを図１５に示す回動（θｚｘ）方向に回動位置決めすることができる。
【００９８】
なお、各ＺＸ回動ベース３５ＲＲには凹形状でかつ円弧形状のＹ軸線方向が幅狭の凹形状溝が設けられ、各ＺＸ回動テーブル３１ＲＲの下面側には凹溝に対応する形状の凸形状突出部が設けられている。
【００９９】
各冶具２２Ｓ，２２Ｎは、θｚｘ方向に回動されるので、コネクタ型を採用しかつ基端部がＺＸ回動（傾斜）テーブル３１ＲＲに固着されたブラケット２２Ｂを介して装着されている。
【０１００】
したがって、各光ファイバ１（１Ｂ），５（５Ａ）の形態（曲がり等）や光軸（コア面）の向きが同一でない場合でも、両者を一直線（Ｘ軸線）上に対応（対峙）させる初期調整を迅速かつ容易に行なえる。第２の実施の形態の場合に比較して、機械的構成要素の仕上げ精度や組立て精度を過度に高級化する必要がなく経済的である。その後の出力側光ファイバ１および入力側光ファイバ５の取付け姿勢の微調整も簡単に行なえる。
【０１０１】
さらに、この第３の実施の形態では、Ｚ軸線方向で中間冶具２３とこれを支持する中間起立台１７Ａとの間に、Ｘ軸線およびＹ軸線を含むＸＹ面内でかつＺ軸線を中心として中間冶具２３を回転させて位置決めする中間用ＸＹ回転位置決め手段（中間用ＸＹ回転ステージユニット２０ＳＮＸＹ）と，Ｚ軸線およびＸ軸線を含むＺＸ面内で中間冶具２３を回動させて位置決めする中間用ＺＸ回動位置決め手段（中間用ＺＹ回動ステージユニット２０ＳＮＺＸ）とが設けられている。
【０１０２】
この中間用ＸＹ回転位置決め手段（中間用ＸＹ回転ステージユニット２０ＳＮＸＹ）および中間用ＺＸ回動位置決め手段（中間用ＺＹ回動ステージユニット２０ＳＮＺＸ）の構成・機能は、出力側ＸＹ回転位置決め手段（回転ステージユニット２０ＳＸＹ）および出力側ＺＸ回動位置決め手段（ＺＸ回動ステージユニット２０ＳＺＸ）の場合と同じである。
【０１０３】
なお、中間光導波路が薄膜形状のチップ態様のシリコン導波路３であるから、中間冶具２３はクランプ型としている。
【０１０４】
したがって、出力側光ファイバ１および入力側光ファイバ５に対する中間冶具側光導波路３の位置微調整ができるので、特にセッティング時の取付け姿勢の補正や中間光導波路３の出・入力側光ファイバ１，５に対する位置補正を容易に行なえる。Ｘ，Ｙ，Ｚ位置決め手段２０Ｘ，２０Ｙ，２０Ｚとの関係を含む位置調整方法の選択肢が広がる。
【０１０５】
さらにまた、この実施の形態では、中間冶具２３をＹ軸線方向に移動可能に形成されている。すなわち、図１５に示すように中間冶具２３と中間用ＺＸ回動位置決め手段（中間用ＺＹ回動ステージユニット２０ＳＮＺＸ）と中間用ＸＹ回転位置決め手段（中間用ＸＹ回転ステージユニット２０ＳＮＸＹ）とを中間起立台１７ＡごとＹ軸線に移動可能な位置決め手段３０と位置検出手段５０とを一体的に組込んだ構造（中間用ステージユニット２０ＳＮＹ）を設けてある。
【０１０６】
この中間用ステージユニット２０ＳＮＹは、ステージユニット２０ＳＹ（２０ＮＹ）の場合と同じ構成・機能を持つ。なお、中間冶具２３をＹ軸線方向に移動（進動・退動）できる限りにおいて、ステージユニット２０ＳＹ（２０ＮＮ）の場合に比較して簡素構造で低機能としてもよい。
【０１０７】
この中間用ステージユニット２０ＳＮＹの設置に関連し、ステージユニット２０ＳＹ，２０ＮＹは第２の実施の形態の場合（図１２）と異なり奥行側（図１５で上方側）に配設してある。中間光導波路３のセッティング・交換容易化のためである。レイアウト簡素化および点検容易化も促進できる。
【０１０８】
したがって、中間冶具２３（中間光導波路３）を第２の実施の形態の場合と比較して、Ｙ軸線方向に大ストロークで迅速かつ正確に出し入れできるから、取り扱いが一段と簡単である。中間光導波路３を介在させる場合と介在させない場合との比較テストも容易となり、利用性を大幅に拡大できる。
【０１０９】
（第４の実施の形態）
この実施の形態に係る調芯装置は、基本的構成・機能が第１の実施の形態の場合と同様であるが、出力側位置決め手段３０Ｓと入力側位置決め手段３０Ｎとは別個の出力側補正用位置決め手段（３０ＳＳ…図示省略）と入力側補正用位置決め手段（３０ＮＳ…図示省略）とを設け、出力側補正用位置決め手段および入力側補正用位置決め手段を用いてそれぞれの補正位置決め制御を実行可能に形成されている。
【０１１０】
出力側補正用位置決め手段と入力側補正用位置決め手段とは、例えば、第１の実施の形態の場合（図５〜図８）の構造に一体的に組込んで構築することができる。一体的に組み込む場合は、図８に示すボールねじ軸４２の一方端に軸線方向に伸縮可能な複数の切欠溝を有する筒体型カップリング（３０ＳＳ，３０ＮＳ）とピエゾアクチュエータ（３０ＳＳ，３０ＮＳ）とを設けておき、切欠溝付筒体型カップリングの軸線方向の寸法を例えば８μｍだけ短縮する方向に予めピエゾアクチュエータにバイアス電圧（例えば、７５Ｖ）を常時印加してピエゾアクチュエータを８μｍだけ伸長させた伸長状態（初期状態）としておく。そして、ピエゾアクチュエータをテーブル３１（冶具２１）の調芯終了時を中心としてＸ方向に所定量（±８μｍ）内で微調整可能に形成すればよい。
【０１１１】
ピエゾアクチュエータは、印加電圧値に比例的かつアナログ的に微細量だけ伸縮させることができるから、第１の実施の形態に係るステッピングモータ（パルスモータ）４５を用いた出・入力側補正用位置決め手段の場合よりも、高分解能での位置補正が可能である。  第１の実施の形態の場合に比較して、例えば小ストロークでも一段と分解能が高い出力側補正用位置決め手段および入力側補正用位置決め手段を導入できるから、発生した誤差がより小さい段階でも補正位置決め制御に入れかつ誤差発生に対する応答性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、調芯終了時の高精度光軸合わせ状態の経時的劣悪化を払拭できるので、光導波路の光学的特性の本来的評価を安定かつ確実に行なうために極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置全体の平面図である。
【図２】同じく、正面図である。
【図３】同じく、出力部側から見た状態を示す側面図である。
【図４】同じく、入力部側から見た状態を示す側面図である。
【図５】同じく、１軸ステージを説明するための平面図である。
【図６】同じく、図５に対応する一部断面平面図である。
【図７】同じく、１軸ステージを説明するための正面図である。
【図８】同じく、図６の矢視線Ａ−Ａに基づく一部断面正面図である。
【図９】同じく、駆動制御装置を説明するためのブロックである。
【図１０】同じく、補正位置決め動作等を説明するためのフローチャートである。
【図１１】同じく、損失変動除去効果程度を従来例との比較において説明するためのグラフ図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る装置全体の平面図である。
【図１３】同じく、正面図である。
【図１４】同じく、図１２の矢視線Ｂ−Ｂに基づく一部を断面した図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る装置全体の平面図である。
【図１６】同じく、正面図である。
【図１７】従来例１を説明するための概略図である。
【図１８】従来例２（中間導波路がある。）を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  光ファイバ（出力側光導波路）
３  中間光導波路
５  光ファイバ（入力側光導波路）
１０  調芯装置
１１  コモンベース
１７  中間起立台
２０  Ｘ，Ｙ，Ｚステージユニット
２０ＸＹ  ＸＹ回転ステージユニット
２０ＺＸ  ＺＸ回動ステージユニット
２０ＳＮＹ  Ｙ移動ステージユニット
２１  冶具（クランプ型）
２２  冶具（コネクタ型）
２３  中間冶具
３０  Ｘ，Ｙ，Ｚ位置決め手段
３０Ｒ  ＸＹ回転位置決め手段
３０ＲＲ  ＺＸ回動位置決め手段
３１  ステージテーブル
３１Ｒ  ＸＹ回転ステージテーブル
３１ＲＲ  ＺＸ回動ステージテーブル
３３  クロスローラベアリング
３５  ステージベース
３５Ｒ  ＸＹ回転ステージベース
３５ＲＲ  ＺＸ回動ステージベース
４０  駆動手段
４１  ナット部材
４２  ボールねじ軸
４５  ステッピングモータ（駆動モータ）
４８  モータドライバ
５０  位置検出手段
５１  メインスケール
５３  インデックススケール
５５  検出部
５６  検出回路
７０  コンピュータ
７３  ＲＡＭ（メモリ）
【図１】
2006220929.tif 000003
【図２】
2006220929.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006220929.tif 000006
【図５】
2006220929.tif 000007
【図６】
2006220929.tif 000008
【図７】
2006220929.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006220929.tif 000011
【図１０】
2006220929.tif 000012
【図１１】
2006220929.tif 000013
【図１２】
2006220929.tif 000014
【図１３】
2006220929.tif 000015
【図１４】
2006220929.tif 000016
【図１５】
2006220929.tif 000017
【図１６】
2006220929.tif 000018
【図１７】
2006220929.tif 000019
【図１８】
2006220929.tif 000020